Электроизмерительные приборы. Лекция для студентов 1 курса

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  1
  Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин.
  

• 

  2 слайд

  2
  

• 

  3 слайд

  3
  

• 

  4 слайд

  4
  

• 

  5 слайд

  5
  Для любого измерения, необходимо оперировать какими-то эталонными величинами. Ученые начинают разрабатывать свои единицы измерений. Российский физик Б.С.Якоби предлагает за одну единицу электрического сопротивления принять сопротивление медной проволоки, длина которой составляла 25 футов (7,62 м), а вес равнялся 345 гран (22,5 г). Французскими академиками принимается несколько другая единица измерения – единица Бреге. Бреге равнялась сопротивлению стальной проволоки длиной 1 км. и диаметром 4 мм. В Германии за единицу сопротивления приняли ртутный столб и т.д.
  В конце 19-го столетия двое французских ученых д’Арсонваль и Депре создают первый высокочувствительный гальванометр. Спустя несколько лет российский физик М. Доливо-Добровольский создает приборы, которые позже лягут в основу современных вольтметров, амперметров и ваттметров.
  

• 

  6 слайд

  6
  В развитии электроизмерительной техники конца второй половины XIX и начала XX ст. значительные заслуги принадлежат М. О. Доливо-Добровольскому. Он разработал электромагнитные амперметры и вольтметры, индукционные приборы с вращающимся магнитным полем (ваттметр, фазометр) и ферродинамический ваттметр
  

• 

  7 слайд

  7
  Классификация приборов
  Приборы магнитоэлектрической системы
  Приборы электромагнитной системы
  Приборы электродинамической системы
  Приборы электростатической системы
  

• 

  8 слайд

  8
  Условные обозначения систем приборов
  

• 

  9 слайд

  9
  Приборы магнитоэлектрической системы
  

• 

  10 слайд

  10
  Берут лёгкую алюминиевую рамку 2 прямоугольной формы, наматывают на неё катушку из тонкого провода. Рамку крепят на двух полуосях О и О', к которым прикреплена также стрелка прибора 4. Ось удерживается двумя тонкими спиральными пружинами 3. Силы упругости пружин, возвращающие рамку к положению равновесия в отсутствие тока, подобраны такими, чтобы были пропорциональными углу отклонения стрелки от положения равновесия. Катушку помещают между полюсами постоянного магнита М с наконечниками формы полого цилиндра. Внутри катушки располагают цилиндр 1 из мягкого железа. Такая конструкция обеспечивает радиальное направление линий магнитной индукции в области нахождения витков катушки (см рисунок). В результате при любом положении катушки силы, действующие на неё со стороны магнитного поля, максимальны и при неизменной силе тока постоянны.
  

• 

  11 слайд

  11
  Увеличивая силу тока в рамке в 2 раза можно заметить, что рамка повернётся на угол, вдвое больший. Силы, действующие на рамку с током прямо пропорциональны силе тока, то есть можно, проградуировав прибор, измерять силу тока в рамке. Точно так же можно прибор настроить на измерение напряжения в цепи, если проградуировать шкалу в вольтах, причём сопротивление рамки с током должно быть выбрано очень большим по сравнению с сопротивлением участка цепи, на котором измеряем напряжение, так как вольтметр подсоединяют параллельно к потребителю тока и вольтметр не должен отводить большой ток, чтобы не нарушить условия прохождения тока по потребителю тока и не исказить показания напряжения на изучаемом участке электрической цепи.
  

• 

  12 слайд

  12
  Принцип действия.
  Подвижная часть перемещается в результате взаимодействия поля постоянного магнита с магнитным полем проводника с током.
  

• 

  13 слайд

  13
  На рамку действуют силы F, направление которых определяют по правилу левой руки. Под действием этих сил рамка поворачивается на угол :
            F=B I l N ,                                
   
  где B – магнитная индукция в зазоре; I  – сила тока, протекающего по рамке; l – длина стороны рамки;   N– число витков обмотки рамки.
  

• 

  14 слайд

  14
  Момент сил, действующих на рамку со
  стороны магнитного поля при пропускании через нее
  измеряемого тока, не зависит от положения рамки в зазоре и
  равен
  М1 = I S N B,
  где I - сила тока в рамке, S - площадь витка, N - число витков,
  B - магнитная индукция.
  

• 

  15 слайд

  15
  При повороте рамки под действием магнитного поля на
  нее действует в обратную сторону момент сил упругости М2
  со стороны двух спиральных пружин . Момент упругих
  сил прямо пропорционален углу поворота рамки A :
  М2 = γ A
  I S N B= γ A
  A=I S N B / γ,
  

• 

  16 слайд

  16
  Угол отклонения рамки прямо
  пропорционален силе тока I, а следовательно, шкала
  измерительного прибора магнитоэлектрической системы
  является линейной.
  

• 

  17 слайд

  17
  Достоинства:
  

• 

  18 слайд

  18
  

• 

  19 слайд

  19
  Приборы электромагнитной системы
  

• 

  20 слайд

  20
  

• 

  21 слайд

  21
  Принцип действия.
  Передвижение подвижной части измерительного механизма происходит в результате взаимодействия магнитных полей неподвижной катушки и одного или нескольких подвижных сердечников из ферромагнитных материалов.
  При протекании тока по катушке в приборах с плоской катушкой (рис. 1.3, а) возникает магнитное поле, сердечник намагничивается и втягивается в щель каркаса катушки, поворачивая ось со стрелкой.
  

• 

  22 слайд

  22
  В приборах с круглой катушкой (рис. 1.3, б) вращающий момент создается при взаимодействии подвижной и неподвижной пластин. При протекании тока по катушке вращающий момент создается при взаимодействии подвижной и неподвижной пластин. Обе пластины намагничиваются одинаковой полярностью и взаимодействуют друг с другом. Подвижной сердечник смещается (отталкивается), поворачивая стрелку
  Противодействующий момент создается спиральной пружиной
  

• 

  23 слайд

  23
  

• 

  24 слайд

  24
  

• 

  25 слайд

  25
  

• 

  26 слайд

  26
  

• 

  27 слайд

  27
  Принцип действия.
  Перемещение подвижной части прибора происходит в результате взаимодействия магнитных полей подвижной и неподвижной катушек, по которым протекает измеряемый ток. При этом подвижная катушка стремится изменить свое положение таким образом, чтобы направления магнитных полей совпали.
  

• 

  28 слайд

  28
  

• 

  29 слайд

  29
  Приборы электростатической системы
  

• 

  30 слайд

  30
  

• 

  31 слайд

  31
  

• 

  32 слайд

  32
  

• 

  33 слайд

  33
  

• 

  34 слайд

  34
  С = 100 мкА/50 = 2мкА/дел.
  

• 

  35 слайд

  35
  

• 

  36 слайд

  36
  

• 

  37 слайд

  37
  

• 

  38 слайд

  38
  

• 

  39 слайд

  39
  Чувствительность прибора
  Величина, численно равная приращению угла поворота подвижной части прибора к приращению измеряемой величины dx называется чувствительностью прибора;
  
  Размерность чувствительности зависит от характера измеряемой
  величины (например, чувствительность прибора к току; чувствительности прибора к напряжению).
  

• 

  40 слайд

  40
  Цена деления прибора
  Величина К=1/с, обратная чувствительности, называется ценой деления прибора.
  

• 

  41 слайд

  41
  Подсчет абсолютной погрешности показаний прибора