Измерительными механизмами

чению сопротивления магнитопровода вихревым токам и к уменьшению этих токов. С той же целью в листовую электротехническую сталь добавляют до 4,8 % кремния. Изоляция листов осуществляется путем оксидирования или с помощью лаков. В измерительных устройствах и при более высоких частотах применяется более тонкая листовая электротехническая сталь, а также магнитоди-электрики и ферриты.

Трансформаторы широко используются во всякого рода измерительных устройствах, радиоприемниках, телевизорах, осциллографах, для местного освещения и т. п. В этих случаях трансформатор преобразует имеющееся стандартное напряжение электрической сети в напряжение другого значения, которое необходимо для питания отдельных элементов электротехнических устройств. Во многих случаях трансформаторы имеют несколько обмоток. Трансформаторы используются в сварочных и электротермических установках. Трансформаторы широко используются при измерении тока, напряжения и мощности в электрических цепях с большим напряжением или с большими токами. Они называются измерительными. Существует много специальных трансформаторов, работающих во всякого рода автоматических установках, напряжение на их обмотках во многих случаях несинусоидальное. В этой книге рассматриваются трансформаторы, работающие в цепях синусоидального тока.

Трансформаторы малой мощности до 50— 1000 Вт применяются в радиоприемниках, телевизорах, магнитофонах, осциллсн рафах, многих измерительных устройствах, системах регулирования и I. и. Они бывают однообмоточные, двухобмоточные и многообмоточные. На 8.24 изображен трансформатор малой мощности.

Отличие цифровых преобразователей АЦП и ЦАП от цифровых приборов заключается в том, что они используются в качестве блоков в сложных измерительных устройствах и не имеют отсчетных устройств, но обладают большим быстродействием.

В мембранных измерительных устройствах в качестве измерительного элемента применена мембрана из прорезиненной ткани толщиной 0,3—0,4 мм. Центральная часть мембраны стянута металлическими (из сплава алюминия) дисками, создающими жесткий центр. Мембранные устройства на различные пределы измерения выпускаются с мембранами, имеющими площадь разной величины (за счет изменения диаметра дисков мембран).

В измерительных устройствах с манометрической трубчатой пружиной импульсы давления или температуры воспринимает трубчатая пружина. В первом случае пружина одним концом впаяна в держатель, присоединенный к источнику регулируемого давления, а другим соединена с передаточным механизмом, который воздействует на управляющее устройство регулятора. Во втором случае она герметично соединена с капилляром и термобаллоном и действует как манометрический термометр. При изменении температуры среды, в которой помещен термобаллон, происходит изменение положения конца пружины, усилие которой передается на струйную трубку регулятора.

Хотя дроссельные магнитные реле могут коммутировать только одну цепь, имеют минимальный ток, отличный от нуля, и низкий к. п. д., они обладают рядом преимуществ, определивших их применение в измерительных устройствах. К преимуществам относятся прежде всего стабильность токов срабатывании и отпускания, нечувствительность к вибрационным воздействиям, белее высокое (но сравнению с электромагнитными реле) быстродействие.

В автоматических и в измерительных устройствах очень часто требуется, чтобы элементы, в том числе и электромагниты, реагировали не только на значение, но и на полярность тока на входе. Такую реакцию у электромагнита постоянного тока получают путем использования специальной магнитной цепи, включающей в себя не только маг-нитомягкий магнитопровод, но и постоянный (поляризующий) магнит. Объединение в одной магнитной системе электромагнита с постоянным магнитом и позволяет получить поляризованное реле.

Асинхронные микромашины используют в автоматических и измерительных устройствах в качестве одно- и двухфазных двигателей, тахогенераторов и сельсинов. Рассмотрим особенности работы наиболее часто используемого однофазного асинхронного двигател * .

Компараторы с ОУ. Компаратор (иначе схема сравнения) широко применяется в цифровых измерительных устройствах, преобразователях аналог — код, устройствах автоматики как чувствительный элемент, с помощью которого измеряемое напряжение сравнивается с эталонным. На 3.25, а приведена схема с ОУ для сравнения измеряемого напряжения ипаы с эталонным U3r. Напряжение на выходе достигает максимального значения (соответствующего «1»), когда изме-

Оптоэлектронные устройства широко применяют в вычислительной технике, автоматике, контрольно-измерительных устройствах. В дальнейшем применение этих устройств будет расширяться по мере улучшения их характеристик: надежности, долговечности и температурной стабильности.

Одним из основных недостатков показывающих вольтметров с электромеханическими измерительными механизмами является относительно малое сопротивление цепи вольтметра (5—10 кОм), которое принято называть его входным сопротивлением. Объясняется это тем, что для получения достаточно большого вращающего момента, действующего на подвижную часть измерительного механизма в таких приборах, необходимо,, чтобы токи в катушках ( 12.11, 12.12 и др.) были достаточно большими. Такими вольтметрами нельзя пользоваться при измерении напряжения на резисторе, сопротивление которого соизмеримо с входным сопротивлением вольтметра (см. 12.2).

Аналоговые электроизмерительные приборы преобразуют электрическую входную величину в выходную — угловое или линейное перемещение указателя отсчетного устройства. Часть конструкции средства измерений, состоящая из элементов, взаимодействие которых вызывает их взаимное перемещение, называют измерительными механизмами (ИМ). Для осуществления преобразования измерительные механизмы имеют неподвижную и подвижную части. Измерительный механизм однозначно преобразует подводимую к прибору электромагнитную энергию в механическую энергию перемещения подвижной части измерительного механизма, т. е. потребляет энергию из измеряемой цепи.

Преобразователями напряжения в ток являются до-бавочныые резисторы, включаемые последовательно с измерительными механизмами, входной величиной которых является ток.

Одним из основных недостатков показывающих вольтметров с электромеханическими измерительными механизмами является относительно малое сопротивление цепи вольтметра (5-10 кОм), которое принято назьюать его входным сопротивлением. Объясняется это тем, что для получения достаточно большого вращающего момента, действующего на подвижную часть измерительного механизма в таких приборах, необходимо, чтобы токи в катушках ( 12.11, 12.12 и др.) были достаточно большими. Такими вольтметрами нельзя пользоваться при измерении напряжения на резисторе, сопротивление которого соизмеримо с входным сопротивлением вольтметра (см. 12.2).

Одним из основных недостатков показывающих вольтметров с электромеханическими измерительными механизмами является относительно малое сопротивление цепи вольтметра (5-10 кОм), которое принято назьшать его входным сопротивлением. Объясняется это тем, что для получения достаточно большого вращающего момента, действующего на подвижную часть измерительного механизма в таких приборах, необходимо, чтобы гоки в катушках ( 12.11, 12.12 и др.) были достаточно большими. Такими вольтметрами нельзя пользоваться при измерении напряжения на резисторе, сопротивление которого соизмеримо с входным сопротивлением вольтметра (см. 12.2).

Шунты применяются для расширения пределов измерения измерительных механизмов по току, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую — через измерительный механизм. Шунты имеют небольшое сопротивление и применяются, главным образом, в цепях постоянного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.

Применение шунтов с измерительными механизмами других систем, кроме магнитоэлектрической, нерационально, так как другие измерительные механизмы по-

При работе шунтов с измерительными механизмами на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, так как сопротивления шун-

счетчики с двумя измерительными механизмами, размещенными в одном корпусе и связанными общей осью. В счетчиках для измерения энергии в четырех-проводных трехфазных цепях с общей осью связаны три измерительных механизма.

главным образом в цепях постоянного] тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.

Применение шунтов с электромагнитными, электродинамическими, ферроди-намическими и индукционными измерительными механизмами нерационально из-за сравнительно большого потребления мощности этими механизмами, что приводит к существенному увеличению размеров шунтов и потребляемой мощности. Кроме того, при включении шунтов с измерительными механизмами на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения частоты, так как с изменением частоты сопротивления шунта и измерительного механизма будут изменяться неодинаково.