ЗНАКОМСТВО С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ИЗМЕРЕНИЯМИ

September 13, 2012 by admin Комментировать »

Приборы магнитоэлектрической системы

Для непосредственного отсчета значений токов, напряжений и сопротивлений в измерительных приборах, например в авометрах, используют стрелочные измерители тока. Видны измерений при этом разные, а индикатор, по отклонению стрелки которого оценивают ту или иную электрическую величину, один. В качестве таких индикаторов обычно используют приборы так называемой магнитоэлектрической системы, обладающие но сравнению с электроизмерительными приборами других систем более высокой чувствительностью и имеющие равномерную шкалу.

Внешний вид одного из приборов магнитоэлектрической системы — микроамперметра М24 и схематическое устройство измерительного механизма этой системы показаны на рис. 1. Основным элементом измерительного механизма является рамка. Ее обмотка намотана изолированным проводом на прямоугольном каркасе из тонкого картона, пропитанного лаком, или фольги. Удерживаясь на полуосях — кернах, рамка может поворачиваться в зазоре между полюсами сильного постоянного магнита и цилиндрическим сердечником. В этом зазоре создается равномерное магнитное поле, являющееся непременным условием равномерности шкалы прибора. На рамке закреплена легкая стрелка. Выводами обмотки рамки служат тонкие спиральные пружины, удерживающие ее в исходном положении, при котором стрелка находится йапротив нулевой отметки шкалы.

Когда в обмотке рамки появляется постоянный ток, вокруг нее возникает магнитное поле, которое вступает во взаимодействие с магнитным полем постоянного магнита. При этом рамка стремится повернуться на полуосях так, чтобы полюсы ее магнитного поля оказались напротив полюсов постоянного магнита противоположной полярности. Чем больше ток, текущий через рамку, тем сильнее ее магнитное поле, тем больше усилие, поворачивающее ее, а вместе с ней и стрелку вокруг оси. Как только ток в рамке и ее магнитное поле исчезают, рамка со стрелкой возвращается в исходное (нулевое) положение. Таким образом, магнитоэлектрический прибор является ни чем иным,’ как преобразователем постоянного тока в механическое усилие, поворачивающее рамку. О силе этого тока судят по углу поворота рамки.

Независимо от типа прибор магнитоэлектрической системы является измерителем только постоянного (или постоянной составляющей) пульсирующего тока. Чтобы он стал измерителем переменных токов и напряжений, а также

Рис. 1. Магнитоэлектрический прибор М24 и устройство его измерительного механизма

сопротивлений, эти измеряемые величины необходимо предварительно преобразовать в пропорциональные им постоянные или пульсирующие токи.

Достаточно полную информацию о приборе дают символические обозначения на его шкале. Изображение подковообразного магнита с зачерненным прямоугольником между его полюсами (рис. 2, а)—это обозначение прибора магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой. Рядом — прямая горизонтальная черточка, говорящая о том, что прибор предназначен для измерения постоянного тока. Число внутри пятиконечной звезды (рис. 2, б) указывает максимально допустимое испытательное напряжение (в киловольтах), которое может выдержать изоляция прибора.

Еще одно число характеризует класс точности прибора. Класс точности· — это численное значение наибольшей возможной погрешности ирибора, выраженное в процентах от конечного (наибольшего) значения шкалы. Например, микроамперметр на ток 100 мкА класса точности 1,5 при измерении может дать ошибку 1,5 мкА (1,5% от 100 мкА). Для радиолюбительских измерений можно использовать микроамперметры классов точности 1—2,5.

На шкале прибора может быть изображен и знак в виде двух взанмнЬ перпендикулярных линий (рис. 2, в) или П-образной скобы. Первый из них указывает на то, что прибор предназначен для работы в вертикальном положении, второй — в горизонта 1Ьном. Если же этих знаков нет, прибор может работать как при вертикальном, так и при горизонтальном положениях шкалы.

Существуют два основных электрических параметра, по которым судят о возможном применении прибора: ток полного отклонения стрелки 1и, т. е. ток, при котором стрелка отклоняется до конечной отметки шкалы, и сопротивление рамки RH. О значении первого из этих параметров говорит сама шкала. Так, если это микроамперметр (в центре шкалы — буквы μΑ) и возле конечной отметки шкалы стоит число 100, то ток полного отклонения стрелки равен 100 мкА. Значение второго параметра, выраженное в омах, часто указывают в средней части шкалы. Чем меньше ток полного отклонения стрелки, тем, как правило, больше сопротивление рамки прибора.

В распоряжении радиолюбителя может оказаться прибор магнитоэлектрической системы, использовавшийся ранее в вольтметре или амперметре переменного тока, частотомере или каком-либо другом измерительном приборе. Если основные параметры прибора (1и и RH) соответствуют заданным, такой прибор также можно использовать для измерительной лаборатории радиолюбителя.

Измерить параметры 1и и RH неизвестного прибора можно по схеме, изображенной на рис. 3. Для этого потребуются: образцовый микроамперметр РА0 (желательно класса 0,1—0,5, в крайнем случае — авометр, включенный на предел измерения тока до 1 … 10 мА), переменный резистор R сопротивлением

5..    . ЮкОм, гальванический элемент 332 или 343 и постоянный резистор, называемый в данном случае добавочным. Роль добавочного резистора R4 весьма ответственная: он должен ограничивать ток в цепи, в которую включается неизвестный (проверяемый) прибор, и тем самым защищать его от перегрузок.

Если при подключении источника питания ток в цепи окажется значительно больше тока 1н проверяемого прибора, то его стрелка, резко отклоняясь за пределы шкалы, может погнуться, а если ток очень большой, то может сгореть обмотка рамки.

Сопротивление добавочного резистора можно рассчитать, пользуясь законом Ома (I = U/R). Поначалу для страховки следует полагать, что 1и проверяемого прибора не превышает 50 мкА. Тогда при напряжении источника питания 1,5 В (один элемент G) сопротивление добавочного резистора должно быть около 30 кОм (Ra=U/I = 1,5 В/0,00005 А=30 кОм).

Проверяемый измерительный прибор РАП, образцовый микроамперметр РА0, переменный резистор R и добавочный резистор Кд соединяют последовательно.

Рис. 3. Схема измерения основных Рис. 4. Схемы измерения силы тока параметров прибора магнитоэлектрив электрических цепях ческой системы

Проверив, нет ли ошибки в полярности соединения зажимов приборов, устанавливают движок переменного резистора R в положение, соответствующее наибольшему сопротивлению (по схеме — крайнее нижнее), и только после этого включают в цепь гальванический элемент G. Стрелки обоих приборов должны отклониться. По мере уменьшения введенного в цепь сопротивления переменного резистора R стрелки приборов будут удаляться от нулевых отметок шкал. Заменяя добавочный резистор резисторами меньших номиналов и изменяя движком сопротивление переменного резистора, надо создать в цепи такой ток, при котором стрелка проверяемого прибора установится точно напротив конечной отметки шкалы. Значение этого тока, отсчитанное по шкале образцового микроамперметра, и будет током 1и проверяемого прибора.

Затем параллельно проверяемому прибору подключают шунтирующий его переменный резистор Rm (на рис. 3 показан штриховыми линиями) сопротивлением 1,5… 3 кОм и с его помощью добиваются, чтобы ток через проверяемый прибор РАН уменьшился вдвое. При этом общее сопротивление измерительной цепи несколько уменьшится, а ток увеличится. Затем с помощью переменного резистора R устанавливают по образцовому микроамперметру начальный ток б цепи, а резистором Rm добиваются того, чтобы стрелка прибора РАП установилась точно напротив средней отметки шкалы. Тогда R* проверяемого приСоря будет равно сопротивлению введенной части резистора RmЭто сопротивление измеряют омметром.

Желательно, чтобы ток 1и микроамперметра, используемого для приборов описываемой лаборатории, был не более 200 мкА, а его шкала — возможно большей. С таким прибором удобнее работать, у него выше точность отсчета показаний. Относительно малый ток 1и и достаточно большую шкалу имеют, например, микроамперметры М24, М265, М900 и некоторые другие.

Источник: Борисов В. Г., Фролов В. В., Измерительная лаборатория начинающего радиолюбителя.— 3-е изд., стереотип. — М.: Радио и связь, 1995.— 144 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1213).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты