X Код для використання на сайті:
Ширина px

Скопіюйте цей код і вставте його на свій сайт

X Для завантаження презентації, скористайтесь соціальною кнопкою для рекомендації сервісу SvitPPT Завантажити собі цю презентацію

Презентація на тему:
Аналоговы вимірювання

Завантажити презентацію

Аналоговы вимірювання

Завантажити презентацію

Презентація по слайдам:

Слайд 1

Л9-10 АНАЛОГОВІ ВИМІРЮВАЛЬНІ ПРИЛАДИ

Слайд 2

Зміст АВП класифікація Основні метрологічні характеристики 10 Магнітоелектричні вимірювальні прилади 46 Випрямні прилади 74 Термоелектричні вимірювальні прилади 88 Електромагнітні вимірювальні прилади 99 Електродинамічні вимірювальні прилади 111 Феродинамічні вимірювальні прилади 127 Електростатичні вимірювальні прилади 130 Індукційні вимірювальні прилади 144

Слайд 3

Аналоговими вимірювальними приладами (АВП) називаються прилади покази яких є неперервними функціями вимірювальних фізичних величин. Залежно від елементної бази, використаної для їх побудови, АВП пοділяються на електромеханічні електронні

Слайд 4

Класифікація аналогових вимірювальних приладів

Слайд 5

Електромеханічні прилади Принцип дії полягає у перетворенні електромагнітної енергії вимірювального сигналу в механічну енергію переміщення рухомої частини вимірювального механізму.

Слайд 6

Електронні АВП звичайно будують на основі магнітоелектричного вимірювального механізму з використанням електронних вузлів - вимірювальних підсилювачів, перетворювачів змінного струму в постійний, функціональних перетворювачів тощо.

Слайд 7

Комбіновані прилади призначені для вимірювання декількох величин

Слайд 8

Універсальні прилади працюють як на постійному, так і на змінному струмі

Слайд 9

Мультиметри вимірювальні прилади, призначені для вимірювання декількох електричних величин як на постійному, так і на змінному струмі

Слайд 10

Основні метрологічні характеристики

Слайд 11

АВП границю допустимої основної похибки нормують у вигляді зведеної похибки можуть мати один із таких класів точності: 0,05; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5.

Слайд 12

Клас точності АВП позначають одним числом k, яке дорівнює границі допустимої зведеної основної похибки приладу γ, вираженої у відсотках,

Слайд 13

Варіацією показів називають різницю між окремими показами приладу, що відповідають одному і тому самому значенню вимірюваної величини, а її граничне значення Δгр не повинне перевищувати границь допустимої основної абсолютної похибки Δ .

Слайд 14

У приладів з рівномірною шкалою (амперметрів, вольтметрів, ватметрів), в яких нульова позначка розміщена на початку шкали, нормувальне значення ХН дорівнює границі вимірювання приладу ХК

Слайд 15

Граничне значення допустимої абсолютної основної похибки показу приладу дорівнює:

Слайд 16

Граничне значення допустимої відносної основної похибки

Слайд 17

Неповернення вказівника приладу ΔL до нульової позначки при плавному зменшенні його показу від максимального до нуля для приладів з рухомою частиною на розтяжках і самописних приладів не повинне перевищувати значення Δгр -0,01 kL, mm, а для всіх інших приладів - значення ΔLгр -0,005 kL, mm (де L -довжина шкали, м).

Слайд 18

Основна похибка та варіація показів аналогових вимірювальних приладів визначаються за нормальних умов застосування

Слайд 19

Додаткові інструментальні похибки температурна похибка, частотна похибка, похибка від впливу зовнішнього магнітного поля, похибка від форми кривої сигналу тощо.

Слайд 20

Частотний діапазон АВП позначають так: 45...1000... 4000 Гц, де підкреслена область 45... 1000 Гц становить нормальний частотний діапазон, область 1000...4000 Гц —робочий частотний діапазон.

Слайд 21

Границі вимірювання Хк вибирають з ряду Хк = а·10n, де а - коефіцієнт, значення якого залежить від виду вимірюваної величини для амперметрів і вольтметрів а=1; 1,2; 1,25; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6; 7.5; 8; n - будь-яке додатне чи від'ємне ціле число або нуль.

Слайд 22

Внутрішній або вхідний опір від якого залежить споживання потужності вимірювальним приладом від джерела вимірювального сигналу і, відповідно, значення похибки взаємодії, зумовленої цим споживанням.

Слайд 23

Внутрішній або вхідний опір Внутрішній опір приладів може бути вказаний безпосередньо в метрологічних характеристиках приладу або вказується параметр, за яким можна його обчислювати.

Слайд 24

Для вольметрів та кіл напруги ватметрів і фазометрів вказують номінальний струм (струм повного відхилення) Ι vн, який відповідає границі вимірювання приладу UK за напругою, а значення опору розраховують за формулою:

Слайд 25

Для амперметрів та кіл струму ватметрів і фазометрів вказують номінальний спад напруги у вимірювальному колі приладу UА Н, який відповідає границі вимірювання приладу за струмом Ік, а значення опору знаходять за формулою

Слайд 26

Структура електромеханічних АВП ВК – вимірювальне коло ВМ – вимірювальний механізм ВП – відліковий пристрій

Слайд 27

У вимірювальному колі ВК відбувається перетворення вимірюваної величини X (напруги, струму, потужності, опору тощо) в якусь проміжну електричну величину XІ (напругу або струм), яка безпосередньо впливає на вимірювальний механізм.

Слайд 28

До складу ВК можуть входити вимірювальні перетворювачі, (шунти, додаткові резистори, подільники напруги, вимірювальні трансформатори струму та напруги), які дають змогу розширити границі вимірювань приладів.

Слайд 29

Вимірювальний механізм переважно складається з нерухомої та рухомої частин, призначений для перетворення електромагнітної енергії сигналу XІ в кут повороту рухомої частини α.

Слайд 30

Встановлення рухлива частина на опорах, на розтяжках або на підвісі

Слайд 31

Відліковий пристрій служить для одержання відліку X приладу і складається з вказівника (стрілкового або світлового), механічно зв'язаного з рухомою частиною ВМ, і нерухомої шкали, яка являє собою сукупність позначок, зображену на циферблаті

Слайд 32

Відлікові пристрої

Слайд 33

Заспокоювачі

Слайд 34

Принцип дії під час перетворення електромагнітної енергії сигналу ХІ в механічну створюється обертальний момент Моб і рухома частина повертається на кут α.

Слайд 35

Обертальний момент визначається як похідна від енергії W електромагнітного поля за кутом повороту α

Слайд 36

Значення обертального моменту залежить як від величини ХI, яка безпосередньо впливає на ВМ, так і від параметрів рухомої частини де k- коефіцієнт пропорційності; n - показник степеня (n=1 або 2)

Слайд 37

Протидіючий момент М ПР = М ПИТα

Слайд 38

Статична рівновага рухомої частини

Слайд 39

Функція перетворення вимірювального механізму, яка пов'язує покази приладів зі значенням вимірюваної величини і характеризує властивості вимірювального приладу загалом

Слайд 40

Залежності обертального Моб моменту від кута повороту α при різних значеннях струму

Слайд 41

Чутливість SІ вимірювального механізму до струму виражають в под/А або мм/А

Слайд 42

Чутливість Sv вимірювального механізму до напруги виражають в под/В або мм/В

Слайд 43

Стала механізму Величина, обернена до чутливості Стала за струмом CI = 1 / SI Стала за напругою CV = 1/ SV

Слайд 44

Умовні позначення на циферблаті аналогового електровимірювального приладу

Слайд 45

Слайд 46

Слайд 47

Магнітоелектричні вимірювальні прилади

Слайд 48

Магнітоелектричні вимірювальні прилади Конструкція магнітоелектричного вимірювального механізму з рухомою рамкою: 1 — постійний магніт з магнітотвердого матеріалу;2 і 3- полюсні наконечники та осердя із магнітом 'якого матеріалу; 4 - рухома рамка;5 - протидіючі спіральні пружини; 6 - керн або розтяжка; 7 - стрілка; 8 - шкала

Слайд 49

Слайд 50

Слайд 51

де В - індукція магнітного поля в проміжку між постійним магнітом і осердям,в якому переміщується рамка; S - площа рамки (S = b · h т - кількість витків рамки; І0 - середнє значення струму за період або його стала складова сигналу.

Слайд 52

Функція перетворення магнітоелектричного механізму де - чутливість магнітоелектричного механізму за струмом

Слайд 53

Шкала магнітоелектричних приладів рівномірна Чутливість SІ є сталою величиною, значення якої визначається тільки геометричними розмірами механізму і не залежить від сили струму І0

Слайд 54

Тільки для постійного струму Зміна напряму сили струму приводить до зміни напряму кута повороту рамки і тому при ввімкненні магнітоелектричних приладів в електричне коло необхідно дотримуватись вказаної полярності.

Слайд 55

Заспокоєння коливань рухомої частини здійснюється, переважно, за рахунок дії вихрових струмів, що виникають в короткозамкнутому контурі алюмінієвого каркасу рамки при її переміщенні в магнітному колі, тобто застосовується так зване каркасне магнітоіндукційне заспокоєння.

Слайд 56

Переваги у порівнянні з аналоговими електромеханічними вимірювальними приладам інших систем найвища точність вимірювання на постійному струмі (найвищий клас точності 0,05);

Слайд 57

Переваги найвища чутливість, яка забезпечує широкий діапазон вимірювань струму та напруги і дає змогу будувати на їх основі високочутливі гальванометр постійного струму;

Слайд 58

Переваги найменше споживання потужності (десяті частки Вт), що пояснюється малим внутрішнім опором амперметрів і великим опором вольтметрів; рівномірний (лінійний) характер шкали.

Слайд 59

Основний недолік вони реагують на сталу складову сигналу і можуть застосовуватись тільки у колах постійного струму для використання в колах змінного струму необхідне попереднє перетворення змінного струму в постійний

Слайд 60

Магнітоелектричний вимірювальний механізм ввімкнений безпосередньо у вимірювальне коло, дає змогу вимірювати малі постійні струми, які не перевищують 25..50 мА, тобто сам вимірювальний механізм може виступати тільки в ролі мікроамперметрів та міліамперметрів.

Слайд 61

Магнітоелектричні амперметри Для розширення границь вимірювання у бік великих струмів застосовують шунти У практиці застосовують з границями вимірювань від 0,1 мкА до ЗОА класів точності 0,05;...4 із зовнішніми шунтами - до 10000 А

Слайд 62

Схема магнітоелектричного амперметра

Слайд 63

Опір шунта Rш де RДІ — додатковий резистор, необхідний для температурної компенсації схеми амперметра k Ш- коефіцієнт шунтування

Слайд 64

Схема магнітоелектричного вольтметра

Слайд 65

Слайд 66

Слайд 67

Схема магнітоелектричного ампервольтметра

Слайд 68

Логометричний вимірювальний механізм (ЛВМ) магнітоелектричної системи має рухому частину із двох жорстко скріплених між собою рамок 1 і 2 з опорами RBM1 та RBM2, які можуть вільно обертатися в нерівномірному магнітному колі постійного магніту.

Слайд 69

Схема логометричного вимірювального механізму

Слайд 70

Конструкція

Слайд 71

Функція перетворення де I1, І2 — значення струмів у рамках логометра

Слайд 72

Гальванометрами називають вимірювальні прилади з високою чутливістю, призначені для вимірювання дуже малих струмів і напруг, а також кількості електрики. Із всіх систем гальванометрів найбільше застосовуються на постійному струмі магнітоелектричні гальванометри з рухомою безкаркасною рамкою

Слайд 73

Гальванометри використовують для вимірювань малих струмів і напруг; для фіксування рівності потенціалів двох точок кола - так звані нуль-індикатори у мостових та компенсаційних колах ; для визначення рівності двох струмів - диференціальні гальванометри; для вимірювання кількості електрики та імпульсів струму - балістичні гальванометри.

Слайд 74

Випрямні прилади

Слайд 75

Випрямні прилади складаються із послідовно з'єднаних одно- або двопівперіодного пасивного випрямляча і магнітоелектричного вимірювального механізму.

Слайд 76

Структурна схема перетворювача середньовипрямлених значень ПОС — перетворювач двополярного струму в однополярний І - інтегратор

Слайд 77

Магнітоелектричний вимірювальний механізм за своїм принципом дії виконує роль інтегратора, тобто у випрямних приладах відбувається перетворення змінного сигналу i(t) в еквівалентне середньовипрямлене значення (СВЗ) Ісв

Слайд 78

Функція перетворення випрямного приладу

Слайд 79

На практиці часто важливо знати не середньовипрямлене, а середньоквадратичне значення (СКЗ) сигналу, тому випрямні прилади зазвичай градуюють в СКЗ синусоїдної форми де - коефіцієнт форми синусоїди

Слайд 80

Якщо форма кривої сигналу відрізняється від синусоїди, то виникає систематична похибка δφ, яку називають похибкою від впливу форми кривої сигналу де КФХ коефіцієнт форми несинусоїдного сигналу

Слайд 81

Метрологічні характеристики границі вимірювання (без зовнішніх масштабних перетворювачів) за струмом Ік = 3 мА...7,5 А та за напругою UK = 0,75 В...750 В; класи точності 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; частотний діапазон 40 Гц...20 кГц.

Слайд 82

Метрологічні характеристики власне споживання: номінальний спад напруги на амперметрі Uш=0,3. ..1,5 В; номінальний струм або струм повного відхилення вольтметрів Іт = 0,3...5 мА

Слайд 83

Переваги випрямних приладів висока чутливість широкий діапазон вимірювання порівняно невелика власна потужність споживання широкий частотний діапазон

Слайд 84

Недоліки невисока точність значна залежність вольт-амперних характеристик діодів і, відповідно, показів приладів від температури нелінійність шкали (особливо при малих напругах) залежність показів від форми кривої вимірювального сигналу

Слайд 85

Однограничний амперметр з однопівперіодним випрямленням

Слайд 86

Багатограничний амперметр з двопівперіодним випрямленням

Слайд 87

Багатограничний вольтметр з двопівперіодним випрямленням

Слайд 88

Термоелектричні вимірювальні прилади

Слайд 89

Термоелектричний прилад складається із термоелектричного перетворювача, який перетворює вимірюваний змінний струм в ЕРС постійного струму та магнітоелектричного вимірювального механізму

Слайд 90

Термоелектричні прилади використовують як амперметри і вольтметри для вимірювання середньоквадратичних значень змінного струму і напруги на високих частотах (до сотень мегагерц), а також на постійному струмі.

Слайд 91

Амперметр з контактним термоелектричним перетворювачем

Слайд 92

Амперметр з безконтактним термоелектричним перетворювачем

Слайд 93

Вольтметр з контактним термоелектричним перетворювачем

Слайд 94

Метрологічні характеристики границі вимірювання (без зовнішніх масштабних перетворювачів) за струмом 5 мА...50 А і за напругою 0,75...600 В власне споживання: номінальний спад напруги на амперметрі UАН — 0,5...1В

Слайд 95

Метрологічні характеристики номінальний струм або струм повного відхилення вольтметрів Іун = 1...3 мА; клас точності 1,0; 1,5; 2,5;4,0 частотний діапазон 20 Гц...50 МГц

Слайд 96

Переваги термоелектричних приладів можливість градуювання їх шкал в середньоквадратичних значеннях незалежно від форми кривої сигналу широкий частотний діапазон

Слайд 97

Недоліки невисока точність нелінійний характер шкали низька надійність і висока чутливість термоелектричних перетворювачів до механічних перевантажень (ударів, трясіння тощо)

Слайд 98

Застосовують для вимірювань струмів і напруг на високих частотах, коли використання приладів інших систем неможливе,

Слайд 99

Електромагнітні вимірювальні прилади

Слайд 100

Вимірювальний механізм електромагнітної системи складається із нерухомої котушки, намотаної на спеціальному каркасі, і рухомого феромагнітного осердя, виготовленого із пермалою.

Слайд 101

Слайд 102

Функція перетворення де І середньоквадратичне (діюче) значення струму в нерухомій котушці - чутливість приладу до струму

Слайд 103

Кут повороту рухомої частини α пропорційний до квадрата діючого (середньоквадратичного) значення струму, тобто не залежить від напряму струму. Тому електромагнітні прилади однаково придатні для вимірювань як у колах змінного, так і постійного струму, однак їх шкали мають нелінійний (нерівномірний) характер.

Слайд 104

Підбираючи спеціальну конструкцію рухомого осердя, досягають такої залежності dL/dα, за якої шкала приладу близька до лінійної в діапазоні 20...100 % всієї її довжини L, початкова ділянка шкали (0...20 %), яка відзначена спеціальною точкою, є неробочою і не входить в діапазон вимірювання.

Слайд 105

Схеми однограничного односекційного амперметра (а) та вольтметра (в)

Слайд 106

Схема двограничного двосекційного амперметра

Слайд 107

Метрологічні характеристики границі вимірювань без зовнішніх масштабних перетворювачів: за струмом5 мА...ЗО А; за напругою 1,5...600 В; класи точності 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; нормальний частотний діапазон 45... 1500 Гц, а робочий - до 5000 Гц .

Слайд 108

власне споживання: номінальний спад напруги на амперметрі UАН = 0,3...1,5В; номінальний струм або струм повного відхилення вольтметрів Іт = ЗО...100 мА;

Слайд 109

Переваги простота і надійність конструкції висока здатність до перенавантажень низька вартість можливість використання для вимірювань як в колах змінного, так і постійного струмів

Слайд 110

Недоліки ЕМВМ низька чутливість і точність велика варіація показів на постійному струмі внаслідок гістерезисних явищ у феромагнітному осерді велике власне споживання потужності великий вплив зовнішніх магнітних полів внаслідок слабкого власного магнітного поля вузький частотний діапазон

Слайд 111

Електродинамічні вимірювальні прилади

Слайд 112

Конструкція вимірювального механізму

Слайд 113

Конструкція вимірювального механізму

Слайд 114

Схеми увімкнення амперметра та вольтметра

Слайд 115

Функція перетворення НА ПОСТІЙНОМУ СТРУМІ де І1 та /2 -середньоквадратичні значення струмів у нерухомій та рухомій котушках

Слайд 116

Функція перетворення На змінному струмі При І1 = І2

Слайд 117

Метрологічні характеристики електродинамічних амперметрів класи точності 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; номінальний спад напруги на амперметрі UAH =0,3... 1 В; нормальний частотний діапазон 45... 1000 Гц, а робочий - до 3000 Гц.

Слайд 118

Метрологічні характеристики електродинамічних амперметрів границі вимірювань Ік=5 мА... 10 А (розширення границь вимірювань при струмах, більших від 10 А, здійснюють за допомогою вимірювальних трансформаторів струмів);

Слайд 119

Метрологічні характеристики електродинамічних вольтметрів класи точності 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; номінальний струм або струм повного відхилення вольтметра Іт=3...ЗОмА; нормальний частотний діапазон 45... 1000 Гц, а робочий - до 2000 Гц.

Слайд 120

Метрологічні характеристики електродинамічних вольтметрів границі вимірювань UK =7,5... 600 В (розширення границь вимірювань при напругах, більших від 600 В, здійснюють за допомогою зовнішніх додаткових резисторів та вимірювальних трансформаторів напруги);

Слайд 121

Електродинамічні ватметри

Слайд 122

Слайд 123

Функція перетворення ватметра P = UI- потужність споживача на постійному струмі

Слайд 124

Прилади електродинамічної системи використовуються як амперметри, вольтметри і ватметри. Електродинамічні логометри застосовуються для вимірювання частоти, кута зсуву фаз та ємності.

Слайд 125

Переваги електродинамічних вимірювальних приладів високу точність, порівняно невелике власне споживання потужності можливість застосування в колах постійного і змінного струму

Слайд 126

Недоліки низька чутливість, великий вплив зовнішніх магнітних полів через слабке власне магнітне поле вимірювального механізму обмежений частотний діапазон висока вартість погано переносять механічні впливи вимогливі до догляду та обслуговування.

Слайд 127

Феродинамічні вимірювальні прилади

Слайд 128

Феродинамічні вимірювальні прилади

Слайд 129

Феродинамічні прилади мають найвищий клас точності 0,5 застосовуються, здебільшого, як щитові ватметри, амперметри і вольтметри у колах промислової частоти в умовах істотних механічних впливів (вібрацій, трясіння тощо).

Слайд 130

Електростатичні вимірювальні прилади

Слайд 131

Електростатичні вимірювальні прилади

Слайд 132

Між нерухомими пластинами 1 може переміщуватися рухлива пластина 2, яка закріплена на осі 3 Протидіючий момент електростатичного вимірювального механізму створюється спіральною пружиною 4.

Слайд 133

Конструкція

Слайд 134

Функція перетворення електростатичного вимірювального механізму на постійному струмі де чутливість приладу до напруги.

Слайд 135

Покази електростатичного приладу не залежать від полярності прикладеної напруги U його шкала має квадратичний характер, тобто є нерівномірною

Слайд 136

Метрологічні характеристики класи точності: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; границі вимірювань UK =10 В...300 кВ; частотний діапазон 20 Гц...35 МГц; вхідний опір 10'°...1014 Ом.

Слайд 137

Переваги електростатичних приладів можливість побудови вольтметрів на високі напруги до сотень кіловольт без застосування громіздких вимірювальних трансформаторів напруги; висока точність; можливість використання для вимірювань як в колах змінного, так і постійного струму.

Слайд 138

Переваги електростатичних приладів широкий частотний діапазон; великий вхідний опір практично відсутнє власне споживання потужності (на постійному струмі це споживання дорівнює нулю);

Слайд 139

Недоліками електростатичних приладів вважають низьку чутливість (найменша границя вимірювання становить 10 В) і сильний вплив зовнішніх електростатичних полів, що вимагає екранування вимірювального механізму

Слайд 140

Переваги електростатичних приладів привели до побудови на їх основі електронних аналогових вимірювальних приладів - мілівольтметрів, а на основі електростатичних електрометрів - ватметрів для вимірювань потужності у широкому діапазоні частот, струмів і напруг із спотвореною формою кривої сигналу, а також для вимірювання потужності при малому коефіцієнті потужності cos φ

Слайд 141

Індукційні вимірювальні прилади

Слайд 142

Конструкція Індукційного лічильника електричної енергії

Слайд 143

Конструкція Індукційного лічильника електричної енергії

Слайд 144

Складається із стержневого електромагніту 1, на якому намотана обмотка кола напруги з кількістю витків Wv , П-подібного електромагніту 2, на якому намотана струмова обмотка з кількістю витків Wl, рухомого диска 3, закріпленого на осі 4, постійного магніту 5 для створення гальмівного моменту та лічильного пристрою 6.

Слайд 145

Функція перетворення

Слайд 146

Завантажити презентацію

Презентації по предмету Різне