36884

Прилади індукційної, електростатичної, термоелектричної та випрямляючої систем

Лабораторная работа

Физика

Прилади індукційної системи ПРИЗНАЧЕННЯ Й ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ Електровимірювальні прилади індукційної системи призначаються для вимірювання електричних величин тільки в ланцюгах змінного струму. Причому на відміну від приладів змінного струму інших систем індукційні прилади можуть бути застосовані в ланцюгах з однією певною частотою і незначна зміна цієї частоти в ту або іншу сторону від номінальної спричиняє більші погрішності показань. У цей час із числа індукційних приладів наші заводи виготовляють тільки лічильники електричної енергії...

Украинкский

2013-09-23

301 KB

74 чел.

Лабораторна робота №1

Тема: Прилади індукційної, електростатичної, термоелектричної та випрямляючої систем.

Мета роботи: Вивчення будови, принципу дії приладів індукційної, електростатичної, термоелектричної та випрямляючої системи та методами їх вимірювання.

Прилади і обладнання: Прилади індукційної, електростатичної, термоелектричної та випрямляючої системи.

Завдання: 

  1.  Ознайомитись з призначенням та областю використання приладів індукційної, електростатичної термоелектричної та випрямляючої системи.
  2.  Вивчити принцип дії приладів та методику їх використання.
  3.  Ознайомитись із властивостями та технічними характеристиками приладів.
  4.  Ознайомитись з межами вимірювання та вивчити схеми ввімкнення приладів.
  5.  Ознайомитись з конструктивним оформленням приладів.
  6.  Провести вимірювання фізичних величин за допомогою приладів.

Прилади індукційної системи

ПРИЗНАЧЕННЯ Й ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

Електровимірювальні прилади індукційної системи призначаються для вимірювання електричних величин тільки в ланцюгах змінного струму. Причому на відміну від приладів змінного струму інших систем індукційні прилади можуть бути застосовані в ланцюгах з однією певною частотою, і незначна зміна цієї частоти в ту або іншу сторону від номінальної спричиняє більші погрішності показань.

Внаслідок зазначеної причини амперметри й вольтметри індукційної системи не одержали поширення в практиці, а виготовлені в післявоєнний період індукційні ватметри (типу ВИО, КРУЧЕНИЙ і ВИН) в 1952 р. зняті з виробництва й замінені ватметрами електродинамічної системи.

У цей час із числа індукційних приладів наші заводи виготовляють тільки лічильники електричної енергії для однофазних і трифазних ланцюгів змінного струму промислової частоти.

У порівнянні з іншими видами електровимірювальних апаратур електричні лічильники виготовляються в дуже більших кількостях. Таке поширення електричних лічильників обумовлено винятковим народногосподарським значенням правильного обліку витрати електроенергії, споживаної для промислових цілей і побутових потреб у містах і сільських місцевостях.

Облік електроенергії має першорядне значення, тому що похибка в обліку всього лише в 1 % у грошовому вираженні становить величезну суму. Електроенергія являє собою народногосподарську цінність, облік якої залежить від справної роботи контролюючих приладів - лічильників. Тому вибір належного лічильника, його правильне включення в ланцюг, своєчасна перевірка й технічно грамотна експлуатація мають винятково важливе значення.

ПРИНЦИП ДІЇ ІНДУКЦІЙНОГО ЛІЧИЛЬНИКА

Індукційні лічильники підрозділяються на дві групи: однофазні лічильники й трифазні лічильники. Конструкції їх найрізноманітніші, однак принцип дії й основи теорії є загальними не тільки для лічильників, але для всіх взагалі індукційних вимірювальних приладів.

Індукційний лічильник, власне кажучи, являє собою мініатюрний асинхронний двигун змінного струму, завдання якого складається в обертанні рахункового механізму, що дозволяє відрахувати витрата електричної енергії за певний проміжок часу. Рушійний механізм лічильника складається з декількох нерухомих котушок, зв’язаних між собою магніто-проводами з феромагнітного матеріалу, які створюють обертаюче поле, що індукує струми в рухливій частині (алюмінієвому диску) лічильника й викликає його круговий рух.

На мал. 1 наведене схематичний пристрій однієї із конструкцій однофазного лічильника. Як видно з малюнка, основними частинами лічильника є:

а) електромагнітний елемент, побудований із двох самостійних магнітів Ми й Mi,  які складаються із тонкої листової сталі;

б) диск Д с віссю, що внизу опирається на нижній підп’ятник ДО, а вгорі входить у підшипник З;

в) гальмівний постійний магніт М.

Крім перерахованих частин, невід’ємною частиною лічильника є лічильний механізм із черв’ячною передачею, що на малюнку не показаний.

На електромагніт Ми, схожий за формою на перевернуту букву «Б», поміщена обмотка з великою кількістю (порядку 10 000) витків тонкого ізольованого мідного дроту.

 

Рис.1 Схематичний пристрій індукційного лічильника

Ця обмотка вмикається в ланцюг напруги U і називається паралельною обмоткою. Вона має великий індуктивний опір, внаслідок чого протікаючий через неї струм складає декілька міліампер. Паралельна обмотка  призначена для створення магнітного потоку Ф, що, як буде сказано нижче, необхідний для створення обертаючого моменту диска й для регулювання його ходу. На електромагніт Mі, схожий за формою на перевернуту букву «П», розміщена послідовна обмотка, що складається з невеликого числа витків товстого мідного дроту, через яку проходить весь струм навантаження І. Послідовна обмотка призначається для створення магнітного потоку Фі, який також необхідний для створення обертаючого моменту диску.

Протікаючий по паралельній обмотці струм створює змінний магнітний потік Ф, що розділяється на дві частини Фu і ФN. Потік Фu проходить через диск лічильника і є робочим потоком, а потік ФN, проходить через магнітний шунт, і називається потоком розсіювання й служить тільки для регулювання правильності роботи лічильника.

Потік Фu проходячи через диск, викликає появу в ньому, як у коротко-замкнутому витку, електрорушійної сили, що створює струм Iu.

Струм, що протікає по послідовній обмотці, створює потік Фі, що проходить через диск двічі в різних напрямках (знизу вверх й зверху вниз). Цей потік створює в диску два замкнутих струми: і й і.

На рис. 2 зображені схеми магнітних потоків і струмів у диску в деякий момент часу, причому на рис. 2, а показаний розподіл струму Іu и магнітних потоків Фи й Фі, а на
рис.2
б – розподіл струмів і й і, а також магнітних потоків Фu і Фi. Хрестиками й крапками показані позитивні й негативні напрямки потоків у диску.

Як видно з рис 2 а, права частина контуру струму 1u виявляється під дією потоку + Фi, а ліва – під дією потоку - Фi За правилом лівої руки легко визначити, що взаємодія між струмом Iu і потоками i й - Фi дає силу, що утворить обертаючий момент, спрямований проти руху годинникової стрілки. З рис. 2 б ясно, що струми і й і, взаємодіючи з потоком + Фu, створюють силу, що утворює другий обертаючий момент, спрямований за годинниковою стрілкою.

Із сказаного випливає, що при позитивних напрямках потоків і струмів на диск буде діяти результуючий обертаючий момент, рівний різниці моментів, утворених взаємодією струму Iu з потоком Фi і струму Ii з потоком Фu. Напрямок результуючого обертаючого моменту й величина його будуть залежати від абсолютного значення кожного з моментів, а також від фази потоку Фi по відношенню до фази потоку Фu.

                                          а                                     б

Рис. 2  Розташування магнітних потоків і потоків у диску лічильника

Якщо, наприклад, змінити фазу потоку Фі, то буде відповідно змінена й фаза струму Іі, створювана потоком Фі, а внаслідок цього зміниться й сила взаємодії між струмом Іі і потоком Фu.

В загальному результаті взаємодії між магнітними потоками й струмами в диску створюється обертаючий момент, пропорційний добутку струму в послідовній обмотці І на напругу, прикладена до паралельної обмотки U, і на косинус кута між ними (cos φ), тобто цей обертаючий момент, а разом із цим і швидкість обертання диска лічильника виявляються пропорційними потужності навантаження (Р = IU cos φ).

Сумарне число обертів диска, зроблене за відомий проміжок часу, буде залежати від швидкості його обертання (тобто від потужності навантаження) і від часу включення; таким чином, число обертів стає мірою витрати енергії в ланцюзі, у яку включений лічильник. Допустимо, що при навантаженні 200 Вт диск лічильника робить 10 об/хв, отже, при витраті енергії в 60 х 200= 12 000 Вт•сек. відповідає 10 обертам диска, тобто на один оберт диска доводиться 12000:10=1200 Вт•сек. Якщо збільшити навантаження вдвічі, тобто зробити її рівну 400 вт, то швидкість руху диска зросте також удвічі й він буде робити 20 об./хв. У цьому випадку на 20 обертів диска буде доводитися 60х400 = 24000 Вт•сек, тобто знову 24000:20 = 1200 Вт•сек на один оберт диску. Таким чином, виявляється, що кількість енергії, що  відповідає одному оберту диску даного лічильника, залишається тим самим. Число ватт-секунд, що доводяться на один оберт диску, називається постійною лічильника. Постійна завжди вказується на лічильнику особливим написом, наприклад:

1 оберт диска = 0,01 кВт • год.

Підрахувавши число обертів диска, можна визначити витрату енергії за увесь час включення лічильника. Для цієї мети служить спеціальний рахунковий механізм, зв’язаний черв’ячною передачею з віссю диску.

Дія електромагнітного елемента на диск змушує його обертатися зі швидкістю, прямо пропорційною потужності навантаження, але ця пропорційність зберігається тільки за умови повільного руху диска (приблизно 60—80 об./хв). При більш швидкому обертанні диска опір повітря робить шкідливі дії на показання лічильника з погляду збереження його основної погрішності. Для забезпечення тієї швидкості обертання диска, при якій опір повітря не вносить помітної погрішності, застосований гальмовий магніт. Гальмуюча дія магніту на алюмінієвий диск може бути пояснене в такий спосіб. При обертанні диска в постійному магнітному потоці індукується, як і у всякому іншому провіднику, електрорушійна сила, що викликає замкнуті струми в диску, називаються вихровими струмами. Ці струми будуть взаємодіяти з магнітними лініями постійного магніту. За правилом лівої руки легко переконатися, що ця взаємодія буде спрямована убік, протилежну обертанню диска, тобто вихрові струми гальмують його.

ЛІЧИЛЬНИКИ ТРИФАЗНОГО СТРУМУ

Описаний вище однофазний лічильник індукційної системи може бути використаний не тільки в ланцюзі однофазного, але й трифазного змінного струму. Для цього необхідно включити два або три однофазних лічильника по такій же схемі, яка застосовується для вимірювання потужності однофазними ватметрами.

Для обліку енергії в чотирьохпровідній мережі (з нульовим провідником) необхідні три лічильники, що включають за схемою, показаної на рис. 3. Паралельні обмотки включаються у фазові напруги, тому вони повинні бути розраховані на номінальну напругу в 1,73 рази меншу напруги між лінійними проводами, тобто для мережі напругою 220/127 В варто вживати однофазні лічильники на 127 В, а для мережі 380/220 В необхідні лічильники на номінальну напругу в 220 В.

Підрахунок енергії в трифазній мережі без нульового провідника можна робити також за допомогою трьох однофазних лічильників.  У цьому випадку лічильники варто брати на номінальну напругу в 1,73 рази менше, ніж напруга між лінійними проводами.

Підрахунок енергії при включенні однофазних лічильників по схемах рис.3 варто робити методом підсумовування показів всіх трьох лічильників.

Рис. 3. Схема обліку енергії в чотирьох-

провідній  мережі  за  допомогою трьох

однофазних лічильників


ПРИЛАДИ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОЇ СИСТЕМИ

ПРИЗНАЧЕННЯ Й ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

З описуваного нижче принципу дії приладів електростатичної системи видно, що на противагу приладам всіх інших систем відхилення рухливої частини в цих приладах залежить не від величини струму, що проходить через них, а від однієї лише напруги, прикладеної до їхніх затискачів. Із сказаного вище, випливає, що із приладів електростатичної системи можуть виготовлятися тільки вольтметри.

Пристрій їх забезпечує можливість вимірювати напруги як постійного струму, так і змінного до дуже високих частот (близько 40 Мгц). Електростатичні вольтметри володіють двома своєрідними й досить коштовними властивостями, а саме:

  1.  відсутністю  власного споживання потужності при вимірах постійної напруги й дуже малим споживанням при вимірі змінної напруги;
  2.  здатністю вимірювати високі напруги  змінного струму  без застосування вимірювальних трансформаторів.

Перша властивість забезпечила застосування електростатичних вольтметрів у радіовимірювальній практиці, в області ультрависоких частот, де застосовувані лампові вольтметри не дають такої точності, як електростатичні.

Друга властивість - можливість безпосередньо вимірювати високі напруги - дає економічний ефект, тому що високовольтні трансформатори є досить дорогими. Крім того, при технічних вимірах електростатичні вольтметри нічим не уступають вольтметрам інших систем.

Однак необхідно відзначити, що в цей час виготовляються головним чином лабораторні вольтметри, призначені в основному для вимірювання напруг у ланцюгах високої частоти.

ПРИНЦИП ДІЇ

Прилади електростатичної системи засновані на взаємодії електрично-заряджених металевих тіл. Із численних конструкцій електростатичних вольтметрів нижче описується одна з найпоширених (рис. 4.).

На ізоляційній підставі приладу змонтовані дві прямокутні паралельні пластини а й з, що представляють собою своєрідний повітряний конденсатор. Ці пластини з’єднані із затискачами А и В приладу. Між двома пластинами (обкладками конденсатора) на тонких бронзових стрічках прямовисно підвішена легка рухлива алюмінієва пластина Ь, електрично з’єднана з однієї з рухливих пластин.

Під впливом виниклих сил рухлива пластина переміщується убік дії цих сил і захоплює за собою легку бронзову тягу d, що повертає вісь приладу з укріпленої на ній стрілкою. Протидіючу силу створює сила ваги, що прагне повернути рухливу частину в первісне прямовисне положення.

Прилад може працювати правильно тільки в одному певному положенні, а саме вертикальному. Тому перед роботою його слід установити на вертикальному щиті так, щоб стрілка приладу стояла на нулі шкали.

Для швидкої установки стрілки приладу на певному розподілі й для усунення хитань вісь приладу оснащена електромагнітним заспокоювачем у вигляді легкого алюмінієвого сектора, що обертається в магнітному полі сталевого постійного магніту.

Рис. 4. схематичний вигляд приладу електростатичної системи

Рис. 5. Електростатичний прилад з обертовими електродами

Інший, що часто зустрічається конструкцією є прилад, схематично зображений на Рис. 5. Вимірювана напруга підводить одним полюсом до нерухомих камерам а й б, іншим полюсом до рухливих пластин особливої форми з сидячої на осі зі стрілкою. Рухливі пластини, при цьому протилежно щодо нерухомих пластин, будуть втягуватися усередину нерухомих камер.

Обертаючий момент як у першої, так і в другій конструкції буде пропорційний вимірюваній напрузі,

Електростатичний вольтметр має аретир,-- пристосування, що дозволяє пересуванням важільця зовні приладу затримати одночасно рухливе крило й алюмінієвий сектор заспокоювача. Усяка зміна положення приладу, а тим більше транспортування його допускається тільки при закритому аретирі. Недотримання цього правила неминуче веде до псування приладу. Як правило, прилади висилаються із заводу-виготовлювача із замкненим і запломбованим аретиром. Цю пломбу рекомендується знімати тільки після остаточної установки приладу.

Для усунення можливості виникнення корони усередині приладу (внаслідок вимірюваних високих напруг) всі деталі його досить ретельно оброблені, латунні деталі поліровані й для захисту від корозії позолочені.

Перебуваючи в кожусі з ізоляційного матеріалу, прилад все-таки не захищений від впливу зовнішніх електричних полів. Тому для одержання вірних показань бажано розташовувати прилад так, щоб усякі сторонні провідники були вилучені від нього на відстань не менш чим 250 мм. По тій же причині не слід монтувати прилад на металевих щитах.

Для розширення меж вимірювання електростатичних вольтметрів застосовуються один або два додаткових конденсатори, що включають послідовно з вольтметром. У цьому випадку прилад стає придатним тільки для вимірів на змінному струмі. Похибка вимірів у зв’язку із цим зростає приблизно у два рази.

ВЛАСТИВОСТІ Й ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЛАДІВ

Точність електростатичних вольтметрів у порівнянні з вольтметрами інших систем невелика. Основна похибка їх 1,5%. Це пояснюється тим, що обертаючий момент у порівнянні з вагою рухливої системи дуже мала, отже, малий і коефіцієнт добротності. При малому обертаючому моменті не можливо одержати високу чутливість, тому сучасні вольтметри мають поріг чутливості близько 3-5 В..

Із зовнішніх факторів найбільший вплив роблять електричні поля, які наводять додаткові заряди на пластинах приладу, змінюючи його показання. Для зменшення впливу зазначених полів прилади постачають металевими екранами, що з’єднують із землею.

Невеликий вплив на показання приладу робить вологість повітря, що змінює ємність між пластинами. Тому при користуванні приладами варто дивитися, щоб відносна вологість не перевищувала 80%. Приладам також необхідно зробити просушку в тому випадку, якщо вони транспортувалися в зимових умовах або зберігалися в приміщенні з температурою нижче – (-5° С).

Перевантажувальна здатність вольтметрів не перевищує 150% понад номінальний. Більш високі напруги можуть бути небезпечними для цілості приладу, особливо в тому випадку, коли вольтметр працює без додаткових конденсаторів.

ВОЛЬТМЕТРИ ТИПУ С95

Вольтметри тину С95 (мал. .341 й 342) являють собою переносні лабораторні однограничні прилади електростатичної системи з безпосереднім відліком, призначені для вимірювання напруги в ланцюгах постійного і змінного струму  низької і високої частоти.

Вони розраховані для експлуатації при температурі навколишнього повітря від —15 до +35° С и відносної вологості до 80%. Вольтметри типу С95 знаходять застосування при вимірах напруги в малопотужних ланцюгах високої частоти в основному при радіовимірюваннях у лабораторній і цеховій практиці.

Основні технічні характеристики. 1. Вольтметри типу С95 виготовляються з верхніми межами вимірювання: 30; 75; 150; 300; 600; 1000; 1500 й 3000 а.

Рис. 6. Зовнішній вигляд

приладу типу С95


ПРИЛАДИ ТЕРМОЕЛЕКТРИЧНОЇ СИСТЕМИ

ПРИЗНАЧЕННЯ Й ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

Термоелектричні вимірювальні прилади призначаються для вимірювання сили струму в ланцюгах змінного струму підвищеної й високої частоти.

У цей час із термоелектричних приладів виготовляються тільки амперметри, які застосовуються для радіовимірювальних приладів у діапазоні частот від 50 гц до 50 Мгц. Вольтметри для ланцюгів високої частоти майже не застосовуються через труднощі виготовлення без реактивних додаткових опорів.

ПРИНЦИП ДІЇ

Термоелектричні прилади складаються з вимірювального приладу високої чутливості, магнітоелектричної системи й термоперетворювача, що включає термопару із залізного й константанового дроту.

Дія термоелектричних приладів заснована на використанні електрорушійної сили, що виникає й ланцюга, що складається з різнорідних провідників, якщо місце сполуки цих провідників  має температуру, відмінну від іншої частини ланцюга. Схематичний пристрій термоелектричного приладу показано на мал.7.

Вимірюваний струм /, протікаючи через нитку АВ термоперетворювача, нагріває спай С термопари, завдяки чому виникає термоелектрорушійна  сила, що у свою чергу створює постійний струм 1\ у ланцюзі вимірювального приладу G, з’єднаного з термопарою.

З огляду на те що, сила термоструму пропорційна термоелектрорушійній силі, а остання  пропорційна вимірюваному струму, вимірний прилад градуюється на значення змінного струму, що протікає через термоперетворювач.

Рис. 7. Схема термоелектричного приладу

Термоперетворювачі виготовляються з однієї або декількома термопарами. Застосування декількох термопар в одному термоперетворювачі диктується необхідністю одержання більше високої результуючої термоелектрорушійної сили, що дасть можливість застосувати вимірювальний прилад з меншою чутливістю.

Термоперетворювач із однією термопарою називається термоелементом.

По конструктивному виконанню термоперетворювачі бувають у скляній колбочці, які називають вакуумними, і звичайні, виконаний у вигляді невеликої пластмасової коробочки з термопарами у середині її.

Крім того, термоперетворювачі розділяються на контактні й безконтактні. У першому випадку термопара приварюється або припаюється до нагрівача, а в другому – термопари нагріваються через повітряний проміжок.

По способі монтування термоперетворювачі містяться або усередині корпуса вимірювального приладу, або зовні його; у першому випадку їх називають внутрішніми, у другому - зовнішніми. Термоперетворювачі становлять невід’ємну принадлежність приладу й входять у комплектацію його разом з каліброваними проводами для сполучення приладу з термоперетворювачем.

ВЛАСТИВОСТІ Й ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЛАДІВ

Точність термоелектричних приладів відносно невелика. У технічних приладах основна похибка має значення не менш +1% від вимірюваної величини, а в малогабаритних приладах не менш 2-2,5%; зі зростанням частоти похибка збільшується, доходячи до значення +5%. Тут вирішальне значення має недосконалість термоперетворювач головним чином через наявність теплової інерції термопари.

Додаткова похибка від зміни температури навколишнього середовища не виходить за межі 1—2% на кожні 10° С.

Власне споживання потужності термоприладами дуже невелика, наприклад, амперметр на 2 А споживає близько 0,3 Вт..

Зовні змінне магнітне поле не вносить додаткової похибки в термоприлади, але постійне магнітне поле робить деякий вплив на показання, тому що вимірювачем у термоприладі є магнітоелектричний прилад.

Шкала термоприладів нерівномірна й близька до квадратичного, тому що кількість виділеного тепла в термоелементі пропорційно квадрату струму.

Робочою частиною шкали є область показів від 20’до 100% номінального значення; у початковій частині шкали похибка ненормована.

Перевантажувальна здатність приладів досить невелика; навіть короткочасне перевантаження на 10% понад номінальне значення шкали може викликати перегрів нитки термоперетворювача.

АМПЕРМЕТРИ ТИПУ Т12

Амперметри типу Т12 (мал. 348 й 349) являють собою переносні лабораторні однограничні прилади термоелектричної системи з безпосереднім відліком, призначені для вимірювання сили токи в ланцюгах змінного струму частотою від 50 гц до 30 Мгц.

Рис.8. Зовнішній вигляд приладу типу Т12 з термоперетворювачем типу ТДО1

 

Рис. 9. Принципова

схема   приладу   типу   Т12

з термоперетворювачем

типу Т101

Прилади випрямляючої дії.

ПРИЗНАЧЕННЯ Й ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

Випрямляючі вимірювальні прилади призначаються для вимірювання сили струму й напруги в ланцюгах змінного струму частотою до 10 000 гц.

Вони являють собою сполучення вимірювального приладу магнітоелектричної системи й одного або декількох міднозакисних випрямлячів, вмонтованих звичайно в корпус приладу.

Випрямляючі прилади знайшли застосування для вимірювання невеликих величин змінного струму й напруг, тому що існуючі електромагнітні й електродинамічні прилади, маючи низку чутливістю, не забезпечують необхідної точності при вимірах малих величин струму й напруги.

Випрямлення вимірюваного змінного струму через сухі випрямлячі або детектори з погляду ККД (до 70%) і простоти пристрою є вигідним і зручним способом перетворення змінного струму в постійний для цілей вимірювання. Сполучення високочутливих магнітоелектричних приладів з детектором дає можливість вимірювати малі величини змінного струму й напруги. Крім того, детекторні прилади незрівнянно менше піддані виникненню в них додаткової погрішності від підвищення частоти струму, чим електромагнітні прилади, а тому вони придатні для вимірів у відносно великому діапазоні частот змінного струму.

ПРИНЦИП ДІЇ Й СХЕМИ

У сучасних випрямляючих приладах найчастіше застосовуються мідно-закисні випрямлячі й значно рідше селенові.

Міднозакисний випрямляч являє собою пластинку із червоної хімічно чистої міді, на яку наноситься шар закису міді Сu2О. Основним процесом виготовлення міднозакисних детекторів є нагрівання пластини в електричній печі до температури 1000—1100° С у присутності достатньої кількості кисню, а потім швидке охолодження в киплячій воді. При такій операції мідь покривається шаром закису міді товщиною порядку 10~6 див, що володіє замикаючої, або вентильним, властивістю для електричного струму. Ця властивість складається про те, що пластинка добре пропускає імпульси змінного струму одного напрямку (прямого) і затримує імпульси зворотного напрямку, іншими словами, такий випрямляч має малий прямий опір Iцр і більшим зворотним /?Обр- Відношення зворотного опору до прямого при однакових значеннях напруги)  характеризує роботу  випрямляча й називається   коефіцієнтом   випрямлення.

Магнітоелектричний прилад, ввімкнений послідовно з детектором у ланцюг змінного струму, покаже струм, рівний різниці прямого й зворотного струмів

Таким чином, у випадку повного випрямлення, коли зворотній опір буде дорівнює нескінченності й зворотного струму не буде,

I — Aip •

Практично досягти цього не вдається, і зворотний струм, хоча досить незначної величини, все-таки існує, але вимірювальний прилад його не враховує.

Схеми сполук випрямляючих приладів залежно від способу сполуки випрямляча з вимірником підрозділяються на однополупериод-ные й двухполупериодные (мал. 10).

Рис. 10. Схеми сполуки приладів випрямної системи:

а — однопівперіодна схема; б — двопівперіодна схема

В однопівперіодних схемах через прилад пропускається тільки одна напівхвиля змінного струму, а зворотна напівхвиля в більшості випадків пропускається через другий випрямляч, включена паралельно приладу.

У двопівперіодних схемах використовуються обидві напівхвилі. Слід зазначити при цьому, що не завжди буває вигідно з’єднувати випрямлячі двопівперіодній схемі, тому що на кожен випрямляч буде подаватися тільки половина вимірюваної напруги, і якщо воно мало, то відповідно до особливостей характеристик випрямлячів останній буде працювати з низьким коефіцієнтом випрямлення.

Температурний коефіцієнт прямого й зворотнього опорів негативний і відносно великий- порядку 1—1,5% на 1°С для Rnp й 3—4% па 1°С для Rзв. Для зменшення температурних впливів у схему вводиться опір, що компенсує, R, що володіє позитивним температурним коефіцієнтом.

Включений у ланцюг змінного струму випрямляч являє собою значну ємність внаслідок тонкого замикаючого шару. Ця ємність - шунтує випрямляч, і струм, що пропускається нею, не випрямляється. Для усунення цього явища в схему вводиться індуктивність, що знижує частотну похибку до 2-3% від номінального значення, тобто практично прийнятну для технічних вимірів.

ВЛАСТИВОСТІ Й ТЕХНІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРИЛАДІВ

На відміну від всіх інших систем приладів, що працюють на змінному струмі, випрямляючі прилади вимірюють недіюче значення змінного струму, а середнє значення, тому що обертаючий момент тут пропорційний середньому значенню обмірюваного струму. При вимірах у ланцюгах змінного струму найбільший практичний інтерес представляє не середнє, а ефективне значення вимірюваного струму Іеф, відношення якого до середнього значення називається коефіцієнтом форми кривої

kj = Іефср.

Як відомо, величина коефіцієнта форми кривої дорівнює: при синусоїдальній формі kj = 1.11; при прямокутній kj = 1; при трикутній kj = 1,16. Отже, детекторний прилад може бути проградуйований на ефективне значення струму тільки для деякої певної форми кривої.

Звичайно градуїровка виробляється при синусоїдальній формі кривої, а відступ кривої від цієї форми викликає погрішності вимірів, пропорційні зміні kj. Тому похибка форми кривої є непереборною, тобто вона є похибкою методу, і при вимірюванні ефективних значень змінного струму випрямляючими приладами необхідно це враховувати.

Характер шкали випрямляючого приладу рівномірний, за винятком початкової її частини (менше 10% шкали), де шкала трохи стисла й має квадратичний характер внаслідок погіршення випрямлення при низьких напругах.

Випрямляючі прилади досить чутливі: вольтметри випускаються з нижніми межами вимірювання, починаючи від 0,3 В, а міліамперметри — від 0,2 мА.

Точність випрямляючих приладів невисока, не вище класу 1,5. Численні фактори, що впливають на точність приладів, утруднюють виготовлення їх більше високого класу.

Власне споживання потужності випрямляючими приладами дуже незначне, що є однією з важливих їхніх переваг, особливо при вимірюванні малих значень струму і напруги.

Ці величини виражаються: для вольтметрів на 0,3 В споживання струму дорівнює біля 1 мА; для амперметрів на 0,2 мА спадання напруги дорівнює близько 1 В.

Область застосування випрямляючих приладів:

а) вимірювання малих змінних струмів і напруг;

б) вимірювання змінного струму, що вимагають малого власного споживання приладами;

в) вимірювання на підвищеній частоті.

Розширення меж вимірювання випрямляючих приладів здійснюється за допомогою шунтів для амперметрів і додаткових опорів для вольтметрів, що практично не легко здійснено для інших систем приладів змінного струму. Остання обставина дає можливість виготовляти універсальні багатограничні прилади, придатні разом з тим для вимірювання постійного струму (при виключених випрямлячах).

Прилади випрямляючої системи є відносно новими, надалі вони повинні набутити широкого застосування в якості багатограничних комбінованих вольтамперметрів постійного й  змінного струмів.


А

С

В


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17033. Програмування циклів з лічильником в Visual BASIC 33 KB
  Лабораторна робота № 11 Тема: Програмування циклів з лічильником Мета: відробити прийоми використання циклів з лічильником в Visual BASIC 6.0 . Обладнання: ПК ПЗ VB 6.0 Хід роботи Індивідуальне завдання. Обчислити суму або добуток використовуючи ввід та вивід даних чер
17034. Умовні оператори циклу і переклад в інших системах числення в Visual BASIC 45.5 KB
  Лабораторна робота №12 Тема. Умовні оператори циклу і переклад в інших системах числення Мета: відробити прийоми використання умовних циклів і розглянути переклад у системи числення за допомогою VB 6.0. Обладнання: ПК ПЗ VB 6.0. Хід роботи Індивідуальне завдання. ...
17035. Послідовності чисел в Visual BASIC 34.5 KB
  Лабораторна робота №13 Тема. Послідовності чисел Мета: відробити прийоми використання циклів з лічильником і розглянути алгоритм роботи з членами послідовності чисел. Обладнання: ПК ПЗ VB 6.0. Хід роботи Індивідуальне завдання. Скласти рекур...
17036. Одномірні масиви в Visual BASIC 39 KB
  Лабораторна робота №14 Тема. Одномірні масиви Мета: відробити прийоми створення одномірних статичних масивів у VB. Обладнання: ПК ПЗ VB 6.0. Хід роботи Індивідуальне завдання. Скласти програму в VB 6.0 для розв’язання задачі. 19 ...
17037. Використання багатомірних масивів у VB 6.0 45.5 KB
  Лабораторна робота № 15 Тема. Використання багатомірних масивів у VB 6.0. Мета: виробити уміння створення багатомірних динамічних масивів і роботи з ними в VB 6.0. Обладнання: ПК ПЗ VB 6.0. Хід роботи Індивідуальне завдання. Скласти програму в VB 6.0 для розв’язання задач
17038. Використання файлів: послідовний доступ у VB 6.0 67 KB
  Лабораторна робота № 16 Тема: Використання файлів: послідовний доступ Ціль: ознайомитися з принципами організації роботи з файлами у послідовному доступі і використання файлових функцій у VB 6.0. Обладнання: ПК ПЗ MathCad. Завдання 1. Відкрити файл для введення....
17039. Використання файлів: довільний доступ у VB 6.0 121 KB
  Лабораторна робота № 17 Тема: Використання файлів: довільний доступ. Мета: Ознайомитися з принципами організації роботи з файлами у довільному доступі і використання файлових функцій у VB 6.0. Обладнання: ПК ПЗ VB 6.0 Завдання: Відкрити файл для довільного дос
17040. Керування базами даних: створення бази данних у Access 265.5 KB
  Лабораторна робота №1819 Тема: Керування базами даних: створення бази данних у Access Ціль: ознайомитись з принципами керування базами даних в VB 6.0 та розробкою бази даних як токової з використанням Microsoft Access. Обладнання: ПК ПЗ VB 6.0 Хiд роботи Послідовність викон
17041. Створення презентацій у Power Point 341.5 KB
  Лабораторна робота №20 Створення презентацій у Power Point. Робота зі звуком і фільмами у Power Point. Підготовка презентацій до демонстрації в Power Point: організація переходів. Підготовка презентацій до демонстрації в Power. Демонстрації слайдів у Power Point. Ціль: ознайомитис