Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений

Числовое значение физической величины – отвлеченное число, входящее в значение физической величины.

Действительное значение физической величины – значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из эксперимента.

Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергающимися прямым измерениям.

Метод измерений – совокупность приемов использования принципов и средств измерений.

Метод непосредственной оценки – измерение, при котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Метод сравнения с мерой – метод измерения, при котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Мера – средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения физической величины заданного размера.

Средства измерения – технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические свойства.

Измерительный прибор – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателя.

Аналоговый прибор – измерительный прибор, показания которого являются непрерывной функцией измеряемой величины.

Цифровой прибор – измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретные сигналы измерительной информации, показания которого представлены в цифровой форме.

Измерительный преобразователь – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, обработки, хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Характеристики и параметры средств измерения.

Уравнение преобразования – однозначная функция, позволяющая найти значение выходной величины в зависимости от значения измеряемой величины:

Уравнение преобразования определяется принципом устройства преобразователя или прибора и способом его включения. В стрелочных приборах непосредственной оценки выходной величиной является угол поворота стрелки. Уравнение преобразования полностью характеризует назначение преобразователя, его чувствительность и диапазон измерения, а также влияние внешних воздействий. Это уравнение может быть линейным и нелинейным.

Диапазон измерений устройства – пределы (минимальный и максимальный) измеряемой величины, преобразование которой производится с заданной точностью и может быть получено на данном средстве измерения в виде выходной информации.

Чувствительность- отношение приращения выходной величины к приращению входной:

Чем выше чувствительность преобразователя или прибора, тем меньше значение величины может быть измерено.

Абсолютная погрешность измерительного прибора – разность между значением величины, показываемой прибором, и действительным значением:

Для приборов с Xmin=0

Основная погрешность средств измерения – погрешность при номинальных условиях их применения (положение, температура, влажность, внешние магнитные и электрические поля и т.д.).

Дополнительная погрешность средств измерения – погрешность, вызванная отклонением условий применения от их номинальных значений.

Класс точности средств измерения по приведенной погрешности – максимально допустимая основная приведенная погрешность (в любом месте диапазона измерений), округленная до ближайшего большого значения ряда 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 4 для приборов и 0.01; 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0 для вспомогательных устройств. Класс точности выносят на шкалу прибора.

За класс точности приборов с неравномерной шкалой (омметры, логометры и т.п.) принимают приведенную погрешность угла поворота стрелки:

В этом случае при вынесении класса точности на шкалу под классом точности ставится знак угла

Класс точности по относительной погрешности – максимально допустимая относительная погрешность. При вынесении класса точности на шкалу

Относительная допустимая погрешность

Где c и d – постоянные величины; Xк – конечное значение диапазона измерений прибора; Xд – действительное значение измеряемой величины.

Обобщенное сопротивление – входное сопротивление прибора или преобразователя, отнесенное к единице измеряемой величины. Например, для вольтметров [r0]=ОМ/В, для амперметров [r0]=ОМ/А.

Прямое (определение тока, напряжения, мощности, COSф и т.д.) или косвенное измерение параметров цепи по ее режиму связано с включением в цепь приборов или преобразователей. Включение средств измерения в цепь вызывает изменение ее режима. Приборы и преобразователи, входной величиной которых является напряжение, тем меньше изменяют режим, чем больше их обобщенное сопротивление, а приборы и преобразователи, входной величиной которых является ток, тем меньше искажают режим, чем меньше их обобщенное сопротивление.

Потребляемая мощность – мощность, потребляемая прибором или преобразователем при максимальном значении измеряемой величины. Чем меньше потребляемая мощность, тем меньше искажения вносит включение прибора или преобразователя в режим цепи, в которой производится измерение.

Условные графические изображения приборов.

При составлении принципиальных схем иногда необходимо указать на них измерительные приборы. В тех случаях, когда не уточняется способ их включения, пользуются общими обозначениями.

Измерительный прибор	Условное обозначение
Показывающий
Регистрирующий
Интегрирующий

При общем обозначении приборы различаются только по способу выдачи измерительной информации (показывающие, регистрирующие и интегрирующие). Внутри изображения прибора указывают единицу измеряемой величины, например: A, V, W, var, Hz и т.д.

В тех случаях, когда необходимо указать способ включения прибора, пользуются изображениями приборов с обмотками (табл.14.2). В этом случае измеряемую величину указывают радом с изображением прибора.

Таблица 14.2

Одно- и многообмоточные приборы	Условное обозначение
Прибор с одной токовой обмоткой, включаемой последовательно с измеряемым участком цепи.
Прибор с одной обмоткой напряжения, включаемой параллельно измеряемому участку цепи
Прибор с двумя суммирующими или вычитающими обмотками
Прибор с двумя умножающими обмотками
Прибор двухэлементный с умножающими обмотками, суммирующий
Прибор с двумя делящими обмотками
Прибор трехобмоточный с двумя делящими обмотками

Условные обозначения, наносимые на шкалу измерительных приборов.

Условные обозначения измеряемой величины (например, , , W и т.д.) наносят на шкалу однопредельных приборов. В этом случае цифры, указанные на шкале прибора, определяют числовое значение физической величины.

Наименование прибора (миллиамперметр, мегоомметр и т.д.) наносят на шкалу многопредельных приборов. В этом случае предел измерения указывают около зажима или переключателя диапазона измерений. Цифры на шкале прибора соответствуют числу делений. Цену деления определяют как отношение предельного числа делений к пределу измерений в данном диапазоне.

Другие обозначения, наносимые на шкалы приборов, характеризуют систему преобразователя (табл. 14.3), род измеряемого тока (табл. 14.4), класс точности, нормальное положение, напряжение испытания изоляции, защищенность от окружающей среды, а также от электрических и магнитных полей, год выпуска и заводской номер (табл. 14.5).

Обозначение зажимов приборов облегчает их правильное включение в электрическую цепь (табл. 14.6).

Таблица 14.3

Система прибора	Условное обозначение	Система прибора	Условное обозначение
Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой		Ферродинамический прибор
Магнитоэлектрический логометр с подвижной рамкой		Ферродинамический логометр
Электромагнитный прибор		Индукционный прибор
Электромагнитный логометр		Электростатический прибор
Электродинамичес кий прибор		Вибрационный прибор
Электродинамический логометр		Термопреобразователь(изолиро ванный)
Термопреобразователь (неизолированный)		Электронный преобразователь
Выпрямительный (полупроводниковый) преобразователь

Таблица 14.4

Измеряемый ток	Условное обозначение	Измеряемый ток	Условное обозначение
Постоянный		Трехфазный(общее обозначение)
Переменный		Трехфазный при неравномерной нагрузке фаз
Постоянный и переменный

Таблица 14.5

Дополнительные знаки, наносимые на шкалу	Условное обозначение	Дополнительные знаки, наносимые на шкалу	Условное обозначение
Класс точности при нормировании погрешности в процентах от диапазона измерения	1,5	Измерительная цепь изолирована от корпуса и проверена на напряжении 2 кВ
То же, при нормировании погрешности в процентах от длины шкалы		Прибор испытанию прочности изоляции не подлежит
Горизонтальное положение шкалы		Прибор защищен от внешнего магнитного поля
Вертикальное положение шкалы		Прибор защищен от внешнего электростатического поля
! Наклонное положение под определенным углом к горизонту		Внимание! Смотри дополнительные указания в паспорте и инструкции по эксплуатации
Осторожно! Прочность изоляции цепи относительно корпуса не соответствует нормам (знак выполняется красным цветом)

Таблица 14.6

Значки у зажимов приборов	Условное обозначение	Значки у зажимов приборов	Условное обозначение
Отрицательный зажим		Генераторный зажим (для измерителей мощности и фазометров)
Положительный зажим		Зажим, соединенный с корпусом
Общий зажим (для многопредельных приборов переменного тока и комбинированных приборов)		Зажим (винт, шпилька) для заземления
Зажим переменного тока (для комбинированных приборов)

Электроизмерительные устройства

Меры

Меры используют в измерительных устройствах, в которых измеряемая физическая величина сравнивается с мерой. Наиболее распространяемыми являются меры, воспроизводящие сопротивление, емкость, индуктивность, взаимную индуктивность и э.д.с. Меры могут быть однозначные, воспроизводящие только одно значение, многозначные непрерывные, воспроизводящие значения из определенного интервала, наборы мер(магазины мер), воспроизводящие определенное число дискретных значений мер.

Класс точности наиболее часто встречающихся мер, имеющих минимальную погрешность, приведен в табл. 15.1.

Таблица 15.1

§ 15.2. Электромеханические измерительные преобразователи

Электромеханические измерительные преобразователи (измеритель­ные механизмы) используют в аналоговых приборах, которые одну или несколько непрерывных электрических величин преобразуют в механическое перемещение указателя по известной функции преоб­разования.

Измерительные механизмы (ИМ) делятся по принципу действия, который определяет их назначение и функцию преобразования.

В табл. 15.2 приведены схемы устройства некоторых преобразо­вателей и краткое описание их принципа действия. В табл. 15.3 даны входные величины и уравнения преобразования основных измерительных механизмов, а в табл. 15.4 — их параметры.

Таблица 15.2

Схема преобразователя	Принцип действия
Магнитоэлектрическая система	Взаимодействие магнитного поля по­стоянного магнита 2 и катушки с измеряемым током / создает механи­ческий момент, который измеряют с помощью пружинных крутильных ве­сов 3
Магнитоэлектрический логометр	Катушки 1 и 2 взаимодействуют с неравномерным полем постоянного магнита 3. Возникающие в результате взаимодействия механические момен­ты двух катушек направлены встречно. Подвижная система катушек повора­чивается до тех пор, пока не на­ступит равновесие. Таким образом, угол поворота стрелки, закрепленной на оси катушек, является функцией токов двух катушек
Электромагнитная система	По измерительной катушке 1 про­пускают ток, который создает магнит­ное поле. На подвижной системе за­креплен стальной сердечник 2. Взаимо­действие стального сердечника и маг­нитного поля вызывает механический момент, который измеряют с по­мощью пружинных крутильных ве­сов 3, 4
Электромагнитный логометр	Измерительный механизм состоит из двух катушек 7, 4 и двух стальных сердечников 2, 3, закрепленных на одной оси с указателем 5. Механи­ческие моменты, возникающие в резуль­тате взаимодействия катушек со стальными сердечниками, направлены противоположно. Указатель поворачи­вается под действием разности мо­ментов и останавливается в том по­ложении, при котором моменты рав­ны. Угол отклонения указателя за­висит от соотношения токов катушки 1 и 4
Электродинамическая система	Механический момент в системе ка­тушек / и 2 возникает в резуль­тате взаимодействия токов, протекаю­щих в них. Катушка 1 закреплена неподвижно, катушка 2 — на оси вмес­те с указателем. Момент измеряют с помощью пружинных крутильных весов 3. Момент, возникающий в системе, пропорционален произве­дению токов в катушках
Электродинамический логометр	Измерительная система состоит из трех катушек, одна из которых за­креплена неподвижно./, а две другие 2, 3 находятся на одной оси с ука­зателем 4. Механические моменты, возникающие в результате взаимодей­ствия подвижных катушек с непод­вижной, направлены противоположно. Угол поворота подвижных катушек соответствует равенству моментов и является функцией отношения состав­ляющих токов в подвижных катушках, совпадающих по фазе с током не­подвижной катушки
Ферродинамическая система	Принцип действия таких механиз­мов аналогичен принципу действия электродинамической системы. Вве­дение стальных сердечников 1 и 2 в из­мерительный механизм увеличивает чувствительность преобразователя
Индукционная система	Система двух катушек 7, 2 создает бегущее магнитное поле, если по ним протекают переменные токи. Такое поле индуцирует вихревые токи в алюминиевом диске 3, закрепленном на оси. Взаимодействие индуцирован­ного тока с бегущим магнитным полем вызывает механический момент
Электростатическая система	Преобразователь состоит из двух электродов, изолированных друг от друга. Электрод 1 находится на оси 3, электрод 2 закреплен неподвижно. Электроды образуют конденсатор. К электродам подводится напряже­ние, под действием которого они за­ряжаются. Сила взаимодействия воз­никает между одноименно заряжен­ными электродами. Угол отклонения подвижной системы является функцией напряжения между электродами

Таблица 15.3

Система измерительного механизма	Род тока	Входные величины	Уравнение преобразования
Магнитоэлектрическая	-	I1
Магнитоэлектрические логометры	-	I1,I2
Электромагнитная	- ~	I1
Электромагнитные логометры	~	I1,I2
Электродинамическая и ферродинамическая	- ~	I1,I2
Электродинамические и ферродинамические логометры	~	I0,I1,I2
Индукционная	~	I1,I2
Электростатическая	- ~	U

Примечание: α - угол поворота указателя; W —жесткость пружины;

Ψm - потокосцепление катушки; L — индуктивность катушки; М₁₂ — взаимная индуктивность катушек; С — емкость измерительной системы; k — коэффициент пропорциональности; F — нелинейная функция, определяемая конструкцией прибора.

Таблица 15.4

Система измерительного механизма	Максималь ная чувстви тельность, рад/A(рад/В)	Минималь ный предел входной величины, А/(В)	Потребляемая мощность при полном отклонении указателя,ВТ	Рабочий диапазон частот	Высший класс точности
Магнитоэлектри ческая
Электромагнитная
Электродинами ческая
Ферродинамическая
Индукционная
Электростатическая

§ 15.3. Электрические измерительные преобразователи

Электрические измерительные преобразователи предназначены для преобразования одной электрической величины в другую, более удоб­ную для измерения. Устройства этого типа могут использоваться самостоятельно или являться частью прибора.

Назначение и область применения преобразователя определяются:

1} входной величиной; 2) выходной величиной; 3) уравнением пре­образования; 4) диапазонами изменения входной и выходной величин, для которых погрешность преобразования не превышает допустимого значения.

В табл. 15.5 приведены схемы включения, входные и выходные величины, назначение и уравнения преобразования.

Таблица 15.5

Схема включения преобразователя	Назначение и уравнение преобразования
Добавочный резистор	Расширение пределов измерения прибора по напряжению (X = U, Y= Uп)
Шунт	Расширение пределов измерения приборов по току (X =I, У=Iп);
Резистивный делитель напряжения	Расширение пределов измерения приборов по напряжению (X=U;Y=Uп);
Емкостный делитель напряжения	Расширение пределов измерения приборов по напряжению(X=U;Y=Uп);
Измерительный трансформатор напряжения	Расширение пределов измерения приборов по напряжению в цепях переменного тока (X=U;Y=Uп)       число обмоток высшего и низшего напряжения
Измерительный трансформатор тока	Расширение пределов измерений приборов по току в цепях переменного тока (X=I;Y=Iп)     Где Wн,Wл –число витков измерительной и линейной обмоток
Термопреобразователь	Преобразователь тока высокой частоты в постоянную э.д.с для измерения токов высокой частоты приборами постоянного тока (X=I;Y=ET);   Где к - коэффициент пропорциональности
Измерительный выпрямитель однополупериодный	Преобразование переменного напряжения в постоянное (X=u,Y=Uп)   Где u(t/T))-периодическое напряжение
Измерительный выпрямитель двухполупериодный	Преобразование переменного напряжения в постоянное (X=u,Y=Uп);
Измерительный усилитель	Различные преобразования входного напряжения и согласование сопротивлений (X=u,Y=Uп): 1)пропорциональное преобразование   2)интегрирование     3) дифференцирование     где к- коэффициент усиления
Суммирующий усилитель	Алгебраическое суммирование и масштабирование (X=u1,u2,u3,u4;Y=Uп);   где

ГЛАВА 16

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

§ 16.1. Измерение силы тока

Амперметры (А), миллиамперметры (тА), микроамперметры (цА) и гальванометры используют для прямого измерения тока. Гальвано­метры применяют также для индикации тока, т. е. как указатели наличия или отсутствия тока. Измерительные приборы могут быть одно- и многопредельными. Приборы включают в цепь последовательно с ветвью, в которой производится измерение тока. Ток прибора равен току ветви. Погрешность измерения вызвана увеличением сопротивления цепи, в которую включен прибор.При постоянном токе

Где Ia,Iд – показание амперметра и действительное значение тока в цепи до включения прибора; Ra-сопротивление амперметра;

Таблица 16.1

Ri-входное сопротивление цепи со стороны зажимов, к которым подключен прибор. Параметры приборов различных систем приведены в табл. 16.1. В табл.16.2 даны схемы включения амперметров.

Таблица16.2

Схема включения прибора	Результат измерений
Прямая	I=Ia
С однопредельным шунтом
С многопредельным шунтом
С измерительным трансформатором тока

§ 16.2. Измерение напряжения

Вольтметры (V), киловольтметры (kV) и милливольтметры (mV) предназначены для прямого измерения напряжения. Такие приборы могут быть одно- и многопредельными.

Таблица16.3

Таблица 16.4

Схема включения вольтметра	Результат измерений
Прямая	U=Uv
С добавочным резистором
С измерительным трансформатором напряжения
С емкостным делителем (только для электростатических вольтметров)

где (Uv,Uд — показание вольтметра и действительное значение напря­жения до подключения вольтметра; Rv- сопротивление вольтметра; Ri - входное сопротивление цепи со стороны зажимов, к которым подключен вольтметр. В табл. 16.3 приведены параметры вольтметров различных систем, а в табл. 16.4 — схемы их включения.

§ 16.3. Измерение мощности и энергии

Измерение активной мощности в цепях постоянного тока, од­нофазных и трехфазных цепях переменного тока производят с по­мощью ваттметров электродинамической или ферродинамической системы. Измерение активной энергии в однофазных и трехфазных цепях переменного тока осуществляют счетчиками индукционной системы. Расширение пределов измерения напряжения производят, включая добавочные резисторы и измерительные трансформаторы напряжения, а расширение пределов измерения тока — включая измерительные трансформаторы тока. Схемы включения приборов для измерения активной мощности и энергии приведены в табл. 16.5.

Таблица 16.5

Схема включения ваттметра	Результат измерения
Однофазная цепь
Трехфазная трехпроводная цепь
Трехфазная четырехпроводная цепь

§ 16.4. Измерение коэффициента мощности и сдвига фаз

Измерение коэффициента мощности cos ф и сдвига фаз ф в цепях переменного тока производят с помощью фазометров. Фазометры, применяемые для измерения в однофазных и трехфазных цепях, являются логометрами электродинамической системы. Наряду с электродинамическими логометрами для измерения в трехфазных цепях используют электромагнитные логометры с тремя обмотками. Схемы включения логометров показаны в табл. 16.6.

Таблица 16.6

Схема включения логометра	Показания прибора
Однофазная цепь
Трехфазная симметричная цепь
Электромагнитный логометр

§ 16.5. Измерение частоты переменного напряжения

Для измерения частоты переменного напряжения используют герц-метры — частотомеры. Частотомеры могут быть вибрационной резо­нансной механической системы, а логометры — электромагнитные, электродинамические или ферродинамические. В табл. 16.7 приведены схемы включения герцметров.

Таблица 16.7

Схема включения герцметров	Показания прибора
Вибрационные	f
Электро- и ферродинамические

§ 16.6. Прямые методы измерения омического сопротивления

Для измерения сопротивления постоянному току используют ом­метры и мегомметры. Омметрами измеряют сопротивления от 0,1 Ом до 100 МОм при напряжении 1,5—150 В. Мегомметры применяют для измерения сопротивления изоляции проводов и обмоток электротехнических устройств при напряжении 500—3000 В. Принцип действия омметра основан на сравнении измеряемого сопротивления с образцовым. Сравнение производят с помощью прибора магнитоэлектрической системы. На рис. 16.1 приведены схемы омметров с последовательным (рис. 16.1, я) и параллельным (рис. 16.1,6) включением образцового сопротивления.

При последовательной схеме угол поворота стрелки прибора

где Kш - коэффициент шунта; Iк - ток короткого замыкания, т. е. ток в цепи омметра при Rx = 0; Rn — сопротивление образцового резистора: Rx — измеряемое сопротивление Si — чувствительность при­бора. Показания прибора являются однозначной функцией Rx. Контроль за постоянством значения

проводят следующим образом: зажимы омметра замыкают накоротко и с помощью

Рис. 16.1 Рис. 16.2

переменного шунта стрелку выставляют на отметку, соответ­ствующую Rx = 0 (обычно она крайняя справа). Угол поворота стрелки при параллельной схеме включения омметра

Показания прибора будут однозначной функцией сопротивления если КшSiIk= const. Контроль за постоянством этой величины водят при Rx=, т. е. при разомкнутых зажимах омметра, путем изменения сопротивления шунта; стрелку устанавливают на отметку. Параллельную схему включения омметра применяют для из­мерения сравнительно малых, а последовательную — больших сопро­тивлений.

В мегомметрах используют логометрический преобразователь магнитоэлектрической системы, а в качестве источника применяют генератор постоянного тока с ручным приводом.

Схема прибора введена на рис. 16.2. Угол поворота стрелки прибора

где r1, r2; — сопротивления обмоток логометра; Rn — образцовое сопротивление, с которым сравнивают неизвестное Rx. Показания прибора не зависят от частоты вращения ручки генератора (рис. 16.2); от нее зависит напряжение испытания изоляции. Номи­нальную частоту вращения генератора указывают на приборе.

§ 16.7. Компарирующие методы измерений

Компарирующий метод измерения (метод сравнения) заключается в том, что измеряемую величину сравнивают тем или иным спосо­бом с однородной известной величиной, воспроизводимой мерой. Измерительные мосты используют для измерения методом сравнения параметров резисторов, конденсаторов и индуктивных катушек. В измерительную диагональ аЬ (табл. 16.8) включен нуль-прибор, служащий для фиксации отсутствия тока (напряжения), а в диагональ cd — источник тока. Одно плечо моста — измеряемый объект Rx, остальные-меры. Процесс измерения сводится к уравновешиванию моста, т. е. к •лбору таких значений мер (переменных), при которых ток (на­пряжение) в измерительной диагонали равен нулю. В уравновешенном мосте измеряемая величина является однозначной функцией мер:

В табл. 16.8 приведены схемы уравновешенных мостов. Компенсаторы напряжения служат для измерения напряжения ме­тодом сравнения. В компенсаторах постоянного тока сравнение измеряемого напряжения производят с напряжением нормального элемента (мерой, воспроизводящей э.д.с.). В компенсаторах перемен­ного тока сравнение переменного напряжения осуществляют с напря­жением источника, режим которого контролируется измерительным прибором.

Таблица 16.8

Схема измерительного моста	Уравнения для вычисления измеряемых параметров
Мост постоянного тока
Двойной мост постоянного тока для измерения малых сопротивлений
Мосты для измерения параметров конденсаторов а) при малых углах потерь

б) При больших углах потерь
В) высоковольтный мост с раздельным уравновешиванием
Мост для измерения параметров катушек
Мост для измерения взаимной индуктивности

Измерение происходит в два этапа: 1) установление (кон­троль) тока измерительной цепи по гальванометру при постоянном токе и амперметру при переменном; регулирование тока произ­водят с помощью резистора Rн; 2) компенсация измеряемого напря­жения при постоянном токе путем подбора положения движка потен­циометра Яд, при котором ток гальванометра равен нулю; при переменном токе компенсацию напряжения осуществляют двумя потен­циометрами R1 и R2. Схемы компенсаторов постоянного и перемен­ного тока приведены в табл. 16.9.

Таблица 16.9

Схема компенсатора	Результат измерений
Компенсатор постоянного тока
Двухкоординатный компенсатор переменного тока

§ 16.8. Резонансный метод измерения параметров индуктивных катушек и конденсаторов

Приборы, служащие для измерения параметров индуктивных кату­шек и конденсаторов при повышенной и высокой частоте, называют измерителями добротности или Q-метрами. Этими приборами можно измерять кроме добротности емкость конденсатора и индуктивность катушек. Упрощенная схема <2-метра приведена на рис. 16.3, а. Прибор состоит из генератора синусоидального напряжения Гн. Частоту гене­ратора можно изменять от десятков килогерц до сотен мегагерц. Напряжение генератора поддерживают строго на одном уровне. Кроме того, в приборе имеется измерительный конденсатор Со и высоко частотный вольтметр V.

К зажимам ab подключают измеряемую индуктивную либо образцовую катушку, прилагаемую к прибору, а к зажимам — измеряемый конденсатор. При измерении параметров катушки конденсатор не подключают.

На рис. 16.3,6 приведена схема замещения измерителя доброт­ности, в которой

где J — ток эквивалентного источника тока; bL, gL — реактивная и активная проводимости катушки при параллельной схеме замещения;

gc — активная проводимость при параллельной схеме замещения кон­денсатора; ql, Qc - добротность катушки и конденсатора соответ­ственно. Проводимости и добротности соответствуют частоте /, на которой проводятся испытания.

Порядок измерения параметров катушки:

1) к зажимам ab подключают измеряемую катушку; зажимы cd разомкнуты;

2) задают частоту /, на которой предполагается проводить измерения;

3) устанавливают заданное напряжение генератора Ui, измеряя его вольтметром (переключатель К в положении 1);

4) подключают вольтметр к конденсатору Со (переключатель К в положении 2),

5) изменяя емкость Со, подбирают такое ее значение, при котором напряжение Ui на Со максимально;

6) по заданным значениям /, l/i и измеренному 1/2 вычисляют

Порядок измерения параметров конденсатора:

1) к зажимам ab подключают образцовую катушку из прилагае­мых к прибору и производят измерения ее добротности и индук­тивности (порядок измерения катушки см. ранее);

2) к зажимам cd подключают конденсатор;

3) не изменяя частоты и напряжения источника, измеряют пара­метры катушки при подключенном конденсаторе. В результате по­лучают новые значения С'о и U2;

4) по результатам измерения вычисляют

§ 16.9. Приборы для измерения и регистрации изменяющихся во времени величин

Для регистрации изменяющих­ся во времени величин, таких, как ток, напряжение, мощность и т. п., применяют самопишущие приборы с записью текущего значения на диаграммной бума­ге в координатах «измеряемая

величина — время». Диаграммная бумага может быть с прямолиней­ными и криволинейными координатными осями. С помощью само­пишущих приборов регистрируют медленно изменяющиеся величины (с частотой до 10 Гц). На рис. 16.4 приведена схема прибора с записью измеряемой величины на диаграммной бумаге 4 пером 5, укрепленным на конце стрелки 1 измерительного механизма 2. Диаграммная бумага перемещается с помощью валика 3, приводимого в движение микродвигателем.

Для регистрации величины, изменяющейся с частотой до 10 кГц, используют светолучевые осциллографы с регистрацией на светочув­ствительной ленте и последующей фото- или термообработкой. В светолучевом осциллографе применяют зеркальные гальванометры (вибраторы) магнитоэлектрической и электродинамической систем.

Для наблюдения и регистрации быстроизменяющихся величин с час­тотой до 200 МГц используют электронно-лучевые осциллографы (рис. 16.5). Осциллограф состоит из электронно-лучевой трубки ЭЛГ, блока питания БП, верти­кального УВ и горизон­тального УГ усилителей отклоняющих напряже­ний и генератора пило­ пило­образного напряжения развертки ГР. Изображе­ние диаграммы получают на экране ЭЛГ, имеющей катод /, модулятор 2, фокусирующий электрод 3, анод 4 и две пары отклоняющих пластин 5 и б. Осциллограф имеет переключатель ПР син­хронизации развертки. В положении переключателя 1 происходит внутренняя синхронизация, в положении 2 — синхронизация от источника питания, в положении 3 — синхронизация от внешнего источника напряжения Ксинхр-

В табл. 16.10 приведены некоторые характеристики регистрирующих приборов.

Таблица16.10

Поиск по сайту: