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

автоматические компенсационные с мостовой измерительной схемой сравнения; компенсационные с компенсацией измеряемых неэлектрических величии, главным образом механических усилий и моментов, компенсационные для измерения магнитных величин.

Компенсационные преобразователи моментов применяются и для измерения электрических величин, которые трудно с высокой точностью преобразовать в одну из удобоквантуемых или унифицированных величин, но можно с высокой точностью преобразовать в механический момент. Примером может служить мощность переменного тока, особенно мощность при повышенной частоте или мощность трехфазной системы (рис. 3.1,е).

Компенсационные приборы для измерения малых токов и напряжений выполняются в виде переносных и стационарных, показывающих и регистрирующих для постоянного и переменного токов. ,

3.1 ОСНОВНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ И ПОГРЕШНОСТИ КОМПЕНСАЦИОННЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ТОКОВ

И НАПРЯЖЕНИИ

Компенсационные преобразователи (КП) по роду компенсируемых на входе величин целесообразно разделить на две группы:

компенсационные преобразователи напряжения (рис. 3.1,а, б), являющиеся составной частью компенсационных милливольтметров и вольтметров;

компенсационные преобразователи тока (рис. 3.1,в, г, д), являющиеся составной частью компенсационных микроамперметров и миллиамперметров.

По выходной величине компенсационные преобразователи можно разделить на компенсационные преобразователи с выходными напряжением и током.

В компенсационных преобразователях с выходным напряжением, имеющих малое выходное сопротивление, выходная величина измеряется вольтметром (рис. 3.1,а).

В компенсационных преобразователях с выходным током, имеющих высокое выходное сопротивление, выходная величина измеряется миллиамперметром (рис. 3.1, в).

При анализе структурных схем компенсационных преобразователей необходимо определять параметры эквивалентной замкнутой схемы. Для решения этой задачи можно воспользоваться искусствен-ны.ми приемами трансформации структурных схем.

Для определения значения р можно считать Кпр оо и соответ ственно входной сигнал прямой цепи ДС/ или Д/ равными нулю.

Тогда

X = - РК,

откуда несложно найти выражение для В - ковффициента преобразования обратной цепи.

Для определения параметров прямой цепи используют схему с разомкнутой обратной связью. При этом, однако, надо следить, чтобы не



изменилась конфигурация цепи со стороны входных и выходных зажимов.

Рассмотрим особенности и погрешности компенсационных приборов для измерения напряжения и тока.

Компенсационный преобразователь напряжения I с выходным напряжением

В компенсационном милливольтметре с выходным напряжением (рис. 3.1,0;) выходной величиной замкнутой части схемы является напряжение f/вых, измеряемое выходным вольтметром.

Для определения коэффициента преобразования обратной цепи считаем

Д(;ох=0.

Тогда

откуда

Р =

Для определения параметров прямой цепи размыкаем цепь обратной связи. Прямую цепь можно считать состоящей из трех последовательно включенных блоков:

входного преобразователя, образованного резисторами во входной цепи, с коэффициентом преобразования

собственно усилителя с коэффициентом преобразования

/С, =

выходного преобразователя с коэффициентом преобразования

Кз==-у- .

так что коэффициент преобразования прямой цепи

Из этой же схемы определяют входное (/?ех. пр) и выходное (/?еых. пр) сопротивления прямой цепи.

Для данной схемы, учитывая, что

-ki -д Rbuk,

получим: •

v ех jy пр

?к + «вх «вых+?пр

R R

Rbx. пр = ~Ь Rbk, Rbuk, пр = ъ Т~Р



применяя известное соотношение (2.1), находим для замкнутой схемы коэффициент преобразования

КкП = /Спр./(1 + РСпр) = 1/Р (1 - Тнк), (3.1)

где Yhk = 1/(1 + рЛпр) -погрешность некомпенсации, или статизма. Входное сопротивление

Rbx. кп = вх. пр (1 + РЛпр) = вх. пр/Тнк (3.2)

и выходное сопротивление

Rbux. кп = Rbux. прУнк-

Суммарная погрешность

Тс = + Т/<, + Ук) Vhk - Vp{i - У J- • - -

Погрешность некомпенсации у компенсационных приборов обычно очень мала, и при у 10~ ... 10" вторая составляющая погрешности обычно является преобладающей, тогда

Для уменьшения ус необходимо обеспечить одинаковые относительные изменения сопротивления Rk и во времени, равенство их температурных коэффициентов сопротивлений и постоянных времени.

Приведенный анализ справедлив для наиболее распространенного случая измерения напряжения на зажимах прибора, т. е. когда Ux является измеряемой величиной. Иногда ставится задача измерения э. д. с. источника сигнала Ех и тогда возникает дополнительная погрешность Твх, обусловленная падением напряжения на его выходном сопротивлении Rbx, причем

Vex = Rx/{Rx + ?вх. кп ) « Rx/Rbx. кп. (3.3)

Выходное напряжение /вых в компенсационном приборе постоянного тока измеряется магнитоэлектрическим вольтметром, а на переменном токе электростатическим вольтметром.

V Компенсациопный преобразователь напряжения с выходным током

В компенсационном милливольтметре с выходным током выходной величиной замкнутой части структурной схемы является ток /к (рис. 3.1,6).

Коэффициент преобразования прямой цепи I

Апр = AigAjj. где коэффициент преобразования входной цепи

Al = i?Bx/(i?K + i?Bx). • •

коэффициент преобразования усилителя

К2= К,





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