Фотогальванометрический веберметр (ref-18843)

Посмотреть архив целиком

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

ЛЭТИ





Кафедра ИИСТ












Курсовой проект на тему

Фотогальванометрический веберметр
















Выполнил:Климченко Ю.А.

Гр.1562

Преподаватель:Бишард Е.Г.





2004г.

Фотогальванометрические приборы для измерения

и регистрации малых токов и напряжений


Обычные показывающие и регистрирующие приборы не отвечают уровню

современных требований по чувствительности, точности и быстродействию,что привело к необходимости искать решение проблемы в совершенствовании и при- менении компенсационных приборов с гальванометрическими и электронными усилителями.

Наиболее распространены фотогальванометрические компенсационные прибо-

ры(ФГКП), в которых используются гальванометрические усилители с фотоэлект-

рическими преобразователями.

Отечественная промышленность приобрела большой опыт и достигла значитель-

ных успехов в области изготовления ФГКП. Достаточно сказать, что выпускаются

приборы с ценой деления 1*10-9В (Ф118) и 1*10-11А (Ф128).

Следует отметить, что высокие технические характеристики ФГКП не исклю-

чают наличия у них ряда существенных недостатков, связанных с наличием фото-

электрического преобразователя.

В связи с этим исследуется возможности применения в компенсационных при-

борах гальванометрических усилителей с трансформаторными (индукционными)

преобразователями (самопишущий милливольтметр Н37-1).

Компенсационные приборы с использованием гальванометрических усилителей не могут применяться в условиях тряски и вибраций , так как они очень чувстви-

тельны к сотрясениям. В этих случаях используют компенсационные приборы с электронными усилителями переменного тока.

Структурная схема прибора такого типа (рис.1) содержит модулятор М, усили-

тель У~, фазочувствительный выпрямитель ФЧВ, обратный преобразователь ОП и

выходной прибор – миллиамперметр.












В качестве модуляторов применяются вибропреобразователи и динамические конденсаторы (при измерениях в высокоомных цепях). Компенсационные приборы с электронными усилителями восприимчивы к электромагнитным помехам, что ог-

раничивает их точность.



Принцип действия. На рис.2 показана принципиальная схема фотогальваномет-

рического компенсационного микповольтметра.














Наличие напряжения Ех на входе гальванометрический усилитель вызовет появ-

ление тока в рамке гальванометра, а следовательно, ее вращение. При этом прои-

зойдет перераспределение освещенности фоторезисторов и в выходной цепи при-

бора появится ток Iвых. Падение напряжения Uк на сопротивлении rк (Uк=Iвыхrк) стремится скомпенсировать входное напряжения Ex (это обеспечивается опреде-

ленной полярностью включения гальванометра). Полной компенсации в схеме не произойдет, так как для поддержания рамки в откланенном состоянии (в против-

ном случае Iвых = 0) в ее цепи должен протекать некоторый ток некомпенсации Iнк. При достаточно высокой чувствительности гальванометра можно считать, что

Iнк0,тогда EхUк=Iвыхrк ().

Как показывает равенство (), выходной ток Iвых может служить мерой Eх. Для измерения этого тока используются обычно магнитоэлектрические милли- или микроамперметры, шкала которых градуируется в единицах напряжения.

Принципиальная схема фотогальванометрического микроамперметра приведена на рис. 3. В этой схеме в момент компенсации ток Iх, являющийся частью измеряе-

мого тока Iх, который составляет определенную часть выходного тока Iвых. Если предположить, что rГr1r2 и rГrх, а чувствительность гальванометра высокая (I), то будут справедливыми равенства

Iк=Iвых=Iх,

т.е. ток, измеряемый выходным прибором, пропорционален измеряемому току Iх.









В конструкциях ФГКП предусмотрены специальные зажимы для включения ре-

гистрирующего прибора, с помощью которого можно осуществить запись показа-

ний (на рис.2 и рис.3, а эти зажимы обозначены как зажимы для включения сопро-

тивления нагрузки rн).

Промышленностью выпускаются также фотогальванометрические компенсацион-

ные усилители постоянного тока (Ф115, Ф117 и др.), которые отличаются от ФГКП отсутствием встроенного выходного прибора (выходным прибором может служить стандартный показывающий или самопишущий прибор с соответствующим преде-

лом измерения).



Фотогальванометрический веберметр


На рис. 4 приведена принципиальная схема использования баллистического галь-

ванометра для измерения магнитного потока. Обозначения на схеме: ИК – измири-

тельная катушка, БГ – баллистический гальванометр; М – катушка взаимной ин-

дуктивности; А – амперметр.








Если изменить поток, сцепленный с витками к измерительной катушки ИК, нап-

ример, от Фх до 0, то на зажимах измерительной катушки возникает э.д.с. ех, кото-

рая будет уравновешена активным и реактивным падением напряжения в цепи бал-

листического гальванометра; при этом первый наибольший отброс подвижной час-

ти гальванометра будет 1m:

ех=к =ir+L,()

где к – число витков измерительной катушки; i – ток в цепи; r – сопротивление це-

пи гальванометра (сумма сопротивления рамки гальванометра и сопротивления внешней цепи); L – индуктивность цепи.

Интегрируя левую и правую часть выражения в пределах времени изменения по-

токосцепление и учитывая, что в момент начала и окончания изменения потоко-

сцепления ток равен нулю, получим

кФх=Qr,

где Фх – изменение потока за указанное время (в нашем случае Фхх); Q – ко-

личество электричества, прошедшего в цепи.

Так как 1m=SбQ, то Q=Cб1m, где Сб – баллистическая постоянная гальванометра в кулонах на деление; 1m – первый наибольший отброс подвижной части гальва-

нометра.

Окончательно получаем

Фх=1m=1m,

где Сфбr – постоянная баллистического гальванометра по магнитному потоку в веберах на деление.

Из этого выражения видно, что постоянная баллистического гальванометра Сф за-

висит от сопротивления цепи, поэтому определять ее необходимо при том сопро-

тивлении цепи, при котором производится измерение магнитного потока. Кроме того, так как точность интегрирования импульса зависит от его длительности, из-

менение потока должно происходить достаточно быстро,чтобы продолжительность

импульса была в 20 – 30 раз меньше периода колебаний подвижной части гальва-

нометра.

Для определения постоянной баллистического гальванометра по магнитному по-

току используют меру магнитного потока в виде двухобмоточной катушки с извест-

ной взаимной индуктивностью.

При изменении тока в первичной обмотке катушки взаимной индуктивности на не-

которую величину  во вторичной ее обмотке, присоединенной к баллистическому гальванометру (см. рис. 4), произойдет изменение магнитного потока:



где М – коэффициент взаимной индуктивности катушки.

Это изменение потока  вызовет отброс подвижной части баллистического галь-

ванометра 1m.

Отсюда интерисующая нас постоянная баллистического гальванометра по магнит-

ному потоку будет

Сф=, Вбдел.

Баллистический гальванометр в рассмотренной схеме можно заменить вебермет-

ром.

В магнитоэлектрическом веберметре используется измерительный механизм маг-

нитоэлектрической системы с противодействующим моментом, близким к нулю, и большим моментом электромагнитного торможения (рамка веберметра замкнута на измерительную катушку, имеющую обычно малое сопротивление).

Уравнение движения подвижной части веберметра можно записать в следующем виде:

J+P2=Bsi.

Ток i определяется э.д.с., которая возникает в цепи веберметра при изменении по-

тока, сцепляющегося с витками измерительной катушкой, подключенной к зажимам веберметра. Эта э.д.с. определяется выражением ():

J+P2=(ex-L).

Интегрируя это выражение за время движения подвижной части (от 0 до t) и учи-

тывая, что в момент времени 0 и t подвижная часть находится в состоянии покоя, получаем

P2 =Фхк.

окончательно получим

хх ,


Случайные файлы

Файл
90225.rtf
66767.rtf
77056-1.rtf
mekka.doc
165535.rtf




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.