Наведіть блок-схему електронного цифрового вольтметра, поясніть призначення кожного з елементів

Опишіть будову приладів феродинамічної системи. Виведіть формулу для кута відхилення його рухомої частини. Наведіть схему вимірювального механізму. Перелічить переваги та недоліки приладів даної системи, вкажіть їх призначення та галузь застосування.

Феродинамічні вимірювальні механізми за суттю є різновидом електродинамічних, від яких вони відрізняються не за принципом дії, а конструктивно. Для збільшення магнітних потоків нерухомої та рухомої котушок всередині них розміщають магнітопроводи (осердя) з магнітом'якого матеріалу (рис.1): нерухома котушка 1 розміщається на осерді 2, всередині рухомої котушки 4 знаходиться осердя 3. Завдяки наявності магнітопроводів значно збільшується обертальний момент, зростає чутливість механізму, і може бути зменшене власне споживання потужності механізму. Внаслідок сильного власного поля механізму різко знижується вплив зовнішніх магнітних полів.

Рисунок 1 – Схема вимірювальног механізму

Але наявність магнітопроводів збільшує похибку приладів через вихрові струми та гістерезис, а також через нелінійність залежності індукції від напру­женості магнітного поля.

Як нам відомо система складається з двох котушок рухомої та нерухомої. Рухома котушка закріплена на осі або розтяжках і знаходиться в полі нерухомої. Струм до неї підводиться через спіральні пружини або розтяжки, які при повороті рухомої котушки створюють протидійний момент. При протіканні постійних струмів І₁ та І₂ через обмотки котушок виникає пара сил F-F, яка створює обертальний момент, що намагається повернути рухому котушку так, щоб магнітні потоки котушок збіглися. Енергія магнітного поля двох котушок із струмами І₁ та І₂

(1)

де L₁ та L₂ - індуктивності котушок, М - взаємна індуктивність.

При повороті рухомої котушки змінюється тільки взаємна індуктивність М між котушками. Індуктивності L₁ та L₂ і струми І₁ та І₂ від кута повороту а не залежать.

Тому обертальний момент:

(2)

При протіканні в котушках синусоїдних струмів та рухома частина через інерційність реагує на середнє значення обертального моменту:

(3)

де М_об(t) - миттєве значення обертального моменту, І₁ та І₂ - діючі значення синусоїдних струмів, φ- зсув фаз між струмами в котушках.

З (3) виходить, що обертальний момент феродинамічного механізму пропорційний добуткові діючих значень струмів в котушках та косинусу кута між ними. Ця особливість феродинамічного механізму відкриває можливість побудови на його основі не тільки амперметрів та вольтметрів, але й засобів вимірювання інших величин (наприклад, ватметрів).

При рівності обертального М_об та протидійного тобто в усталеному режимі, матимемо:

(4)

звідки одержуємо рівняння перетворення феродинамічного механізму:

(5)

Проміжок, у якому переміщаються бокові сторони рухомої котушки фе­родинамічного механізму, найчастіше виконується рівномірним. Тому , і рівняння перетворення має такий вигляд:

(6)

де С - постійний коефіцієнт, який визначається характеристиками магнітопроводів.

Феродинамічні прилади випускаються у вигляді переносних та щитових приладів змінного струму (на змінному струмі гістерезис впливає на покази приладу менше, ніж на постійному). Внаслідок можливості одержання великого обертального моменту феродинамічні вимірювальні механізми широко за­стосовуються в самописних приладах. Діапазон частот феродинамічних приладів - 10 Гц–1,5 кГц. Класи точності – 0,2-1,5. Для побудови різних приладів широко використовуються електродинамічні та феродинамічні логометричні механізми.

Недоліки феродинамічних механізмів: невисока чутливість, велике власне споживання потужності, чутливість до перевантажень, нелінійність залежності індукції від напруженості магнітного поля.

Наведіть блок-схему електронного цифрового вольтметра, поясніть призначення кожного з елементів.

Рисунок 2 – Узагальнена блок схема електорного цифрового вольтметра

Аналого-цифровий перетворювач АЦП призначений для перетворення вимірювальної напруги в цифровий код.

Цифровий індикатор ЦІ призначений для наглядного відображення вимірювальної напруги.

Поиск по сайту: