Закрыть
Регистрация
Закрыть
Логин:
Пароль:
Забыли свой пароль?
Регистрация
Разделы документации
Техническое регулирование. Стандартизация
Метрология
Подтверждение соответствия
Справочники
Учебно-методическая литература

Глава 3. Электрические измерения и приборы



       На рис. 3.17 представлена электрическая схема одинарного мос­та постоянного тока, содержащая четыре плеча и две диагонали. В одно плечо моста включается объект с измеряемым сопротивлени­ем RX , а три других плеча образованы резисторами с сопротивлени­ями R2, R3 и R4. В одну диагональ моста (между узлами а и b) вклю­чается источник питания с ЭДС E0 в другую (узлы с и d) нулевой индикатор НИ, играющий в цепи моста оль указателя рав­новесия моста. Когда потенциалы точек c и d моста равны между собой, ток в нулевом индикаторе IНИ = 0. Мост в этом режиме нахо­дится в состоянии равновесия, т. е. признаком равновесия моста является нулевое отклонение указателя НИ. При этом справедливы соотношения :

I1 = I2 , I3 = I4 , RxI1 = R3I3

Разделив почленно два последних уравнения друг на друга и учтя равенства токов, получим    

Rx / R2 = R3 / R4

откуда получаем уравнение равновесия моста :                                                                          

Rx R4 = R2 R3

     Произведения сопротивлений элементов, включенных в противоположные плечи уравновешенного моста, равны друг другу. Добившись равновесия моста путем регулирования сопротивле­ний резисторов в плечах, записывают их значения и вычисляют искомое значение сопротивления RX ,.

Rx = R2 R3 / R4

Плечо R2 называют плечом сравнения, а плечи R3 и R4 - плеча­ми отношения.

      Одинарный мост служит для измерений только средних сопротивлений, малые и большие сопротивления измерять им не рекомендуется. Нижний предел (единицы Ом) измерения моста ограничен влиянием сопротивлений соединительных проводов и переходных контактов, которые неизбежно включаются в плечо ас последовательно с измеряемым объектом RX . Верхний предел (105 Ω ) измерения моста ограничен шунтирующим действием токов утечки.

      Наряду с уравновешенными мостами для измерения сопротивлений широко применяются неуравновешенные мосты, позволяющие более быстро проводить измерение сопротивлений (но менее точ­но, так как их показания зависят от стабильности напряжения ис­точника питания). Значение измеряемого сопротивления в этих мостах определяют непосредственно по показаниям прибора. В неуравновешенных мостах часто используют в качестве измерительного прибора магнитоэлектрические логометры, позволяющие повысить точность измерения.

      Уравновешивание мостов можно производить вручную или автоматически. Автоматическое уравновешивание применяют в тех случаях, когда необходимо следить за изменением измеряемого сопротивления и управлять его значением.

3.6.7. Понятие о цифровых электроизмерительных приборах

Цифровые электроизмерительные приборы (рис. 3.19)

состоят из входного усилительного устройства ВУУ, аналого-цифрового преобра­зователя АЦП, который служит для преобразования непрерывного сигнала Y в цифровой код Y¢ , генератора импульсов ГИ . цифровых счетчика и индикатора ЦСИ, управляющего устройства УУ с ком­мутационным и логическими блоками. Они предназначены для из­мерения и быстрого отсчета электрических величин и параметров с высокой точностью и надежностью. В них входной сигнал усили­вается и преобразуется в дискретный выходной сигнал А в цифро­вой форме.

      Цифровые измерительные приборы (ЦИП) используются с 1960 г. как при научных и иных исследованиях, так и в обычной производ­ственной практике. ЦИП имеют, кроме высокой точности, возмож­ность запоминать, передавать на расстояние и вводить в ЭВМ измерительные значения, а также свободны от утомительного отсче­та и многих проблем технического обслуживания.

     ЦИП по виду измеряемых величин делятся на вольтметры, ом­метры, мосты, измерители частоты и интервалов времени, комби­нированные и специализированные приборы. Последние служат для измерения температуры, массы грузов, скорости перемещения материалов и т. п. Комбинированные ЦИП позволяют измерять напряжение постоянного и переменного тока, сопротивление посто­янному току, емкость и индуктивность. Основой таких приборов являются цифровой вольтметр постоянного тока и ряд преобразователей электрических величин в напряжение постоянного тока.

     Промышленность выпускает ряд типов ЦИП. Для примера приведем цифровой вольтметр типа Щ1513, который предназначен для измерения напряжения постоянного тока 0 - 1000 В со временем преобразования 0,02 с. Другой ЦИП переменного тока типа Ф219 служит для измерения средневыпрямленных значений переменных напряжений 0,2 - 1000 В при классах точности 0,4/0,25 и 1,0/0,5 со временем преобразования 120 мс.

3.7. Приборы и методы измерения температуры

3.7.1. Термоэлектрический и терморезисторный метод измерения температуры

      Приборы, предназначенные для измерения температуры, назы­ваются термометрами. Разновидностями термометров являются пирометры, принцип действия которых основан на измерении элек­тромагнитного излучения нагретых тел.

      В настоящее время для построения термометров наибольшее рас­пространие получил термоэлектрический и терморезисторный ме­тоды, а также метод, основанный на тепловом излучении нагретых тел.

      Термоэлектрический метод измерения температуры основан на возникновении термоэлектродвижущей силы ( ТЭДС ) в цепи, со­ставленной из двух разнородных проводников, при неравенстве температур в местах соединения концов проводников. Первичный преобразователь - термопара,

В приборе прямого преобразования (рис. 3.20)

ЭДС термопары e преобразуется в силу тока I , а затем формируется вращающий момент М , как результат взаимодействия тока в рамке с полем постоянного магнита. Этот момент уравновешивается упругим моментом пружины, в результате чего на выходе получается сигнал φ .

      В схеме уравновешивающего преобразователя (рис. 3.21) уравно­вешивание ЭДС термопары осуществляется за счет сигнала с мос­товой схемы, управляемой двигателем Д.

      В качестве вторичных приборов, работающих в комплекте с тер­моэлектрическими преобразователями, применяются милливольт­метры, автоматические потенциометры со шкалой, отградуирован­ной в градусах .

       В качестве материалов для изготовления термоэлектродов при­меняются вольфрам, рений, платина, платинородий, хромель, копель, медь. Промышленностью выпускаются термоэлектрически преобразователи вольфрамо-рениевые ( ТВР ), платинородий-платиновые ( ТПП ), платинородиевые ( ТПР ), хромель-алюмелевые ( ТХА ), хромель-копелевые ( ТХК ), медь-копелевые ( ТМК ).

     На защитной арматуре термоэлектрического преобразователя и на шкале измерительного прибора указывается обозначение номи­нальной статической характеристики преобразователя.

     Преимущества: точность измерений, легкость передачи сигнала на расстояние и его обработки.

     Недостатки: электроды термопары защищаются чехлом, частично заключенным в стальной трубе, и зону высоких температур вносится только наконечник, который стальной трубой не защищается, из-за наличия фарфорового чехла термопара имеет большую инерционность (несколько минут) и не выдерживает резких колебаний измеряемой температуры , не рекомендуется быстро вносить термопару в зону с высокой температурой; высокая стоимость и сложность вторичного элемента.



Возврат к списку

ON-LINE версия