Раздел: Документация

0 ... 37 38 39 40 41 42 43 ... 47

Если механические измерительные усилители работают на законах пневматики и гидравлики, то применяемые в электроизмерительной технике электронные измерительные усилители построены на усилительных радиоэлементах, в качестве которых применяют транзисторы н иитегра ньиые микросхемы, рапсе - электронные лампы.

Усилитель измерительный может быть составной частью измерительного прибора илн иметь отдельное конструктивное исполнение. В зависимости or характера сигналов, подлежащих усилению, различают усилители постоянного напряжения илн усилители переменного напряжения. Уснлнтети измерительные применяются главным образом в электронных вольтметрах, осциллографах и измерительных мостах.

К измерительным усилителям предъявляются следующие основные требования: малый отбор тока нлн мощности от измеряемой цепн, т. е. высокое входное сопротивление; достаточная выходная мощность; малые отклонения частотно» характеристики; малый дрейф; нечувствительность к помехам и колебаниям напряжения питания; высокая надежность и простота технического обслуживания.

Усилитель неременного напряжения - усилитель, в схеме которого связь между активными радиоэлементами осуществляется /?С-це-почкамн, колебательными контурами, кварцевыми резонаторами пьезо- нлн магннтомехаипческимн фильтрами.

Элементы связи определяют нижнюю и частично верхнюю граничные частоты. Если нижняя п верхняя граничные частоты далеко отстоят друг от друга, то говорят о широкополосном усилителе переменного напряжения; сети они расположены близко друг к другу, то это-селективный усилитель переменного напряжения. В качестве усилителя переменного напряжения могут быть использованы дифференциальный нли операционный усиштели с соответствующими внешними связями.

Усилитель постоянного напряжения - усилитель с непосредственной связью, т. е. без конденсаторов и трансформаторов в цепях передачи сигнала, и нижней граничной частотой около 0 Гц.

Усилитель постоянного иапряжеиия прнгодеп ддя усиления переменных напряжений п предстах верхней граничной частоты, а также статических пли медленноменяющихся процессов. Непосредственная (прямая) связь между усилительными каскадами ведет к неустойчивому усилению. Изменения параметров влияющих величин (напряжения питания, температуры) могут вызвать появление сигнала на выходе усилителя. Для устранении этих помех применяются глубокая отрицательная обратная связь дифференциальная схема усиления, операционные усилители. В качестве измерительного усилителя в осциллографе, я также в усилите 1Ьных вольтметрах постоянного напряжения п универсальных применяются исключительно усилители постоянного напряжения.

Усилитель с внбропреобразователем - специальный тип усилителя постоянного напряжения для стабильного усиления малых значений измеряемых сигналов.

Данный тип усилителя используется совместно с вибропреобразователем электрических нли механических величин, на выходе которого формируется сигнал, как правило, очень малой амплитуды, пропорциональный измеряемой величине. Этот сигнал усиливается и после измерительного вынрямлеиня подается на индикатор.

Для реализации принципа вибропреобразовапня применяются ре-ленные прерыватели, диодные н транзисторные схемы, а также

конденсаторы в режиме «заряд-разряд». Построение схемы электрометра, предназначенного для измерения напряжений в мнл-ливольтовом диапазоне, на электронных лампах обеспечивает входное сопротивление от I0;J до 10" Ом, конденсаторы в режиме «заряд - разряд» дают значение этого сопротивления до 101S Ом. Техническая сложность реализации таких схем относительно высока.

Усилитель селективный (также узкополосный усилитель) - усилитель переменного напряжения, имеющий узкую частотную характеристику.

Усилитель селективный характеризуется малой шириной полосы пропускания и обладает избирательным свойством. Избирательность обеспечивается применением колебательного контура нлн связанных контуров (полосовой фильтр), электромеханических фильтров или комбинации полосовых RC-фильтров в качестве каскадов прямого канала нлн цепн обратной связи.

Условие отключения - критерий при испытаниях мер зашиты от прохождения опасных электрических токов с помощью защитных проводников (плавких предохранителей).

Условия измерений - внешние условия и влияющие величины, оказывающие случайное или регулярное воздействие на измеряемые величины н результат измерения.

Чтобы результаты измерений можно было сравнивать и/или их обрабатывать статистическими методами статистической обработки, должно быть обеспечено проведение измерений при одинаковых условиях и независимо друг от друга. Встречающиеся на практике условия проведения эксперимента лежат между двумя крайними случаями: с одной стороны, условия повторения и. с другой стороны, условия сравнения.

Условия номинальные - устаревшее наименование условий применения (эксплуатации).

Условия повторения - условия измерений в данном месте измерений.

Выполнение ус.допий повторения необходимо при сравнении результатов измерении тех же самых величин, полученных в одинаковых рабочих условиях, разделенных достаточно коротким промежутком времени, с использованием одних и тех же методов и средств измерении, одним и тем же наблюдателем и в той же самой лаборатории. При этом систематическая погрешность не обнаруживается. Рассеяние значений, получаемых в условиях повторения, оказывается меньше, чем в условиях сравнения.

Условия применения (эксплуатации) (номинальный диапазон изменения влияющих величин) -условия, которые должны соблюдаться прн эксплуатации средства измерений в соответствии с его типом, конструктивным исполнением и эксплуатационным назначением (например, нормальные условия). Условия применения указываются изготовителем в эксплуатационной документации.

Условия равновесия моста - общие условия, прн которых выходной сигнал измерительного моста обращается в нуль.

В самом общем случае схему измерительного моста образуют четыре (комплексных) полных сопротивления(рнс. 207).

Мостовая гхема находится в состоянии равновесия, если выходной сигнал, индуцируемый нуль-индикатором (напряжение «со или ток icn), равен нулю. Это состояние нмеет место при равенстве отноше-16*243

---

ннн наименьших сопротивлений обоих делителей напряжения:

1

К ~ к

Отсюда для абсолютных значений полных сопротивлений следует

- = ~ н для их углов <Pi-гр2=Ч;з-ф*- Равновесие моста перемен-

ного тока возможно только в том случае, если уравновешиваюшпн орган обеспечивает одновременно условия равновесия как по абсолютному значению, так и но фазе. В мостовых схемах постоянного тока вместо полных сопротивлений используются (безреактивные) активные сопротивления Здесь достаточно уравновешивания по абсолютному значению:

/?i R3 R2 Ra

Равновесие моста, измеряющего частоту, обеспечивается прн совпадении измеряемой и собственной частот.

Условия эксперимента (см. Условия измерений). Z< С 2г.Успокоение вихревыми тока-

ми (см. Успокоение индукционное) .

gУспокоение жидкостное (см.

-° Успокоитель камерный).

Успокоение индукционное (торможение вихревыми токами) - демпфирующее устройство, (.Z3,y>3) В (Z,yv)тормозящий эффект которого ос-

нован на законе электромагнитной индукции.

Рнс. 207. Условия равновесияИзвестно, что в движущемся

измерительного моста3 магнитном поле проводнике на-

водится напряжение (ЭДС). Если проводник имеет замкнутый контур, то в нем появляется ток. По закону Ленца наведенное напряжение создает свое магнитное поле, стремящееся компенсировать первоначальное. Так как причиной этого является движение проводника, то возникающие в нем вихревые токи оказывают иа его движение тормозящее воздействие.

В зависимости от конструктивного исполнения детали, в которой индуцируются тормозящие токи, различают дисковые, рамочные и катушечные демпферы (см. Самодемпфирование катушки).

Успокоение рамки - индукционное успокоение подвижной (вращающейся) рамки измерительного механизма.

В измерительных приборах, имеющих подвижные катушки, успокоение колебаний осуществляется с помощью магнитного поля, создаваемого элементами неподвижной части измерительного механизма. Это поле, воздействуя на рамку как на короткозамкнутый виток, индуцирует в пей напряжение н вихревые токи, обусловливающие возникновение тормозящего момента (рнс. 208).

Успокоение с использованием диска - индукционное успокоение с использованием немагнитного металлического диска.

Диск (часть диска) нз алюминия нли меди закреплен па оси подвижной части измерительного механизма и перемещается между полюсами неподвижного сильного постоянного магнита (рнс. 209)". Прн этом на диске навотнтся напряжение и возникают вихревые токи, магнитное поле которых, взаимодействуя с полем магнита, оказывает тормозящее воздействие на диск, а следовательно, и па подвижную часть измерительного механизма.

Успокоитель воздушный камерный (см. Успокоитель камерный).

Успокоитель камерный-разновидность механического демпфирующего устройства.

Рис. 208. Успокоение рамки индукционное (в магнитоэлектрическом измерительном механизме):

/ - ось измерительного механизма: 2 - рамочная обмотка подвижной катушки; 3- полюсные изконечникн магнита измерительного механизма

Рис. 209. Успокоение с помощью диска индукционное

/ - ось подвижного органа; 2 - диск успокоителя; 3-постоянный магнит успокоителя

Па оси подвижной части измерительного механизма жестко закреплен легкий алюминиевый флажок, который прн повороте подвижной части перемещается в демпфирующей камере преимущественно прямоугольного сечения. При движении флажка воздух перемещается через зазор между флажком н стенками камеры из одной ее части в другую, создавая тормозящий момент, который тем больше, чем выше скорость движения флажка (воздушный успокоитель) (рис. 210).

В тех приборах, работа которых сопровождается значительными вращающим и противодействующим моментами нлн быстрыми колебаниями, демпфирующая камера выполняется герметичной и заполняется специальной малонысыхающей жидкостью (масло, глицерин) (жидкостной успокоитель).

Установка измерительная - стационарная установка, содержащая одно или несколько измерительных устройств.

Устройство возвратное - элемент конструкции измерительного механизма.

Устройство возвратное создает механический возвратный момент М,„ который зависит от отклонения подвижного органа. Возвратный момент оказывает воздействие на подвижный орган н в момент соответствия положения последнего значению измеряемой величины уравновешивает вращающий момент, образованный измеряемой величиной Мт=Мь. Прн отсутствии измеряемой величины возвратное

---

устройство обеспечивает нулевое положение (а следовательно, и нулевое показание) подвижного органа. Во многих случаях возвратное устройство выполняет роль токонодвода к подвижному органу.

Устройство возвратное не должно допускать эластичных деформаций, в нем должны отсутствовать яплення старения и зависимость свойств от температуры. Для уменьшения влияния перечисленных явлений прнмсняю1ся две пружины с противоположным направлеии-

Рис. 210. Успокоитель камерный:

J - ось подвижного органа; 2 - демпфирующая камера; Я - демпфирующий флажок

Рнс. 211. Устройство возвратное. Уравновешивание вращающего момента при креплении подвижного органа на осевых опорах (кернах) (а) и ленточных растяжках (б): АТт - механически!) возвратный (противодействующий) момент; Л! - вращающий момент подвижного органа: / - рамка подвижного орпна: 2 - спиральнан пружина; 3 - ленточные расткжки (сильно увеличено)

ем закрутки. Материал возвратного устройства должен бить немагнитным, коррозионно-стонкпм, иметь хорошую электрическую проводимое (сплавы с благородными металлами, фосфористая бронза) (рпс. 211).

Механический вращающий момент обеспечивается закручиванием спиральных пружин нли ленточных растяжек, а также использованием магии гного илн электродинамического взаимодействия. Спиральные пружины применяются во всех случаях использования осевой опоры подвижной части измерительного механизма на кернах. В случае иснользоваинч подвески подвижной части на ленточных растяжках последние предварительно закручиваются, вследствие чего создают возвратный момент. В измерительных механизмах электромагнитной системы с вращающимся магнитом в качестве возвратного устройства используют поле постоянного магнита. Логометры не имеют механических возвратных устройств; противодействующий крутящий момент создается вследствие электродинамического взаимодействия.

Устройство декодирующее (см. Цифро-аналоговый преобразователь).

Устройство дли разложения вектора иа составляющие (см. Ре-зельвер).

Устройство измерительное - совокупность средства измерений и вспомогательных устройств для решения измерительной задачи.

Устройство измерительное состоит из отдельного измерительного прибора илн нескольких взаимодействующих средств измерений и дополнительных устройств. Они осуществляют на основе определенного принципа измерений выбранный метод измерения. Если совместное функционирование входящих в состав измерительного устройства приборов обеспечивается объединяющим характером измерительной задачи и программным управлением с помощью микропроцессора (мнкроЭВМ), то говорят об измерительной системе. При необходимости понятия «измерительная установка» и «измерительная аппаратура» могут быть разграничены.

Устройство индикации - составная часть средства измерений, предназначенная для считывания значений измеряемой ве шчины.

Устройство индикации может иметь различные формы. Различают главным образом аналоговую и цифровую формы индикации.

Устройство печатающее - устройство для регистрации буквенно-цифровых знаков и символов, конструктивно оформленное в виде отдельного прибора или составной части печатающего измерительного прибора.

Средч механических печатающих устройств имеются устройства, регистрирующие информацию путем поочередного печатания символов в строку и столбец (2-10 знаков в секунду), и устройства с построчной регистрацией, формирующие и печатающие единовременно целую строку (1500 знакоз в секунду).

Немеханические печатающие устройства (например, термические, лазерные печатающие устройства н ксероксы) обеспечивают более высокую скорость регистрации (до 50 000 знаков в секунду). Если измерительная информация поступает в таком количестве, что механические печатающие устройства не успевают с пен справляться, то прибегают к запоминающим устройствам (например, измерительные приборы с регистрацией в цифровом коде).

Ф

Фазовый угол - характеристика состояния (фаза) переменной величины в определенный момент времени.

У синусоидальных величин фазовый угот <р является аргументом л

синусоидальной функции x=xsinqx Фазовый угол в начальный момент времени (начало отсчета времени), т. е. прн 1=0, называют нулевым (или начальным) фазовым углом (j. Если енгиат состоит из нескольких синусоидальных процессов, то разность начальных фазовых углов образует результирующий угол сдвига фазы. Значение фазового угла может быть определено посредством осциллографа (ем. Измерение фазового угла осциллографическое).

Фазовый эллипс - осциллограмма при измерении фазового угла посредством одноканального осцидлографа.

Фактор отклонения (см. Коэффициент отклонения).

Фигура Лиссажу - изображение колебаний, возникающее на экране осциллографа прн нодаче на входы X и У даух сигналов с постоянным отношением частот.

Фигуры Лиссажу непользуются в технике электроизмерений для сравнения частот (измерения) и измерения угла сдвига фаз между двумя сигналами при помощи электронного осциллографа.

0 ... 37 38 39 40 41 42 43 ... 47