Файл: Атамалян Э.Г. Методы и средства измерения электрических величин учеб. пособие.pdf

измерительного механизма, с увеличением частоты сказываются пара­ зитные параметры)'.

Такие термоэлектрические приборы, как амперметры щитовые и переносные класса 2,5; 4, используют для измерения тока на высоких частотах от одного до нескольких сотен мегагерц, а также и как вольт­ метры, но с низким входным сопротивлением.

§ 2-2. Логометры

Логометры — приборы электромеханической группы, измеряющие

где п — коэффициент, зависящий от системы измерительного меха­ низма. Особенность лргометров заключается в том, что вращающий Мвр и противодействующий М пр моменты в них создаются электриче­ ским путем, поэтому логометр имеет два воспринимающих элемента, на которые воздействуют величины Ух и У2. составляющие измеряемое отношение. Направления величин Yy и У2 должны выбираться такими, чтобы моменты 44вр и 41пр, действующие на подвижную часть, были на­ правлены навстречу друг другу, при этом подвижная часть будет пово­ рачиваться под действием большего момента. Момент, направление которого совпадает с направлением перемещения подвижной части, должен уменьшаться, другой момент — возрастать. В положении рав­ новесия сумма моментов должна быть равна нулю: Mnp -f Мпр — 0.

Для выполнения этих условий моменты М„р и /VIмр должны раз­ личным образом зависеть от угла поворота подвижной части прибора.

Логометры, относящиеся к различным системам, обладают преиму­ ществами и недостатками, свойственными последним. Источниками погрешности логометра служат неидентичное выполнение двух воспри­ нимающих элементов, особенно при наличии ферромагнитных мате­ риалов; наличие в логометре дополнительных моментов МД0|1 — тре­ ния в опорах, безмоментных подводок, от неуравновешенности под­ вижной части. Следовательно, вращающий момент

•44вр== 44пР~Ь 44доп,

где Л4пр — противодействующий момент.

Присутствие Мдоп делают показания логометра зависящими от по­ бочных факторов (например, напряжения). Поэтому на шкале лого­ метра указывают рабочий диапазон напряжения, в пределах которого градуировка шкалы справедлива. Верхний предел напряжения опре­ деляется максимальной мощностью, выделяемой в цепях логометра, а нижний Мдоп. Стрелка невключенного под напряжение логометра из-за отсутствия механического противодействующего момента за­ нимает безразличное положение.

Логометр магнитоэлектрической системы. Устройство логометра магнитоэлектрической системы следующее. В неравномерное магнит­ ное поле постоянного магнита (рис. 2-13) помещают подвижную часть, содержащую две рамки, жестко скрепленные под некоторым углом 6

36

(30 -5- 90°) и насаженные на общую ось. Токи / х и /2 подводят к рамкам с помощью тонких металлических токоподводов, не создающих проти­ водействующего момента (безмоментные). Направление токов берут таким, чтобы ток Д создавал вращаю­ щий момент

где Д (а), /2 (а) — величины, определяющие скорость изменения потокосцепления.

Уравнение шкалы логометра следующее:

Существование данной функциональной зависимости возможно при выполнении основного условия работы логометра:

dWjda Ф дх¥2/да,

которое обеспечивается при искусственно созданной неравномерности магнитного поля прибора. Логометры магнитоэлектрической системы применяют для измерения сопротивлений, частоты и ряда неэлектри­ ческих величин.

Логометр электродинамической системы. Данный логометр устроен следующим образом. В магнитном поле двух неподвижных и соединен­ ных последовательно катушек (рис. 2-15) 3, по которым протекает ток /, находятся две перекрещенные под углом б и жестко укреплен­ ные на оси рамки (катушки) / и 2 с токами Д и /2. Направления токов 11 и /2 выбирают так, что при взаимодействии I и ILсоздается вращаю­

37

щий момент, а при взаимодействии / и /2 — противодействующий момент.

углы сдвига фаз между векторами токов I, 1Хи /, /2; оМ-ъ М 2— коэф­ фициенты взаимоиндуктивности между каждой из подвижных катушек и неподвижной катушкой; а — угол откло­

dnSJda ф да£2/да.

Логометры электродинамической системы используют для измере­ ния частоты, фазы, емкости и других величин.

§ 2-3. Измерительные мостовые схемы

Измерительные мостовые схемы — приборы, служащие для сравне­ ния двух напряжений или двух сопротивлений. В основе работы мо­

тельных сопротивлений, подбираемых таким образом, чтобы со сравни­ ваемыми сопротивлениями они составляли замкнутый контур (четырех­ полюсник), питаемый от одного источника и имеющий две равиопотенциальные или близкопотенциальиые точки, которые обнаруживают индикатором равновесия. Отношение между вспомогательными сопро-

38

тивлениями является мерой отношения между сравниваемыми величи­ нами. Структурная схема измерительного моста показана на рис. 2-16.

Измерительные мостовые схемы различают по роду тока источника питания и. схемному выполнению четырехполюсника.

Мостовые схемы постоянного тока. Данные схемы делят на дву­ плечие, четырехплечие (одинарные) и шестиплечпе (двойные). Инди­ каторами равновесия в них служат гальванометры постоянного тока (стрелочные и зеркальные), электрометры, автокомпенсацнонные микровольтнаноамперметры.

Мостовые схемы переменного тока. Эти схемы делят на одинарные, двойные, Т-образные. По характеру сопротивления плеч мостовые схемы бывают с индуктивными и безындуктивными связями, а по влиянию частоты — частотопезависимые (равновесие их не зависит от частоты питающего напряжения) и частотозависимые (их равнове­ сие зависит от частоты питающего напряже­

катушек, емкости конденсаторов, тангенса угла потерь, частоты, коэффициента трансформации трансформаторов, маг­

нитных параметров, а также для измерения неэлектрических величин.

ние токов и напряжений в плечах мостовых схем с линейными сопро­ тивлениями может быть выполнено любым из известных методов рас­ чета сложных цепей. Ток / п в цепи индикатора равновесия определяем по методу эквивалентного источника напряжения:

гДе Ui, 2* х — напряжение на зажимах 1 , 2 при разомкнутой цепи 1 , 2; R3 — сопротивление цепи по отношению к зажимам /, 2 , когда цепь индикатора равновесия разомкнута, а источник питания заменен внут­

39