7.7. Вимірювальні перетворювачі

Вимірювальні перетворювачі становлять собою численну групу засобів вимірювань, призначених для перетворення вимірюваної фізичної величини Х у зручну для регістрації величину (як правило, напругу або струм) Y (рис.7.9).

В електротехніці використовують наступні перетворювачі: шунти й додат­кові опори; вимірювальні трансформатори струму й напруги; перетворювачі роду струму.

Шунти - це резистори, увімкнені послідовно до кола вимірюваного стру­му й паралельно з вимірювальним механізмом. Їх виготовляють з манганіну.

Затискачі шунта, до яких підводять струм, називають струмовими затис­качами. На схемах позначаються (*). Затискачі, до яких приєднують вимірюва­льний механізм, називають потенційними, на рис. 7.10 позначені (У).

Шунти характеризуються номінальними значеннями вхідного струму й вихідної напруги. Відношення номінальної напруги до номінального струму визначається номінальним опором шунтів.

Номінальний струм у колі визначають як

коефіцієнт, що називається шунтувальним множником. Він

показує у скільки разів вимірюваний струм у колі більший за струм приладу, або у скільки разів розширюється межа вимірювання струму:

Застосовують шунти переважно в колах постійного струму. На змінному струмі розподіл струму в паралельних гілках залежить від індуктивності та час­тоти, що вносить додаткову похибку у вимірювання.

Додаткові опори застосовують для розширення меж вимірювання напру­ги. Їх вмикають послідовно з вимірювальним механізмом (рис.7.12), що виклю­чає вплив температури на опір приладу.

 (7.16) випливає, що додатковий опір повинен бути в (р-1) разів більшим від опору приладу.

Для одержання багатомежевих вольтметрів часто застосовують додаткові опори, що складаються з кількох резисторів (рис.7.13).

За таким же принципом виконують дільники напруги. Послідовно вклю­чають резистори з виводів яких можна знімати необхідну напругу.

Додаткові опори мають класи точності: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1, їх виго­товляють на номінальні струми: 0,5; 1; 3; 5; 7; 15 А і на 30 мА.


Вимірювальні трансформатори струму й напруги використовують як перетворювачі великих змінних струмів і напруг на відносно малі струми й на­пруги (див. розділ 9.6), припустимі для вимірювання приладами з невеликими стандартними номінальними значеннями (наприклад, 5 А, 100 В).


За схемою увімкнення у вимірювальне коло (рис.7.14) і за умовами робо­ти трансформатори струму й напруги відрізняються один від одного. У транс­форматорів струму первинну обмотку вмикають у вимірювальне коло послідо­вно. Первинну обмотку трансформатора напруги вмикають у вимірювальне ко­ло паралельно. До вторинної обмотки приєднують прилади: амперметр або вольтметр відповідно.

За показаннями приладів, включених у вторинні обмотки, можна встано­вити значення вимірюваних величин. Для цього необхідно їхні показання по­множити на номінальні коефіцієнти трансформації (вказані в паспортах транс­форматорів):

для трансформатора струму

(7.17)

2 H

і для трансформатора напруги

Автотрансформатори використовують для перетворення в колах змінно­го струму однієї змінної напруги на іншу (див. також розділ 9.5). Вони мають одну обмотку, намотану на осердя. Зазвичай витки w1 розраховують на напругу 220 В. Частину витків у цій обмотці відділяють за допомогою повзунка, ці вит­ки є витками вторинної обмотки w2. При русі повзунка напруга u2 змінюється від «0» до напруги мережі u1 (рис.7.15).

Випрямні перетворювачі використовують в ЕВП для перетворення змінного струму на постійний (рис. 7.16) і виготовляють на базі напівпровідни­кової техніки.

Основна характеристика випрямного перетворювача - коефіцієнт випрямлення kB, що характеризує відношення прямого струму через діод до зворотного.

Рис.7.16 - Функціональна схема     В т R (7.21)

випрямного перетворювача

Коефіцієнт випрямлення залежить від величини напруги, температури на­вколишнього середовища, частоти випрямленого змінного струму.

На рис. 7.17 наведена залежність ко­ефіцієнта випрямлення від прикладеної на­пруги. При напрузі U < Umin випрямлення не відбувається. При напрузі U > Umax від­бувається пробій діода.

Для германієвого діода кВ=(4-^5)-103, для кремнієвого діода кВ=105-^10б.

Рис.7.17 - Залежність кв = f(U)

Випрямлений струм вимірюють маг­нітоелектричними приладами. Напівпровід­никовий випрямляч може вмикатися за схемою однонапівперіодного або дво-напівперіодного випрямлення (див. розділ 12.2).

Прилади з випрямлячами вимірюють середнє значення струму й напруги. Для перерахування цих значень у діючі значення необхідно врахувати коефіці­єнт форми кривої струму й напруги. Для зменшення пульсації у колах постій­ного струму ставлять фільтри: ємнісні, індуктивні, комбіновані.


Авторы: 239 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я

Книги: 268 А Б В Г Д Е З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я