Читайте также:
|
Большинство используемых сегодня в технологических процессах стационарных измерительных приборов – это классические аналоговые электромеханические приборы. Их метрологические и эксплуатационные характеристики вполне достаточны для решения основных задач технических измерений.
Широко распространены электромеханические вольтметры, амперметры, омметры, фазометры, ваттметры, счетчики активной и реактивной энергии.
Структурную схему аналогового электромеханического прибора в общем виде можно представить как:
Измерительная цепь обеспечивает преобразование электрической величины Х в промежуточную электрическую величину Y, функционально связанную с величиной Х и пригодную для непосредственной обработки измерительным механизмом (ИМ).
По характеру преобразования измерительная цепь может представлять собой совокупность элементов (резисторов, конденсаторов, выпрямителей, термопар и др.). Различные измерительные цепи позволяют использовать один и тот же ИМ при измерениях разнородных величин, меняющихся в широких пределах.
Измерительный механизм – основная часть прибора, предназначенная для преобразования электромагнитной энергии в механическую, необходимую для создания угла отклонения a его подвижной части относительно неподвижной
a = f (Y) = F (X).
Подвижная часть ИМ представляет собой механическую систему с одной степенью свободы относительно оси вращения. Момент количества движения равен сумме моментов, действующих на подвижную часть.
Дифференциальное уравнение моментов, описывающих работу ИМ, имеет вид
, (5.1)
где 
- момент инерции подвижной части; α – угол отклонения подвижной части; 
- угловое ускорение.
На подвижную часть ИМ при ее движении воздействуют:
Вращающий момент М В, определяемый для всех АЭМП скоростью изменения энергии электромагнитного поля W Э, сосредоточенной в механизме, по углу отклонения α подвижной части:
. (5.2)
Противодействующий момент М П, создаваемый механическим путем с помощью спиральных пружин, растяжек, подводящих проводов и пропорциональный углу отклонения α подвижной части:
М П = - Wα, (5.3)
где W – удельный противодействующий момент на единицу угла закручивания пружины (зависит от материала пружины и ее геометрических размеров).
Момент успокоения М УСП, т.е. момент сил сопротивления движению, всегда направленный навстречу движению и пропорциональный угловой скорости отклонения:
М УСП = 
, (5.4)
где Р – коэффициент успокоения (демпфирования).
Подставив (5.2)-(5.4) в (5.1), получим дифференциальное уравнение отклонения подвижной части механизма:
,
или
.
В установившемся режиме
и в этом случае установившееся отклонение подвижной части ИМ определяется равенством вращающего и противодействующего моментов, т.е. М В = М П.
Подставив в равенство М В = М П аналитические выражения моментов, получим уравнение шкалы прибора, показывающее зависимость угла отклонения α подвижной части от значения от значения измеряемой величины и параметров ИМ.
Отсчетное устройство состоит из указателя, связанного с измерительным механизмом и шкалы.
Указатели бывают стрелочные (механические) и световые.
Шкала – совокупность отметок, представляющих ряд последовательных чисел вдоль какой-либо линии. По начертанию шкалы бывают прямолинейные, дуговые и круговые.
Большинство аналоговых электромеханических измерительных приборов являются измерителями электрического тока. Исключение составляют приборы основанные на использовании электростатического эффекта для измерения электрического напряжения. Однако, дополнительные схемные решения позволяют применять их для измерения различных электрических величин и параметров электрических цепей. Кроме того, они находят широкое применение в структурах средств измерения неэлектрических величин.
В зависимости от способа преобразования электромагнитной энергии в механическое угловое перемещение подвижной части электромеханические приборы делятся на магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические. Как я уже говорила, все из них, кроме электростатических, являются измерителями электрического тока.
Таблица 5.1
|
В таблице 5.1 показаны принципы действия и функции преобразования наиболее часто используемых на практике аналоговых электромеханических измерительных приборов. Среди них заслуживает подробного рассмотрения прибор магнитоэлектрической системы, который широко используется в качестве указателя электронных измерительных приборов, систем автоматизации и контроля параметров объекта.
Дата добавления: 2015-02-16; просмотров: 228 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |