Электромеханические приборы прямого преобразования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Электромеханические приборы прямого преобразования

1.1 Общие сведения

1.2 Принцип работы приборов

1.3 Шкалы измерительных приборов

2. Магнитоэлектрические механизмы

3. Электромагнитные механизмы

4. Электродинамические механизмы

5. Электростатические механизмы

6. Индукционные механизмы

7. Источники погрешности измерений и методы повышения точности измерений

7.1 Классификация методов

Литература

1. Электромеханические приборы прямого преобразования

1.1 Общие сведения

Электромеханическими приборами прямого преобразования называют приборы, показания которых являются непрерывной функцией изменений измеряемой величины. Эти приборы отличаются относительной простотой, дешевизной, высокой надежностью, разнообразием применения, выпускаются вплоть до класса точности 0,05 и представляют собой важнейшую группу технических средств электрических измерений.

Электромеханические приборы прямого преобразования классифицируют по ряду признаков: по точности (классам точности), назначению (амперметры, вольтметры и т. д.), методу преобразования (прямого, компенсационного, смешанного) и некоторым другим параметрам

1.2 Принцип работы приборов

Электромеханический прибор состоит из двух основных частей: измерительной цепи и измерительного механизма.

Измерительная цепь служит для преобразования измеряемой величины в другую, непосредственно воздействующую на измерительный механизм.

В измерительном механизме электрическая энергия преобразуется в механическую энергию перемещения подвижной части. Обычно применяется угловое перемещение, потому в дальнейшем будут рассматриваться не силы, действующие в приборе, а моменты.

Момент, возникающий в приборе под действием измеряемой величины и поворачивающий подвижную часть в сторону возрастающих показаний, называется вращающим моментом M.

По способу создания вращающего момента (способ преобразования электромагнитной энергии, подводимой к прибору, в механическую энергию перемещения подвижной части) электромеханические приборы разделяются на следующие основные группы:

- магнитоэлектрические;

- электромагнитные;

- электродинамические;

- электростатические;

- индукционные.

Если бы повороту подвижной части ничего не препятствовало, то она при любом значении измеряемой величины, отличном от нуля, повернулась бы до упора. Для того чтобы угол отклонения а зависел от измеряемой величины, в приборе при повороте подвижной части создается противодействующий момент Ма, направленный навстречу вращающему и зависящий от угла поворота.

По способу создания противодействующего момента приборы делятся на две группы:

- с механическим противодействующим моментом;

- с электрическим противодействующим моментом-логометры.

При работе прибора в динамическом режиме, т. е. при перемещении стрелки, кроме рассмотренных ранее статических моментов - вращающего и противодействующего - возникают и другие моменты. Они обусловливаются моментом инерции подвижной части, сопротивлением окружающей среды и вихревыми токами, возникающими при наличии металлических масс и магнитных полей. Несмотря на то, что приборы разных групп по своему устройству существенно различаются, имеется ряд деталей и узлов, общих для всех электромеханических приборов. Корпус прибора защищает измерительный механизм от внешних воздействий, например от попадания в него пыли, а в отдельных случаях - воды и газов. Корпуса чаще всего выполняются из пластмассы. Размеры и форма корпусов весьма разнообразны.

На каждый прибор наносят условные обозначения. Номенклатура, изображение и место расположения их на приборе устанавливаются соответствующими нормативными документами. Как правило, на приборе обозначают: единицу измеряемой величины; класс точности; род тока; товарный знак предприятия-изготовителя; порядковый номер по системе нумерации предприятия-изготовителя или месяц выпуска, а также год изготовления или шифр, его заменяющий.

Для определения числового значения измеряемой величины приборы имеют отсчетные приспособления, состоящие из шкалы и указателя.

1.3 Шкалы измерительных приборов

У стрелочных измерительных приборов имеется шкалы, которые могут быть именованными, т.е. градуированными в единицах измеряемых величин, или условными. Условные шкалы применяют в многопредельных приборах. Чтобы узнать численное значение измеряемой величины по прибору с условной шкалой, надо цену деления шкалы умножить на число делений, отсчитанных по этой шкале до того места, где остановилась стрелка. Напомним, что для нахождения цены деления нужно найти разность между значениями ближайших "оцифрованных" делений и разделить на число делений между ними.

Шкалы приборов бывают нулевые и безнулевые. Нулевые шкалы могут быть односторонними (нуль размещен в начале шкалы) или двухсторонними (нуль размещен между начальной и конечной отметками). В зависимости от положения нуля между конечными отметками двухсторонние шкалы бывают симметричными и несимметричными. На безнулевых шкалах конечные отметки соответствуют нижнему и верхнему пределам измерения.

По характеру зависимости линейных или угловых расстояний между соседними отметками шкалы от измеряемой величины различают равномерные, неравномерные, степенные, логарифмические и другие шкалы. Для точности измерений предпочтительнее равномерная шкала. Шкала считается равномерной, если отношение наибольшего деления к наименьшему не превышает 1,3 при постоянной цене деления.

Рядом со шкалой на лицевой стороне электроизмерительного прибора указывают необходимые маркировочные признаки: единица измеряемой величины; класс точности; номер ГОСТа, в соответствии с которым прибор изготовлен; род тока и число фаз; система прибора; категория защищенности прибора от влияния внешних магнитных или электрических полей; группа прибора по условиям эксплуатации; рабочее положение прибора; испытательное напряжение прочности электрической изоляции токоведущих частей прибора; положение прибора относительно земного магнитного поля (если это влияет на его показания); номинальная частота тока (если она отличается от 50 Гц); год выпуска; тип (шифр); заводской номер и некоторые другие данные.

Шкала прибора обычно представляет собой пластину, имеющую белую поверхность с черными отметками, соответствующими определенным значениям измеряемой величины.

Указатель представляет собой перемещающуюся над шкалой стрелку, жестко скрепленную с подвижной частью прибора. Применяется также световой способ отсчета, который заключается в следующем: на оси подвижной части закрепляется зеркальце, освещаемое специальным осветителем; луч света, отраженный от зеркальца, попадает на шкалу и фиксируется на ней, например! в виде светового пятна с темной нитью посередине; при повороте' подвижной части световой указатель перемещается по шкале.

Световой отсчет позволяет существенно увеличить чувствительность прибора, во-первых, вследствие того, что угол поворота отраженного луча вдвое больше угла поворота зеркальца, а, во-вторых, потому, что длину луча можно сделать весьма большой. Кроме того, при световом отсчете уменьшаются масса и особенно, момент инерции подвижной части. Это позволяет расширить пределы измерения в сторону малых величин и улучшает условия успокоения прибора.

Крепление подвижной части на подвесе применяется в приборах наибольшей чувствительности - гальванометрах. Подвес, подобно растяжке, представляет собой тонкую упругую нить, на которой свободно подвешивается подвижная часть. В приборах на подвесах применяется световой отсчет. Они требуют установки по уровню, поскольку подвижная часть висит свободно, и поэтому даже небольшое отклонение положения прибора от вертикального может вызвать ее затирание.

Необходимая степень успокоения достигается в приборах путем применения специальных устройств, называемых успокоителями.

Применяют магнитоиндукционные, жидкостные и воздушные успокоители. Магнитоиндукционное успокоение создается при движении металлических неферромагнитных деталей подвижной части и магнитном поле постоянного магнита (или электромагнита). Момент успокоения создается при этом в результате взаимодействия магнитных полей магнита и вихревых токов, возникающих в движущихся металлических деталях. Конструктивно магнитоиндукционный успокоитель состоит из тормозного магнита и перемещающегося в его рабочем зазоре крыла, выполняемого обычно из алюминия. Применяют и другие конструкции, например, вместо крыла используют короткозамкнутый виток. Магнитоиндукционные успокоители отличаются простотой конструкции, удобством регулировки и применяются в тех случаях, если поле тормозного магнита не влияет на показания приборов. Идея жидкостного успокоения заключается в следующем. При колебании подвижной части измерительного механизма или ее отдельных деталей в вязкой жидкости вместе с ними колеблется непосредственно соприкасающийся и прилипший к поверхности деталей слой жидкости, тогда как более удаленные слои (Остаются в покое. Благодаря наличию градиента скорости между различными слоями жидкости возникает трение, на которое расходуется нежелательная кинетическая энергия колебаний подвижной части, т. е. создается необходимое успокоение.

На шкалах электромеханических аналоговых приборов наносятся следующие условные обозначения:

- рода тока;

- единицы измеряемой величины;

- рабочего положения прибора;

- класса точности;

- испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отншению к корпусу

- принципа действия ;

- буквенное обозначение прибора.

Таблица 1. Род тока измерительного прибора

Таблица 2. Принцип действия измерительных прибора

Таблица 3. Буквенные обозначения измерительных приборов

Таблица 4. Рабочее положение измерительных приборов

погрешность шкала измерительный прибор

2. Магнитоэлектрические механизмы

Подвижная часть магнитоэлектрического измерительного механизма (рис.1) состоит из прямоугольной катушки (рамки) В. Обмотка рамки из тонкой изолированной медной проволоки наложена на алюминиевый каркас. На рамке укреплены две полуоси - керны, установленные на опорах. На одной из полуосей укреплены стрелка и концы спиральных пружин, через которые ток подводится к обмотке рамки.

Рис.1 Схемамагнитоэлектрического измерительного механизма

Боковые стороны рамки расположены в узком воздушном зазоре А между неподвижным стальным цилиндром Б и полюсными башмаками N `, S`. Сильный постоянный магнит N, S создает в воздушном зазоре однородное радиальное магнитное поле. На боковые стороны обмотки рамки, расположенные в магнитном поле, при наличии тока в обмотке, будет действовать пара сил F, F (рис.2).



Рис.2 Получение вращающего момента в магнитоэлектрическом измерительном механизме

Таким образом, создается вращающий момент, пропорциональный току в рамке,

M=kI

где k - коэффициент пропорциональности.

Под действием этого момента рамка повернется на угол ?, при котором вращающий момент уравновесится противодействующим моментом пружин. Последний пропорционален углу закручивания пружин

Mпр=D?

где D - коэффициент пропорциональности.

Из равенства вращающего и противодействующего моментов

D?=kI

находим выражение угла поворота рамки

из которого следует, что угол поворота пропорционален току.

Ток в катушке измерительного механизма

где C=D/k - постоянная по току, известная для каждого прибора.

Таким образом, измеряемый ток определяется путем отсчета угла поворота рамки и умножения на постоянную прибора. Отсчет угла производится по указательной стрелке и шкале, укрепленной за концом стрелки. Успокоителем называется приспособление, предназначенное для уменьшения времени колебаний подвижной части, возникающих после включения прибора. В магнитоэлектрическом измерительном механизме успокоителем является алюминиевый каркас рамки. При повороте подвижной части изменяется магнитный поток, пронизывающий каркас. В каркасе индуктируются токи, взаимодействие которых с магнитным полем магнита создает тормозной момент, обеспечивающий успокоение.

Рассматриваемый измерительный механизм в связи с малым сечением пружин и проволоки обмотки изготовляется на малые токи 10-100 мА и меньше. При включении магнитоэлектрического измерительного механизма рассмотренной конструкции в цепь переменного тока вращающий момент будет изменяться пропорционально мгновенному значению тока. При таком быстром изменении момента вследствие инерции подвижная часть не успеет следовать за изменением момента и она отклонится на угол, пропорциональный среднему за период значению вращающего момента. При синусоидальном токе среднее значение тока, а следовательно, и момента равно нулю и подвижная часть не отклонится. Таким образом, рассмотренный измерительный механизм пригоден только для измерений в цепи постоянного тока.

3. Электромагнитные механизмы

Принцип действия электромагнитного измерительного механизма основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого проводником с током, и ферромагнитного сердечника.

В настоящее время применяется большое число различных типов электромагнитных приборов, которые различаются по назначению, конструкции ИМ, форме катушек и сердечников и т. д.

В зависимости от инерционности подвижной части или частоты ее собственных колебаний все электромагнитные приборы разделяются на две группы: резонансные и нерезонансные. Резонансные работают только на переменном токе. В нерезонансных приборах момент инерции подвижной части значителен, и смещение подвижной части пропорционально квадрату действующего значения тока.

Обе группы приборов делятся на две подгруппы: поляризованные и неполяризованные. В поляризованных приборах кроме намагничивающей катушки имеется постоянный магнит. Поляризованные нерезонансные приборы не обладают высокой точностью. Из резонансных приборов в основном применяются язычковые герцметры.

В зависимости от характера магнитной цепи нерезонансные приборы разделяются на приборы с магнитопроводом, условно называемым замкнутым, и без магнитопровода. Приборы с магнитопроводом имеют меньшее собственное потребление мощности, но вместе с этим и значительные погрешности из-за потерь в магнитопроводе от вихревых токов и гистерезиса. Приборы без магнитопровода имеют малое собственное магнитное поле и большую зависимость показаний от влияния внешних магнитных полей и позволяют создать приборы высокой точности для работы на постоянном и переменном токе. Эти приборы подразделяются на приборы отталкивающего и втяжного действия. В приборах первого типа расположенные внутри катушки с током ферромагнитные сердечники намагничиваются одноименно и отталкиваются друг от друга.

а) 1 - катушка; 2 - подвижный сердечник; 3 - неподвижный сердечник; 4 - ось; 5 - пружинка; 6 - стрелка; б) 1 - катушка; 2,3 - призматические сердечники; 4 - ось; 5 - пружинка; 6 - стрелка

В приборах второго типа подвижный ферромагнитный сердечник втягивается в магнитное поле катушки с током

а) 1 - плоская катушка; 2 - сердечник; 3 - магнитный шунт; 4 - ось; б) 1 катушка; 2- стержень; 3,5 - полюсные наконечники; 4 - сердечник

В настоящее время чаще других применяют электромагнитные измерительные механизмы с прямоугольными и круглыми намагничивающими катушками, призматическими и цилиндрическими сердечниками.

При прохождении тока J по намагничивающей катушке 1 в результате взаимодействия электромагнитного поля катушки и сердечника возникает вращающий момент МВР, который определяется по формуле

(1)

где L -индуктивность катушки.

Противодействующий момент может создаваться как с помощью спиральных пружинок так и электрическим способом (в электромагнитных логометрах), а успокоение подвижной части механизма осуществляется воздушным или магнитоиндукционным успокоителем.

При создании противодействующего момента с помощью пружинок получим уравнение преобразования электромагнитного прибора

(2)

Из выражения (2) следует, что угол отклонения подвижной части электромагнитного механизма не зависит от направления тока, и эти измерительные механизмы могут использоваться в цепях постоянного и переменного тока. В цепи переменного тока они измеряют действующее значение тока (или напряжения).

Электромагнитный логометр содержит две катушки и два ферромагнитных сердечника, укрепленных на одной оси. Конструкция выполнена так, что при протекании токов J1 и J2 по катушкам движение одного из сердечников увеличивает индуктивность соответствующей катушки, а второго - уменьшает.

Это приводит к тому, что вращающие моменты будут направлены в противоположные стороны, т. е. один момент будет вращающим, а второй - противодействующим. Уравнение преобразования электромагнитного логометрического измерительного механизма можно записать как:

(3)

4. Электродинамические механизмы

Электродинамический измерительный механизм (рис.1 и рис.2) состоит из двух катушек - неподвижной А, имеющей две секции, и подвижной Б, укрепленной на одной оси с указательной стрелкой, крылом В воздушного успокоителя и двумя спиральными пружинами.

При прохождении тока I1 по неподвижной катушке и тока I2 по подвижной катушке между ними возникает электродинамическое воздействие. В результате на подвижную катушку будет действовать пара сил FF (рис.2), т.е. вращающий момент. Поворот подвижной катушки происходит до тех пор, пока вращающий момент не уравновесится противодействующим моментом пружин.

Рис.1 Электродинамический измерительный механизм

При постоянном токе вращающий момент и угол поворота подвижной катушки пропорциональны произведению токов в катушках

?=kI1I2

При переменном токе мгновенный вращающий момент пропорционален произведению мгновенных значений токов, а средний за период вращающий момент и пропорциональный ему угол поворота подвижной катушки определяются произведением действующих значений токов в катушках и косинусу угла сдвига между ними, т.е.

?=kI1I2cos?

По этому углу поворота, как будет показано ниже, определяют значение измеряемой величины.

Отсутствие стали в измерительном механизме, а следовательно, и погрешности от остаточной индукции обеспечивают возможность изготовить эти механизмы для измерений высокой точности.

Для уменьшения погрешностей от внешних магнитных полей, обусловленных слабым магнитным полем измерительного механизма, применяются те же средства, что и для электромагнитных измерительных механизмов.

Рис.2 Получение вращающего момента в электродинамическом измерительном механизме

Слабому магнитному полю соответствует слабый вращающий момент и, следовательно, для получения высокой точности необходимо уменьшить погрешность от трения. Это достигается уменьшением веса подвижной части и безупречной обработкой осей и опор. Кроме того, поперечное сечение пружин и провода подвижной катушки мало, поэтому электродинамический измерительный механизм чувствителен к перегрузке

5. Электростатические механизмы

Принцип действия электростатического измерительного механизма основан на взаимодействии сил, возникающих между двумя разнозаряженными пластинами.

Схемы механизмов различных конструкций показаны на рисунке. На рисунке приведена схема с изменяющейся площадью электродов.

Вращающий момент в приборах электростатической системы определяется уравнением

При работе измерительного механизма на переменном напряжении вращающий момент определяется как:

,

С- емкость между подвижным и неподвижным электродами.

Уравнение шкалы прибора имеет вид:

Приборы электростатического типа имеют высокое входное сопротивление, малую, но переменную входную емкость, малую мощность самопотребления, широкий частотный диапазон. Данные приборы могут использоваться в цепях переменного и постоянного тока. Показания приборов соответствуют среднеквадратическому значению измеряемой величины, и показания не зависят от формы кривой измеряемого сигнала.

Приборы имеют квадратичную шкалу, малую чувствительность из-за слабого электростатического поля и невысокую точность. Кроме того, приборы требуют применения экрана и не исключают возможность электрического пробоя.

6. Индукционные механизмы

Конструктивно индукционный измерительный механизм состоит из одного или нескольких неподвижных электромагнитов и подвижной части, которая обычно выполняется в виде алюминиевого диска, укрепленного на оси. Переменные магнитные потоки, направленные перпендикулярно плоскости диска, пронизывая последний, индуктируют в нем вихревые токи. Взаимодействие потоков с токами в диске вызывают перемещение подвижной части.

По числу магнитных потоков, пересекающих подвижную часть, они могут быть однопоточными и многопоточными. Однопоточные индукционные механизмы в измерительной технике в настоящее время не применяются.

На рис. 1,а показано принципиальное устройство двухпоточного индукционного ИМ. Токи I1 и I2, протекающие по обмоткам электромагнитов 1 и 2, возбуждают в сердечниках 1 и 2 магнитные потоки Ф1 и Ф2, сдвинутые по фазе на угол ?. Эти потоки, пронизывая диск 3, наводят в нем вихревые токи I1,2 и I2,2. Потоки Ф1 и Ф2, пронизывающие диск 3 токи I1,2 и I2,2 в диске показаны на рис. 1,б в виде окружностей.

а) б)

Рис. 1

Взаимодействие потоков с токами в диске создает момент. В первом приближении можно считать, что индуктивное сопротивление диска мало пол сравнению с его активным сопротивлением. В этом случае вращающие моменты от взаимодействия потока Ф1 и тока I1,2, а также потока Ф2 и тока I2,2 будут практически равны нулю.

Вращающие моменты от взаимодействия потока Ф1 и тока I2,2, а также потока Ф2 и токаI1,2 будут практически равны

(1)

Оба этих момента действуют на подвижную часть в одну сторону. Разные знаки у моментов указывают на то, что один контур тока втягивается в поле, а другой - выталкивается из соответствующего поля.

Результирующий момент

;

(2)

где С = С2 С3 + С1 С4; f - частота изменения потоков; y - угол сдвига фаз между потоками.

Выражение (2) для МВР является общим для всех многопоточных индукционных ИМ. Это выражение показывает следующее:

1) для создания вращающего момента необходимо иметь не менее двух переменных магнитных потоков или двух составляющих одного потока, сдвинутых по фазе и смещенных в пространстве;

2) вращающий момент достигает максимального значения при сдвиге фаз между потоками равным 900;

3) вращающий момент зависит от частоты

Достоинства: приборы имеют большой вращающий момент, мало подвержены влиянию внешних магнитных полей и имеют большую перегрузочную способность.

Недостатки: следует отнести невысокую точность, большое самопотребление, зависимость показаний от частоты и температуры

Применяются для измерения электрической энергии (активной и реактивной) в цепях переменного однофазного и трехфазного токов (в настоящее время наиболее применимы цифровые устройства измерения мощности)

7. Источники погрешности измерений и методы повышения точности измерений

Погрешность результата измерения имеет много составляющих, каждая из которых обусловлена различными факторами и источниками. Типичный подход к анализу и оцениванию погрешностей состоит в выделении этих составляющих, их изучении по отдельности и суммировании по принятым правилам. Определив количественные параметры всех составляющих погрешности и, зная способы их суммирования, можно правильно оценить погрешность результата измерений и при возможности скорректировать его с помощью введения поправок.

Ниже приводятся некоторые источники появления погрешностей измерений:

* неполное соответствие объекта измерений принятой его модели;

* неполное знание измеряемой величины;

* неполное знание влияния условий окружающей среды на измерение;

* несовершенное измерение параметров окружающей среды;

* конечная разрешающая способность прибора или порог его чувствительности;

* неточность передачи значения единицы величины от эталонов к рабочим средствам измерений;

* неточные знания констант и других параметров, используемых в алгоритме обработки результатов измерения;

* аппроксимации и предположения, реализуемые в методе измерений;

* субъективная погрешность оператора при проведении измерений;

* изменения в повторных наблюдениях измеряемой величины при очевидно одинаковых условиях и другие.

Группируя перечисленные выше и другие причины появления погрешностей измерений, их можно разделить на погрешности метода измерений, средств измерений (инструмента) и оператора, проводящего измерения. Несовершенство каждого этого компонента измерения вносит вклад в погрешность измерения. Поэтому в общем виде погрешность можно выразить следующей формулой:

?X = ?м + ?и + ?л

где ?м - методическая погрешность (погрешность метода); ?и - инструментальная погрешность (погрешность средств измерений); ?л - личная (субъективная) погрешность.

Основные причины возникновения инструментальной погрешности приведены в разделе о средствах измерений.

Методическая погрешность возникает из-за недостатков используемого метода измерений. Чаще всего это является следствием различных допущений при использовании эмпирических зависимостей между измеряемыми величинами или конструктивных упрощений в приборах, используемых в данном методе измерений.

Субъективная погрешность связана с такими индивидуальными особенностями операторов, как внимательность, сосредоточенность, быстрота реакции, степень профессиональной подготовленности. Такие погрешности чаще встречаются при большой доле ручного труда при проведении измерений и почти отсутствуют при использовании автоматизированных средств измерений.

7.1 Классификация методов

Одной из основных задач, которую приходится решать при проектировании нового средства измерения, является задача обеспечения заданных метрологических характеристик, и в частности погрешностей аналоговых измерительных приборов (АИП). Погрешность АИП состоит из многих составляющих с различными характеристиками. Для того чтобы улучшить какие-то характеристики АИП необходимо иметь избыточность по другим характеристикам средства измерения.

На практике для улучшения точностных характеристик средства измерения чаще всего используется избыточность его по чувствительности, быстродействию и энергообмену с объектом измерения. В общем виде погрешность средства измерения, приведенную к выходу, можно записать в виде

(1)

где- соответственно реальная и номинальные характеристики преобразования средстваизмерения, а (•) - параметры характеристики преобразования; t--время; ? - влияющие факторы; ? - ненормативные параметры сигнала х.

В нелинейном средстве измерения обычно выделяют три составляющие погрешности - нелинейности ?Н(х), аддитивную ?А и мультипликативную ?М. В этом случае значение погрешности средства измерения, приведенное к выходу, можно записать

(2)

Каждая из составляющих погрешностей в общем случае должна рассматриваться как случайный процесс с определенными характеристиками, которые и определяют эффективность применения различных способов уменьшения погрешностей в АИП.

Классифицировать способы уменьшения погрешностей можно по различным признакам, например по использованию информации о процессах и погрешностях они могут быть разделены на следующие группы: а) способы с использованием информации о сигналах; б) способы с использованием информации о погрешностях; в) способы инвариантные к свойствам сигналов и погрешностей.

В свою очередь, конкретные способы эффективны для уменьшения определенных составляющих общей погрешности средств измерений. В АИП наибольшее применение нашли структурные методы уменьшения погрешностей. В основе этих способов лежит принцип инвариантности (многоканальности). Под инвариантностью понимают компенсацию возмущений, т. е. достижение полной или частичной независимости выходного сигнала средства измерения от дестабилизирующего фактора. В таких средствах измерения помимо основного канала преобразования создается второй канал передачи информации. Выходная величина средства измерения образуется в результате вычитания соответствующих величин основного ОК и вспомогательного ВК каналов (рис. 1). Для такого средства измерения можно записать

(3)

где - операторная запись значений выходного сигнала в основном и вспомогательном каналах; - передаточные коэффициенты каналов по информативному сигналу; - передаточные коэффициенты по дестабилизирующему фактору; - операторная запись входного и дестабилизирующего сигналов. Выходной сигнал такого средства измерения.

(4)



Рис. 1

При равенстве передаточных коэффициентов по дестабилизирующему сигналу обоих каналов получим

(5)

т.е. дестабилизирующий фактор влиять на средства измерения не будет. Подобный прием используется, например, в дифференциальных преобразователях и электромеханических механизмах с астатированием. Для уменьшения погрешностей аналоговых применяются способы стабизации реальной характеристики преобразования, компенсации и коррекции погрешностей, фильтрации процесса погрешностей и помех. Также широко применяются способы конструктивно-технологической группы.

Литература

1. Кравцов А.В. Электрические измерения. /А.В. Кравцов. - М: Агропромиздат, 1988. - 240 с.

2. R. Puutsepp, Elektrimootmised, Tallinn 2005

3. Алиев Т.М. Измерительная техника /Т.М. Алиев, А. А. Тер-Хачатуров. М: Высш. шк., 1991.- 384 с.

4. Тартаковский Д.Ф. Метрология, стандартизация и технические средства измерений/Д.Ф. Тартаковский, А.С. Ястребов. - М: Высш. шк., 2002. 208 с.

5. Метрология, стандартизация и измерения в технике связи /Б.П. Хромой ; под ред. Б.П. Хромого. - М: Радио и связь, 1986. - 476 с.

6. Основы метрологических измерений / Б.Я. Авдеев ; под ред. Е.М. Душина. Л: Энергоатомиздат, 1987. - 480 с.

Размещено на Allbest.ur

...