Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Схеми заміщенняСхеми заміщення реальних котушок індуктивності, обмоток, соленоїдів. Індуктивність — це фізична величина, яка характеризує властивість електротехнічних пристроїв (котушок, обмоток, дроселів, соленоїдів тощо) нагромаджувати енергію в магнітному полі під час проходження по них електричного струму. У реальних котушках, обмотках, соленоїдах, крім нагромадження енергії в магнітному полі, відбувається втрата електричної енергії на нагрівання, тому вони характеризуються двома параметрами: індуктивністю і активним опором. На рисунку 7.15 наведено послідовну, а на рисунку 7.16 — паралельну схему заміщення реальної котуш- ки чи обмотки. Добротність котушки Q— це параметр, який характеризує ступінь наближення реальної котушки до ідеальної і обчислюється за формулою: Q=ωLx/Rx (7.22)
Схеми заміщення реальних конденсаторів. Ємність — це фізична величина, яка характеризує здатність фізичних тіл нагромаджувати електричний заряд. Реальний конденсатор, крім ємності, характеризується втратами енергії і тому має схему заміщення з двох ідеальних елементів: ідеальних ємнісного та резистивного, які можуть з'єднуватися або послідовно (рис. 7.17) — послідовна схема заміщення, або паралельно (рис. 7.18) — паралельна схема заміщення. Параметри схеми заміщення (Сх та Gх для паралельної і Сх та Rх для послідовної) вимірюють у більшості випадків за допомогою мостів змінного струму. Для конденсаторів з великими втратами доцільно застосовувати першу схему (див. рис. 7.17), а для конденсаторів з Рисими втратами — другу (див. рис.7.18).
Мости змінного струму Застосування мостів для вимірювання параметрів конденсаторів. Міст (рис. 7.19) врівноважують, змінюючи ступенями ємність послідовно за декадами, починаючи зі старшої і закінчуючи молодшою. Після зрівноваження моста вихідні напруги вимірювальних перетворювачів Uх і Un стануть однаковими:
Uх= Un (7.23) Виразивши напруги Uх і Un через параметри моста і підставивши їх у попереднє рівняння, отримаємо:
Точність вимірювання Сх і Rх залежить від співвідношення опорів R1 і R2 і від точності, з якою відомі опір Rn та ємність і не залежить від напруги живлення. Аналогічні залежності можна отримати і для іншої схеми (рис. 7.20).
Мости змінного струму з тісними індуктивними зв'язками складаються з генератора змінного струму, що живить первинну обмотку трансформатора напруги (рис.) У двох вторинних обмотках трансформатора напруги наводяться електрорушійні сили під дією одного і того самого магнітного потоку. До виходу однієї вторинної обмотки увімкнено об'єкт вимірювання, комплексний опір якого підлягає вимірюванню. До виходу другої вторинної обмотки вмикаються зразковий конденсатор і зразкова провідність. Струм через вимірюваний об'єкт і сумарний струм через зразковий конденсатор і зразкову провідність порівнюються на компараторі струмів. Компаратор струмів — це трансформатор з двома первинними обмотками і однією вторинною. Вторинна обмотка замкнена на високочутливий індикатор рівноваги. Трансформатор напруги і компаратор струмів зібрані на тороїдальних феритових магнітопроводах з відносною магнітною проникністю, що перевищує 10000. Струм, який проходить через вимірюваний об'єкт:
Струми Lх і Lо, що проходять відповідно обмотками w6, w7 створюють у магнітопроводі трансформатора ТVЗ магнітні потоки Фх і Ф0, спрямовані назустріч один одному. Різниця Фх-Ф0 магнітних потоків наводить у вторинній обмотці трансформатора ТVЗ електрорушійну силу, під дією якої через гальванометр іде струм, і стрілка гальванометра відхиляється. Змінюючи кількість увімкнених витків вторинних обмоток трансформаторів, міст врівноважують, зводячи покази гальванометра до нуля. У врівноваженому мості параметри Gх і Сх вимірюваного об'єкта залежать від кількості витків трансформаторів:
Вимірювання індуктивності і добротності. За допомогою моста (рис. 7.22) параметри реальної котушки Lх і Rх вимірюють методом порівняння зі зразковою котушкою з відомими параметрами Ln і Rn. Врівноважують такий міст зміною опору резистора R, який можна ввімкнути послідовно зі зразковою або із досліджуваною котушкою. У зрівноваженому мості параметри Lх і Rх досліджуваної
котушки визначаються за параметрами зразкової котушки Ln і Rn згідно з залежностями: Lx=R1/R2*Ln; (7.30) Rx=R1/R2*(Rn+R) (7.31) Крім зразкової котушки, часто використовують також зразковий конденсатор, ємність якого зручніше змінювати ступенями, ніж індуктивність котушок (рис. 7.23). Врівноважують міст зміною опору Rn і ємності Cn. Параметри досліджуваної котушки визначаються за формулами: Lx=CnR1R1; (7.32) Rx=(R1*R2)/Rn. (7.33)
Останнім часом дедалі частіше застосовують універсальні мости, за допомогою яких можна вимірювати такі параметри, як опір, ємність, індуктивність, втрати в конденсаторах, добротності котушок тощо. Такі мости, як правило, автоматичні, тобто врівноважування такого мостаздійснюється не вручну, а автоматично - під керуванням мікропроцесора.
Тема 2.4 Вимірювання частоти і інтервалів часу, вимірювання фазового зсуву, вимірювання спектру сигналів, вимірювання амплітудно- частотних характеристик
2.4.1 Електромеханічні частотоміри Для вимірювання частоти у вузькому діапазоні (45...55Гц) з невисокою точністю (одиниці процентів) застосовуються електродинамічні й електромагнітні частотоміри. В електродинамічних частотомірах застосовують логометричний вимірювальний механізм, який складається з двох рухомих котушок, закріплених на одній осі під деяким кутом одна до одної, яка може вільно обертатися у магнітному полі нерухомої котушки (рис. 8.3). Параметри рухомої котушки та елементів добирають так, щоб резонансна частота припадала на середину вимірюваного діапазону частот.
У разі відхилення вимірюваної частоти від середини діапазону змінюються опори реактивних елементів і співвідношення між струмами в котушках, унаслідок чого стрілка відхиляється на кут, пропорційний вимірюваній частоті . Аналогічно працює й електромагнітний частотомір. 2.4.2 Резонансний метод вимірювання частоти Принцип дії аналогового резонансного частотоміра (рис. 8.5) ґрунтується на порівнянні вимірюваної частоти з частотою резонансного контуру . Сигнал з частотою , яку необхідно виміряти, через взаємно індуктивні елементи подається на коливальний контур Резонансну частоту контуру можна змінювати, змінюючи ємність конденсатора : За допомогою індикатора резонансу контур налаштовується у резонанс із вимірюваною частотою
Індуктивність заздалегідь відома із заданою точністю, а тому шкала конденсатора градуюється безпосередньо в одиницях частоти. На високих і надвисоких частотах коливальний контур частотоміра виготовляєтеся у вигляді відрізка коаксіальної лінії або об'ємного резонатора.
2.4.1 Цифрові методи вимірювання частоти, періоду, інтервалів часу
Останнім часом усі розглянуті вище аналогові методи і засоби вимірювання частоти витісняються цифровими. Це пояснюється розробкою і впровадженням високостабіль- них мір частоти і часу на основі кварцових резонаторів, цифрових мікросхем високого ступеня інтеграції, мікропроцесорів для обробки вимірювальної інформації. Частота і період — це взаємно обернені величини , тому вони вимірюються, як правило, одним приладом — універсальним частотоміром, який також може вимірювати відношення частот, відношення періодів, відхилення (девіацію) частот тощо. За допомогою універсальних цифрових частотомірів здійснюють такідва основні методи вимірювання: зіставлення періодів вимірюваної частоти з відомим з високою точністю інтервалом часу ; зіставлення періодів зразкової частоти з одним або кількома періодами вимірюваної частоти .
Структура цифрового частотоміра, яким реалізується перший метод, наведена на рисунку 8.7. Цифровий частотомір працює за таким принципом. Сигнал із частотою , яку потрібно виміряти, надходить на формувач імпульсів, який генерує прямокутні імпульси з періодом повторення , що дорівнює періоду повторення вхідних імпульсів і пов'язаний з вимірюваною частотою залежністю
Мірою частоти у цифровому частотомірі є кварцовий генератор стабільної частоти . Високі метрологічні характеристики, зокрема високу стабільність частоти генератора, забезпечує резонатор, виготовлений з кристала кварцу. Відносна нестабільність частоти кварцового резонатора . Імпульси кварцового генератора з періодом повторення подаються на подільник частоти. На виході подільника частоти формується імпульс, тривалість якого в п разів більша за тривалість вхідного імпульсу. Цей імпульс на час вмикає перемикач, і імпульси з періодом надходять на вхід електронного лічильника імпульсів. Кількість імпульсів з періодом, що підраховується лічильником упродовж часу, дорівнює:
Таким чином, число , зафіксоване лічильником, прямо пропорційне вимірюваній частоті. На рисунку 8.8 наведено структуру цифрового хронометра, який реалізує другий метод вимірювання. На цифровий хронометр надходять старт-імпульс і стоп-ім- пульс. Інтервал часу між ними необхідно виміряти. Формувач імпульсів формує імпульс, тривалість якого дорівнює . Цей імпульс вмикає перемикач, і протягом часу на електронний лічильник імпульсів подаються імпульси з періодом повторення з кварцового генератора. Число , зафіксоване лічильником імпульсів, прямо пропорційне :
За своєю структурою прилади, наведені на рисунках 8.7 і 8.8, містять багато спільних елементів, і перехід від одного методу до другого можна здійснити за допомогою комутації.
|