Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Самопишущие приборы прямого действия.




Разработано: доцент, канд. техн. наук Шупов В.П.

Рецензенты: профессор, докт.техн.наук. Учитель А.Д.

Доцент, канд. техн. наук. Файнштейн В.Г.

 

фотоноситель наносятся световые отметки в виде точек, чередующихся с известным интервалом.

При расшифровке осциллограммы для определения значения входного тока отклонение соответствующей точки осциллограммы от нулевой линии умножают на чувствительность примененного в данном канале гальванометра с учетом длины светового луча в данном осциллографе.

 

 

Э

 

Л

 

 

Б

 

 

Н

 

ОГ З

 

Рис. 7.1. Оптическая часть светолучевого осциллографа.

 

Введение.

Измерение технических величин тесно связано с прогрессом в развитии науки и техники. Именно измерения позволяют точно выявить зависимости, выражающие законы природы, поэтому, по словам Д.И. Менделеева «наука начинается там, где начинают измерять», любая величина, тело, процесс известен лишь в той мере, в какой их можно измерить.

Измерение является одним из основных способов познания окружающей среды. Они резко увеличивают возможности человека по сравнению с возможностями органов чувств, которыми его наделила природа. Особенно велика роль электрических измерений, так как в настоящее время подавляющее большинство всех измерений производится электрическими методами. Разработано большое количество измерительных преобразователей различных неэлектрических величин в электрические.

Метрология является наукой об измерениях вообще. Она занимается методами и средствами обеспечения единства измерений и достижения требуемой точности. При этом в метрологии выделилось два направления – научно-техническое и законодательное. Первое занимается созданием средств и методов измерений, методик обработки результатов измерений, а второе – созданием государственных нормированных общих правил и требований к измерениям.

Метрология и стандартизация тесно связаны между собой. Стандарты определяют требования к процессам и продукции, а метрология позволяет контролировать выполнение стандартов. Почти во всех развитых странах существуют разветвлённые государственные службы метрологии и стандартизации, призванные контролировать выполнение стандартов в различных отраслях народного хозяйства и следить за качеством производимых в этих отраслях измерений. Без обеспечения высокоточных и надёжных измерений невозможно говорить о качестве продукции.

Задача настоящего курса – познакомить студентов с основными понятиями метрологии и электроизмерительной техники, принципом действия и характеристиками различных электроизмерительных приборов, используемых для измерения как электрических, так и неэлектрических величин.

Основы метрологии.

Определение и классификация измерения.

Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и достижения требуемой точности. Объектом измерения является физическая величина. Под физической величиной понимают свойство, в качественном отношении общее для многих физических объектов (систем, устройств, процессов), а в количественном – индивидуальное для каждого из них. Единица физической величины – это

физическая величина, которой присвоено единичное значение.

Самопишущие приборы прямого действия.

 

Большинство выпускаемых промышленностью регистрирующих приборов является самописцами прямого действия: у них перемещение регистрирующего органа пропорционально измеряемой величине.

Самописцы выпускаются магнитоэлектрических и ферродинамических систем: у них измерительные механизмы обладают сравнительно большим вращающим моментом. Для повышения чувствительности самописцы могут иметь встроенные усилители. Как правило, самописцы, кроме регистрирующего органа, содержат отсчетное устройство для визуальной индикации результата измерений. Классы точности самописцев определяются по основной приведенной погрешности, которая находится не по показаниям, а по записи. При применении чернильной записи и диаграммных лент шириной 100 мм, классы точности самопишущих приборов - от 1,0 до 2,5, а запас чернил рассчитан на несколько суток (от 3 до 30) непрерывной работы. Лентопротяжные механизмы обеспечивают перемещение диаграммы со стандартными значениями скорости 20, 60, 180, 600, 1800, 5400 мм/час.

Выпускаются стационарные самопишущие амперметры и вольтметры постоянного и переменного токов, однофазные и трехфазные ваттметры и варметры, частотомеры и фазометры.

В качестве переносных многодиапазонных самописцев выпускаются магнитоэлектрические и выпрямительные самописцы с усилителями‚ имеющие чувствительность по току милли и микроампер, а по напряжению - - милливольт.

 

Светолучевой осциллограф.

Светолучевые осциллографы относятся к приборам прямого действия. В этих приборах регистрация измеряемых величин производится световым лучом или ультрафиолетовым лучом на специальном фоточувствительном носителе (фотобумаге или фотоленте), не имеющем диаграммной сетки.

Достоинства светолучевого осциллографа по сравнению с самописцами: возможность регистрации значительно большего числа сигналов одновременно и более широкий диапазон частот исследуемых сигналов – от 0 до 30 кГц.

Достоинства светолучевого осциллографа по сравнению с электроннолучевым осциллографом: получение документа регистрации и возможность одновременной регистрации большого (несколько десятков) числа сигналов. Основной недостаток - ограниченность частотного диапазона: 30 кГц в лучших образцах светолучевых осциллографов.

Световой осциллограф содержит следующие основные функциональные узлы: магнитный блок с осциллографическими гальванометрами, оптическую систему, развертывающее устройство,

во вращающий момент в электромагнитных измерительных приборах. Выделяются два основных метода – непосредственной оценки и сравнения (имеется в виду сравнение с мерой).

Метод непосредственной оценки. Значение физической величины определяют непосредственно по отсчётному устройству прибора. В приборе происходит прямое преобразование измеряемой величины без использования обратной связи. Метод прост, но не обеспечивает высокую точность. Например, взвешивание на пружинных весах.

Метод сравнения предполагает сравнение измеряемой величины с величиной, воспроизводимой с мерой. Например. Взвешивание на рычажных весах с уравновешивание гирями. Различают три разновидности метода сравнения: нулевой, дифференциальный и метод замещения.

Нулевой метод – это метод сравнения измеряемой величины с мерой, в которой действие измеряемой величины на индикатор сводится к нулю встречным действием известной величины. Такой метод используется при измерении сопротивления, индивидуальности и ёмкости уравновешенным мостом.

Дифференциальный метод – это метод сравнения с мерой, в котором на измерительный прибор воздействуют разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой. При этом результат измерения определяется не только мерой, но и показанием индикатора, которое в данном случае принципиально отличается от нуля. Этот метод используется при измерении с помощью неуравновешенного моста.

Метод замещения – метод сравнения с мерой, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, которая окажет то же воздействие на прибор, что и измеряемая величина.

По способу получения результата измерения различают прямые и косвенные измерения. Прямые измерения это те, результат которых получается непосредственно из опыта, например, измерение тока амперметром. Косвенные измерения – это измерения, при которых искомая величина непосредственно не измеряется, а её значение вычисляется по известным формам на основании опытных данных. Примером может служить определение мощности по результатам измерения тока и напряжения (Р=U I).

1.2 Единица физической величины.

 

Измерения должны выполнятся в общепринятых единицах. Единицы физической величины нормируются стандартом. В настоящее время большинство стран применяют Международную систему единиц (СИ System International). В этой системе основными единицами являются: метр (м), килограмм (кг), секунда (с), ампер (А), градус Кельвина (К) и Кандела (кд). Система СИ принята в 1960 г. Генеральной конференцией по мерам и весам. Стандартом оговорено наименование и обозначение единиц и при выходе за эти границы следует использовать кратные и

чернил (глицерин, глюкоза, фенол, краситель), склонность к замерзанию и высыханию чернил, засорение капилляра пера, относительно широкая линия следа (0,5 мм), использование специальной диаграммной бумаги.

2. Путем снятия слоя вещества. При этом методе регистрации в качестве регистрирующего органа используется резец или плавильный стержень, нагретый до высокой температуры. Носителем является специальная бумажная лента, покрытая слоем воска или парафина, или очень тонким слоем напыленного металла. При перемещении регистрирующего органа по носителю тонкий слой покрытия снимается и появляется след в виде линии толщиной 0,1 мм.

3. Путем изменения состояния вещества. Этот метод имеет несколько различных реализаций, отличающихся физическими принципами функционирования. Чаще всего используется способ регистрации световым лучом на светочувствительной бумаге или пленке, например, в светолучевых осциллографах. Для проявления следа носитель подвергается операции фотопроявления. Если использовать ультрафиолетовый луч и специальную фотоленту, можно избежать операции химического проявления.

Существуют приборы, в которых запись производится на обычную бумагу тепловым инфракрасным облучением высокой интенсивности, вызывающим потемнение бумаги. Но качество линии (контрастность, ширина) не высокое.

В магнитографах используется магнитный способ записи электрических сигналов на магнитную ленту или проволоку. В этом случае можно зарегистрировать процессы высокой частоты - до сотен килогерц, ограниченной лишь скоростью протяжки магнитного носителя. Магнитная регистрация не дает видимой регистрации и требует использования специальной считывающей аппаратуры.

Известен и иногда применяется электрохимический способ регистрации на бумаге или ткани, пропитанных специальным электролитическим составом. При прохождении электрического тока возникает электрохимическая реакция, вызывающая появление следа на носителе.

К данному методу относится также электрическая и электроискровая регистрация.

 

Диаграммные носители.

 

В качестве носителей в регистрирующих приборах с чернильной записью, получивших преобладающее применение на практике, используются диаграммные ленты и круговые диаграммы. Существует несколько типов диаграммных лент.

Диаграммные ленты типа ЛR имеют криволинейную систему координат и предназначены для использования в регистрирующих приборах с перемещением регистрирующего органа по дуге окружности.

Таблица 1.2 (продолжение)

           
Основные единицы
Длина, L Масса, М   Время, t   Электрический ток, i Температура, θ   Количество вещества, N Сила света, Iv   метр килограмм   секунда     ампер кельвин     моль кандела м кг   с     А К     моль кд m kg   s     A K     mol kd     Тонна, Т=103 кг 1 мин = 60 с, 1 час = 60мин     Т(оС)=ТК0 Т0=273,15оК     ранее-«свеча»
Дополнительные единицы
Плоский угол     Телесный угол радиан     стерадиан рад     ср rad     sr   град=π/180рад град=60 '= 3600 ''
Производные единицы
Количество электричества, Q Электрическое напряжение, U, E Электрическое сопротивление, R, X, Z Электрическая проводимость, G, B, Z Электрическая емкость, С Индуктивность L Магнитный поток, Ф Магнитная индукция, В     кулон     вольт     ом     сименс   фарада   генри   вебер   тесла     Кл     В     Ом     См   Ф   Гн   Вб   Тл     C     V     Ω     S   F   H   Wb   T     с А     м2кг с-3 А-1   м2 кг с-2 А2     м2кг-1с3А2   м-2кг-1с4А2   м2кг с-2 А-1   м2кг с-2 А-2   кг с-2 А-1     1максвел= 10-8   1гаусс=104Тл
               

Цепь компенсации состоит из источника измеряемого напряжения Ux, нуль-индикатора и участков реохорда О1Д1 и О2Д2. При отсутствии тока в нуль-индикаторе сумма падений напряжений на этих участках равна по модулю измеряемому напряжению Ux, но сдвинута по отношению к нему на π. Величину и фазу вектора Ux можно найти по составляющим Ux1 и Ux2 :

 

Ux = √ Ux12 + Ux22

tg φ = Ux2/Ux1

Угол φ представляет собой сдвиг фаз питающего напряжения Ux относительно напряжения питания U.

 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...