Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

АИП со с. X. с охватом обратной связью усилителя некомпенса цйи и измерительной схемы выходного прибора (рис. 2.6,6). Суммарная погрешность таких приборов при.прочих равных условиях несколько меньше, поскольку погрешности измерительной схемы выходного прибора уменьшаются во много раз (п. 3.1).

АИП со с. X. с охватом обратной связью усилителя некомпенсации, • измерительной схемы и измерительного механизма с противодействующей пружиной (рис. 2.6,е). В этом случае выходной величиной замкнутой части схемы является угол поворота оси измерительного механизма, обратным преобразователем служит индукционное или емкостное устройство, а также переменное сопротивление с минимальным моментом трения или управляемое световым лучом. При измерительном механизме, не отличающемся стабильностью своих свойств, возможно обеспечить более высокую точность и широкий частотный диапазон;

АИП с а. X. с охватом обратной связью всех звеньев, кроме регистрирующего устройства (рис. 2.6,е). В этих приборах последним звеном прямой цепи замкнутой части схемы является двигатель с редуктором. К таким приборам относятся автоматические компенсаторы и мосты с астатической характеристикой (п. 4.1). Все звенья прямой цепи в них охвачены обратной связью и поэтому погрешности этих звеньев в суммарную статическую погрешность не входят.

АИП с а. X., в которых обратной связью охвачено регистрирующее устройство (рис. 2.6,5). Если обратный преобразователь, т. е. в данном случае преобразователь расстояний между нулевой линией на диаграмме регистрации и линией записи в компенсирующую величину, высокостабилен, то такой прибор наиболее точен. Все цифровые приборы уравновешивания с преобразователями код-аналог в обратной цепи являются примерами АИП, в которых выход замкнутой части схемы в виде кода является выходом прибора и все аналоговые звенья прямой цепи охвачены обратной связью, благодаря чему погрешности цифровых приборов и уменьшаются в наибольшей степени (п. 6.1).

Проанализируем структурные особенности АИП уравновешивания, их статические погрешности, динамические свойства и динамические погрешности, а также покажем возможности их применения.

/АИП уравновешивания со статическими и астатическими характеристиками имеют высокую чувствительность и точность, и с их помощью можно точно измерять малые токи, напряжения и другие величины.. При компенсации напряжения у АИП уравновешивания обеспечивается высокое входное сопротивление, благодаря чему достигается независимость их показаний от изменения сопротивления соединительных проводов и внутреннего сопротивления измерительной схемы; При компенсации тока у АИП уравновешивания достигается ничтожно малое входное сопротивление. В АИП уравновешивания используется энергии постороннего источника, чем облегчается применение надежных и мощных регистраторов, использование их для регулирования и сигнализации. АИП уравновешивания могут иметь две выходные величины - механическое перемещение, удобное для измерения с помощью шкалы и для аналоговой регистрации, и электрическое напряжение или ток, удобные для регулирования, телепередачи и т. д.



Используя АИП уравновешивания с астатической характеристикой, можно повышать точность и чувствительность приборов для измерения, регистрации и регулирования электрических выходных величин маломощных промышленных датчиков, выполнить различные вычислительные операции с малыми электрическими величинами - суммирование, умножение, деление, интегрирование. Интегралы величин за определенные промежутки времени измеряются интегрирующими приборами, освобождающими оператора от выполнения операции интегрирования и способствующими повышению производительности труда при сложных измерениях. Интегрирующие приборы различных типов широко используются для измеренияэлектроэнергии, расхода газа, жидкостей.

Аналоговые измерительные устройства уравновешивания наиболее успешно используются в том случае, если X является величиной, которая непосредственно подается на вход вычитающего устройства. Если X неудобно для вычитания, то приходится применять перед УВ предвключенный измерительный преобразователь ПП, для преобразования X в величину, удобную для сравнения. Нестабильность Km увеличивает погрешность устройства, так как ПП при этом не входит в замкнутую часть схемы. Были разработаны измерительные приборы периодического сравнения, лишенные этого недостатка.

Обеспечение высокой точности в измерительных устройствах уравновешивания со статической характеристикой, более простых конструктивно, возможно только при наличии усилителей с большим коэффициентом усиления и обладающих малой аддитивной погрешностью на входе.

Реализация широкополосных измерительных устройств с большим петлевым усилением затруднена. Появились структуры измерительных устройств с автоматическим осуществлением операций калибровки и введения поправки, т. е. измерительные устройства с автоматической коррекцией погрешностей, в том-числе измерительные устройства периодического сравнения.

Особенности структур измерительных устройств периодического сравнения. В зависимости от временной последовательности ввода величин в измерительный прибор они делятся на приборы одновременного, разновременного и периодического ввода (последние еще назы- вают модуляционными).

В приборах с одновременным вводом, основанных на методе одновременного сравнения, обе сравниваемые величины - известная и неизвестная - вводятся в прибор одновременно. На выходе устройства вычитания УВ в приборах такого типа.обычно образуется электрическая величина, пропорциональная разности мгновенных или осреднен-ных за некоторое время значений сравниваемых величин (рис. 2.7,а). Поэтому приборы одновременного сравнения легче автоматизировать.

В приборах одновременного сравнения обеспечивается высокая точность, если предвключенный преобразователь ПП отсутствует, т. е. если компенсируется непосредственно измеряемая величина. Однако многие измеряемые величины неудобны для вычитания в измерительном устройстве сравнения, тогда используются предвключенные преобразователи,



CO CP

Рис. 2.7. Структуры приборов, основанных на использовании различных методов сравнения:

с-< G одновременным сравнением; б-с разновременным сравнением; е -о периодическим сравнением известной и измеряемой величин; г - прн периодическом сравнении с несимметричной коммутацией по времени величин X, и прн измерении отношения их средних значений измерением интервалов интегрирования соответственно и Tj.

В приборах С преобразователями, включенными перед устройством сравнения, например, в логометрах, фазометрах, автокомпараторах, вольтметрах с входными преобразователями при использовании метода одновременного сравнения трудно достичь высокой точности, так как предвключенные, особенно высокочувствительные, преобразователи не обладают высокой стабильностью и идентичностью.

В приборах с разновременным вводом, основанных на методе разновременного сравнения, вначале на вход прибора подается измеряемая величина, а затем образцовая при помощи переключателя, управляемого оператором (рис. 2.7,6). Такие приборы имеют одног канальную структуру, в них реализован метод замещения. Благодаря этому обе сравниваемые величины проходят через одни и те же преобразователи. Поэтому погрешность от нестабильности преобразователей во времени уменьшается во много раз. В таких приборах электрическая величина, пропорциональная разности сравниваемых величин, не создается, что затрудняет их автоматизацию. Примерами приборов разновременного сравнения являются термоэлектрический компаратор для измерения СКЗ переменного тока в широком частотном диапазоне, показывающие приборы с предварительной градуировкой и приборы с калибровкой.

В приборах с периодическим вводом, основанных на методе периодического сравнения [35], сравниваемые величины вводятся в прибор автоматическим переключателем 5W{2.7,e) поочередно с определенной





0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 [ 15 ] 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166