Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
Образцовыми мерами переменной индуктивности служат вариометры, представляющие собой две последовательно соединенные катушки, одна из которых подвижная.
134
Образцовые меры постоянной (до 0,01 мкФ) и переменной (до 0,001 мкФ) емкостей изготовляют в виде воздушных конденсаторов, образцовые меры большей емкости — из конденсаторов, в которых в качестве диэлектрика используется слюда.
Набор образцовых катушек индуктивности и конденсаторов различных номинальных значений образуют магазины индуктив-ностей и емкостей.
5.9. Компенсационный метод измерения
Компенсационный метод применяется для измерения малых ЭДС и напряжений в цепях постоянного тока, например ЭДС термопары, и градуировки электроизмерительных приборов.
Принципиальная схема цепи для измерения малых ЭДС Ex компенсационным методом показана на рис. 5.18, где ЕИшЭ — ЭДС нормального элемента, представляющего собой гальванический элемент (см. рис. 2.10) с насыщенным или ненасыщенным раствором серно-кислого кадмия. Значения ЭДС насыщенных (ненасыщенных) нормальных элементов высшего класса точности 0,0005 (0,002) при 200C находятся в пределах 1,0185—1,0187.В (1,0188—1,0196 В) при токе не более 1 мкА. При меньшей точности ненасыщенные элементы имеют меньшее внутреннее сопротивление (около 300 Ом) и меньшую зависимость ЭДС от температуры.
Сначала производится калибровка рабочего тока. Для этого переключатель 77 устанавливают в положение 7 и перемещением движка реостата 7?р добиваются отсутствия тока в гальванометре G, т. е. равенства
где R0 — сопротивление образцового резистора.
Затем измеряется ЭДС Ex. Для этого переключатель 77 переводится в положение 2 и вновь добиваются отсутствия тока в гальванометре перемещением движка образцового реостата, т.е. равенства
Ucd - RoI= E1
(5.17)
где Rbc — сопротивление образцового реостата на участке Ь—с.
или с учетом (5.17)
UtC = RbJ- Ex
Н.Э 5
Рис. 5.18
135
Устройства, реализующие компенсационный метод измерения, называются потенциометрами.
Основные достоинства потенциометров — отсутствие отбора энергии от объекта измерения и высокий класс точности (до 0,001).
Основной недостаток — измерения только в цепях постоянного тока малой мощности.
5.10. Электрические измерения неэлектрических
величин
Электрические приборы для измерений неэлектрических величин состоят из двух основных частей: измерительного преобразователя (датчика) значения неэлектрической величины в пропорциональное значение электрической величины и средства измерения значения электрической величины. Различают параметрические и генераторные измерительные преобразователи.
Параметрические измерительные преобразователи. Такие устройства преобразуют значение измеряемой неэлектрической величины в значение параметра одного из пассивных элементов (резистивного, индуктивного, емкостного) электрической цепи. Для их работы требуется дополнительный источник электрической энергии.
В реостатных преобразователях используется зависимость сопротивления участка провода, длину которого определяет положение подвижного контакта, зависящее от координаты контролируемого объекта. Их применяют для преобразования неэлектрических величин (например, давления) в линейные перемещения.
В термочувствительных преобразователях (терморезисторах) используется зависимость сопротивления проводника или полупроводника от температуры.
По режиму работы различают преобразователи перегревные и без преднамеренного нагрева.
В преобразователях без преднамеренного нагрева ток терморезистора мал и его температура определяется температурой среды. Такие преобразователи используют для измерения температуры.
При температуре от -260 до 1100 °С применяют терморезисторы из платиновой проволоки; от -200 до 200 °С — из медной проволоки; от -60 до 120 °С — на основе полупроводников.
В перегревных преобразователях ток терморезистора вызывает его сильный нагрев. Эти преобразователи применяют для измерения скорости движения газового потока (термоанемометры), степени разреженности газа (вакуумметры), состава газовых смесей (газоанализаторы) и т.д.
В индуктивных преобразователях используется зависимость индуктивности или взаимной индуктивности катушек от координат
136
взаимного расположения элементов магнитной цепи. Например, зависимость индуктивности катушки от линейного перемещения в ней сердечника L(x) или взаимной индуктивности двух соосно расположенных катушек от расстояния между ними Міх). Для измерения индуктивных параметров преобразователя применяют мосты синусоидального тока (см. подразд. 5.8).
В емкостных преобразователях используется зависимость емкости С конденсатора (1.11) от взаимного расположения его обкладок С=f\(х) и от относительной диэлектрической проницаемости є, диэлектрика между ними C = f2(er). Зависимость C = fx(x) применяется для измерения линейных и угловых перемещений, зависимость C=f2(er) — для измерения влажности вещества, толщины изделия из диэлектрика и т.д. Для измерения емкости измерительных преобразователей применяются мосты синусоидального тока (см. подразд. 5.8).
