Электроизмерительные приборы. (Лекция 9)

Содержание

Слайд 2

Слайд 3

Слайд 4

Для любого измерения, необходимо оперировать какими-то эталонными величинами.Российский физик Б.С.Якоби предлагает

Для любого измерения, необходимо оперировать какими-то эталонными величинами.Российский физик Б.С.Якоби предлагает

за одну единицу электрического сопротивления принять сопротивление медной проволоки, длина которой составляла 25 футов (7,62 м), а вес равнялся 345 гран (22,5 г). Французскими академиками принимается несколько другая единица измерения – единица Бреге. Бреге равнялась сопротивлению стальной проволоки длиной 1 км. и диаметром 4 мм. В Германии за единицу сопротивления приняли ртутный столб и т.д.
В конце 19-го столетия двое французских ученых д’Арсонваль и Депре создают первый высокочувствительный гальванометр. Спустя несколько лет российский физик М. Доливо-Добровольский создает приборы, которые позже лягут в основу современных вольтметров, амперметров и ваттметров.
Слайд 5

В развитии электроизмерительной техники конца второй половины XIX и начала XX

В развитии электроизмерительной техники конца второй половины XIX и начала XX

ст. значительные заслуги принадлежат М. О. Доливо-Добровольскому. Он разработал электромагнитные амперметры и вольтметры, индукционные приборы с вращающимся магнитным полем (ваттметр, фазометр) и ферродинамический ваттметр
Слайд 6

Классификация приборов Приборы магнитоэлектрической системы Приборы электромагнитной системы Приборы электродинамической системы Приборы электростатической системы

Классификация приборов

Приборы магнитоэлектрической системы
Приборы электромагнитной системы
Приборы электродинамической системы


Приборы электростатической системы
Слайд 7

Условные обозначения систем приборов

Условные обозначения систем приборов

Слайд 8

Приборы магнитоэлектрической системы

Приборы магнитоэлектрической системы

Слайд 9

Берут лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают на неё катушку

Берут лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают на неё катушку

из тонкого провода. Рамку крепят на двух полуосях О и О', к которым прикреплена также стрелка прибора 4. Ось удерживается двумя тонкими спиральными пружинами 3. Силы упругости пружин, возвращающие рамку к положению равновесия в отсутствие тока, подобраны такими, чтобы были пропорциональными углу отклонения стрелки от положения равновесия. Катушку помещают между полюсами постоянного магнита М с наконечниками формы полого цилиндра. Внутри катушки располагают цилиндр 1 из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линий магнитной индукции в области нахождения витков катушки (см рисунок). В результате при любом положении катушки силы, действующие на неё со стороны магнитного поля, максимальны и при неизменной силе тока постоянны.
Слайд 10

Увеличивая силу тока в рамке в 2 раза можно заметить, что

Увеличивая силу тока в рамке в 2 раза можно заметить, что

рамка повернётся на угол, вдвое больший. Силы, действующие на рамку с током прямо пропорциональны силе тока, то есть можно, проградуировав прибор, измерять силу тока в рамке. Точно так же можно прибор настроить на измерение напряжения в цепи, если проградуировать шкалу в вольтах, причём сопротивление рамки с током должно быть выбрано очень большим по сравнению с сопротивлением участка цепи, на котором измеряем напряжение, так как вольтметр подсоединяют параллельно к потребителю тока и вольтметр не должен отводить большой ток, чтобы не нарушить условия прохождения тока по потребителю тока и не исказить показания напряжения на изучаемом участке электрической цепи.
Слайд 11

Принцип действия. Подвижная часть перемещается в результате взаимодействия поля постоянного магнита

Принцип действия.

Подвижная часть перемещается в результате взаимодействия поля постоянного магнита с

магнитным полем проводника с током.
Слайд 12

На рамку действуют силы F, направление которых определяют по правилу левой

На рамку действуют силы F, направление которых определяют по правилу левой

руки. Под действием этих сил рамка поворачивается на угол :
          F=B I l N ,                                
где B – магнитная индукция в зазоре; I  – сила тока, протекающего по рамке; l – длина стороны рамки; N– число витков обмотки рамки.
Слайд 13

Момент сил, действующих на рамку со стороны магнитного поля при пропускании

Момент сил, действующих на рамку со стороны магнитного поля при пропускании

через нее измеряемого тока, не зависит от положения рамки в зазоре и равен
М1 = I S N B,
где I - сила тока в рамке,
S - площадь витка,
N - число витков,
B - магнитная индукция.
Слайд 14

При повороте рамки под действием магнитного поля на нее действует в

При повороте рамки под действием магнитного поля на нее действует в

обратную сторону момент сил упругости М2 со стороны двух спиральных пружин . Момент упругих сил прямо пропорционален углу поворота рамки A :
М2 = γ A

I S N B= γ A

A=I S N B / γ,

Слайд 15

Угол отклонения рамки прямо пропорционален силе тока I, а следовательно, шкала

Угол отклонения рамки прямо пропорционален силе тока I, а следовательно, шкала

измерительного прибора магнитоэлектрической системы
является линейной.
Слайд 16

Достоинства:

Достоинства:

Слайд 17

Слайд 18

Приборы электромагнитной системы

Приборы электромагнитной системы

Слайд 19

Слайд 20

Принцип действия. Передвижение подвижной части измерительного механизма происходит в результате взаимодействия

Принцип действия.

Передвижение подвижной части измерительного механизма происходит в результате взаимодействия магнитных

полей неподвижной катушки и одного или нескольких подвижных сердечников из ферромагнитных материалов.
При протекании тока по катушке в приборах с плоской катушкой возникает магнитное поле, сердечник намагничивается и втягивается в щель каркаса катушки, поворачивая ось со стрелкой.
Слайд 21

В приборах с круглой катушкой вращающий момент создается при взаимодействии подвижной

В приборах с круглой катушкой вращающий момент создается при взаимодействии подвижной

и неподвижной пластин. При протекании тока по катушке вращающий момент создается при взаимодействии подвижной и неподвижной пластин. Обе пластины намагничиваются одинаковой полярностью и взаимодействуют друг с другом. Подвижной сердечник смещается (отталкивается), поворачивая стрелку
Противодействующий момент создается спиральной пружиной
Слайд 22

Слайд 23

Слайд 24

Слайд 25

Слайд 26

Принцип действия. Перемещение подвижной части прибора происходит в результате взаимодействия магнитных

Принцип действия.

Перемещение подвижной части прибора происходит в результате взаимодействия магнитных полей

подвижной и неподвижной катушек, по которым протекает измеряемый ток. При этом подвижная катушка стремится изменить свое положение таким образом, чтобы направления магнитных полей совпали.
Слайд 27

Слайд 28

Приборы электростатической системы

Приборы электростатической системы

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

С = 100 мкА/50 = 2мкА/дел.

С = 100 мкА/50 = 2мкА/дел.

Слайд 35

Слайд 36

Слайд 37

Слайд 38

Чувствительность прибора Величина, численно равная приращению угла поворота подвижной части прибора

Чувствительность прибора

Величина, численно равная приращению угла поворота подвижной части прибора к

приращению измеряемой величины dx называется чувствительностью прибора;

Размерность чувствительности зависит от характера измеряемой величины (например, чувствительность прибора к току; чувствительности прибора к напряжению).

Слайд 39

Цена деления прибора Величина К=1/с, обратная чувствительности, называется ценой деления прибора.

Цена деления прибора

Величина К=1/с, обратная чувствительности, называется ценой деления прибора.

Слайд 40

Подсчет абсолютной погрешности показаний прибора

Подсчет абсолютной погрешности показаний прибора

Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

Слайд 48

Слайд 49

Слайд 50

Слайд 51

Слайд 52

Слайд 53

Слайд 54