8.5 сурет – Кірісі ашық амплитудалық шама түрлендіргішінің схемасы және оның уақыттық диаграммалары. 3 страница

r1 – r4 – сымдардың түйіспелерінің кедергілері; R_X – әлшенетін кедергі; R_H – нормалық кедергі.

9.3- сурет – Аз шығынды конденсаторлардың сыйымдылығы мен шығын бұрышын өлшеу көпірі.

Көпірдің тепе- теңдігінің шарты:

9.4- суретте көп шығынды конденсатордың сыйымдылығын өлшеуге арналған көпірдің схемасы көрсетілген. 9.3- суреттегі схеманың формумалары берілген көпірге де лайықты

9.4 –көп шығынды конденсатордың сыйымдылығын өлшеуге арналған көпірдің схемасы

Индуктивтікті өлшеуге арналған көпірдің схемасы 9.5- суретте келтірілген.

9.5- сурет – Индуктивтілікті өлшеуге арналған көпірдің схемасы.

Көпірдің тепе- теңдігінің теңдеуі:

Катушканың сенімділігі:

9.3 Өлшеуіш көпірлердің сезімділігі мен қателігі

Жалпы жағдайда алғанда өлшеуіш көпірлердің сезімділігі деп шығыстық шаманың өзгерісінің кірістік шаманың өзгерісіне қатынасын айтамыз.

9.9- суретте Х шамасын Y шамасына түрлендіргіш көрсетілген.

Х У У

9.6- сурет.

Y шамасына, тоққа, кернеуге немесе қуатқа түрлендіргіш көмегімен түрлене алатын, уақыт бойынша өзгеретін қандай да бір электрлік немесе физикалық параметр Х шамасы бола алады. Осыған байланысты көпірлік схеманың сезімділігін тоқ, кернеу немесе қуат бойынша деп бөлуге болады.

Өлшеуіш көпірдің сезімділігі көпірлік схема мен салыстыру құрылғысының (ӨМ) сезімділігіне тәуелді.

мұндағы - салыстыру құрылғысының сезімділігі.

Берілген формуладан берілген S_MI сезімділігінің мәнінде көпірлік тізбектің сезімділігі жоғары болған сайын, ол ебедейсіз бола түседі, сондықтан салыстыру құрылғысы арзандай түседі.

9.4 Өлшеуіш көпірлердің қателігі

Қателік– бұл шығыстық шаманы өлшеу нәтижелерінің шын мәнінен ауытқуы.

Теңестірілген көпірлердегі қателіктер келесі себептерге тәуелді.

- көпірдің иықтарының элементтерінің параметрлерінің мәндерінің олардың номинал мәндеріне сәйкес келмеуі (R, C, L қателіктері).

- нәтижелердің дұрыс саналуын қиындататын көпірдің өлшенетін параметрге сезімділігінің жеткіліксіз болуынан көпірдің тепе- теңдігін дәл орнатуға мүмкіндік болмауы, сондықтан нәтижелердің дұрыс саналуы қиындайды.

- көпірдің элементтерінің өзара және сыртқы нәрселермен сиымдылықты қатынастарының бар болуы, қосылу сымдарының кедергілерінің, оқшалауының, сыртқы электр және магнит өрістерінің ескерілмеуі.

Теңестірілмеген көпірлердегі өлшеу қателіктері жоғарыда айтылған себептерге байланысты болады және теңестірілген көпірлерге келесілер қосылады:

- көпірдің жүктемесінің диагоналіне қосылған өлшеуіш аспаптың қателігі;

- көпірдің қорек көзінің кернеуінің номинал мәнге сәйкес келмеуі;

-- көпірдің түрлену функциясының сызықты еместігіне байланысты болатын әдістемелік қателік.

Осыған байланысты теңесірілмеген көпірлер ішінара өлшеулерде өлшенетін шаманың 1%- інен бастап және жоғары диапазондарында қолданылады.

9.4 Тұрақты тоқтың көпірлері

Тұрақты тоқтың көпірлері тұрақты тоқ бойынша электрлік тізбектердің кедергілерін өлшеу үшін арналған. Көпірмен өлшенетін кедергінің диапазоны 10^-8- дан 10¹⁵Ом- ға дейін. Электрлік емес шамаларды электрлік шамаларға түрлендіру бергішін қолдану кезінде кедергі сиымдылық, индуктивтілік т.б. сияқты басқа физикалық шамаларды өлшеу жүргізіледі.

Тұрақты тоқтың көпірі жасалуы кезінде олардың параметрлерін бақылау үшін қолданылады. Бұндай көпірлердің есеп беруші құрылғылары номиналдан %- пен градуирлайды. Бұндай көпірлер проценттік деп аталады.

Үрдісті автоматтандыру дәрежесіне байланысты әр түрлі көпірлерді бөліп көрсетуге болады:

- қолмен тұрақтандыру;

- автоматтық түрде тұрақтану;

- цифрлық тұрақтану.

Қолмен тұрақтандырылатын көпірлерде көпірді басқаруды бақылаушы кедергілер магазинімен жүзеге асырады.

Автоматтық көпірлерді тұрақтану реохорд кедергісін басқаратын электрқозғалтқышпен жүзеге асырылады.

Цифрлік көпірлерде тұрақтану транзисторлардағы немесе микросхемалардағы кілттер арқылы қосылып, өшірілетін кедергілер магазины арқылы жүзеге асырылады.

Өндіріс 0.005; 0.01; 0.02; 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1; 2.5 дәлдік класы бар көпірлерді шығарады..

Көпшекті көпірлердің әртүрлі шектерде әртүрлі дәлдік кластары болуы мүмкін.

9.4.1 Қолмен тұрақтандырылатын көпірлер. 7.7- суретте өлшенетін кедергінің екіөткізгішті қосылу схемасы бар бірлік көпір көрсетілген. Көпірдің R₁ көпірі мынаған тең болады:

көпірдің тепе- теңдік күйінің шарты:

Иықтардың біреуінің кедергісін өзгерте отырып тепе- теңдікке қол жеткіземіз. Көпір 10¸10⁸ Ом аралығындағы өлшеуді жүргізе алады.

9.7- сур. - Өлшенетін кедергінің екіөткізгішті қосылу схемасы бар бірлік көпір.

Rx – өлшенетін кедергі;R_Ө1, R_Ө2 – өткізгіштер кедергілері; R₂, R₃, R₄ – иықтар кедергілері; СҚ- салыстыру құрылғысы; U_Қ – қоректену көзі; Rизол – шығыстардың арасындағы изоляция кедергісі.

Сезімділікті жоғарылату үшін, яғни өлшеудің төменгі шекараларын төменомдық мәндер аймағына ығыстыру үшін 7.8- суретте көрсетілген бірлік көпірдің 4- өткізгішті схемасын қолданады

R₁ өлшенетін кедергісі r1 – r4 кедергілерімен 4- өткізгіштер көмегімен көпірдің 1-4 шығыстарына қосылады.

Төменгі шекараның өлшеу шекаралары- 10^-4Ом. Төртөткізгішті схемадан екіөткізгішті схемаға өту 1-2 және 3-4 қысқыштарын тұйықтау арқылы жүзеге асырылады

9.9- суретте 10^-8 до – 10²Ом ауқымындағы төменомдық кедергілерді өлшеуге арналған екілік көпірдік схемасы көрсетілген.

Тепе- теңдік күйдің теңдеуі электротехникадағы түрлендіру формуласы бойынша R, R3, R4 үшбұрышын жұлдызға түрлендіру арқылы жүзеге асырылады. Бұл түрлендіруде екілік көпір 4- иықтыға (бірлік көпір) түрленеді.

9.8- сурет – Бірлік көпірді өлшейтін төрт өткізгішті схема.

9.9- сурет – Екілік көпір схемасы.

R_Х – өлшенетін кедергі; R_О – мәндері өлшенетінмен бірдей ретте таңдалынатын үлгілік кедергі; R – түйіспелердің кедергілерін ескеретін кедергі.

Түрлендіруден кейін тепе- теңдік күйінің теңдеуі келесі түрде болады:

Түйіспелердің кедергілері аз екенін ескерсек (R»0), онда екінші бөлігін ескермей мына теңдікті аламыз:

Төменомды кедергілерді өлшеген кезде R_Х және R₀ кедергілеріндегі кернеудің құлауы аз (1мВ шамасында), сондықтан термоЭҚК- тің әсерін ескеру керек. Осыған байланысты өлшеуді SA айырыпқосқышты пайдалану арқылы тоқтың әртүрлі бағыттарында жүргізеді. Нәтиже екі нәтиженің де жартықосындысына тең.

Тұрақты тоқтың көпірлері кабельдердің кедергілерін, байланыс линиялары мен олардың зақымдануларының орнын айқынду, изоляция кедергісін өлшеу, сымдардың ассиметриясын зерттеу үшін қолданылады.

9.4.2 - Автоматтық түрде тұрақтаныруы бар көпірлер.

Автоматтық көпірлерді теңестіру көпірдің иықтарының біреуіндегі реохорд қозғалтқышын қозғалтатын қозғалтқыш арқылы жүзеге асырылады.

Пайдалану ауқымы– параметрлік бергіштерді пайдалану арқылы электрлік емес шамаларды өлшеу. Көбінесе автоматтық көпірлер кедергілердің термоэлектрлік түрлендіргіштерін қолдану арқылы температураны өлшеуге қолданылады (терморезисторлардың түрлері КМТ, ММТ және т.б.). Жұмыстың ерекшелігі– термотүрлендіргішті он шақты метр қашықтыққа шығару мүмкіндігі.

Бұл жағдайда сымдардың кедергілері термотүрлендіргіштің кедергісімен өлшемдес болуы мүмкін және температура әсерінен кедергінің өзгеруі елеулі қателік туғызады. Сымдардың әсерін азайту үшін 9.10 суретте көрсетілген термотүрлендіргіштің қосылу схемасын пайдаланады.

R1 кедергісінің өзгеруі кезінде көпір тепе- теңдік күйден шығады, үйлесімсіздік сигналы салыстыру құрылғыында күшейіп, М қозғалтқышына беріледі. Үйлесімсіздік белгісіне байланысты қозғалтқыш белгілі бір бағытта айналады, реохорд кедергісін өзгерту арқылы үйлесімсіздік сигналын 0- ге дейін азайтамыз.

9.10- сурет – термотүрлендігішті қосудың үшөткізгіштік схемасы.

R – реохорд; СҚ – салыстыру құрылғысы; М – кері бағытты қозғалтқыш; R1 – термотүрлендіргіш.

Кешенді кедергіні өлшеу жіне тіркеу үшін айнымалы тоқтың автоматтық көпірлерінің модулі мен фазасы бойынша тепе- теңдікті қамтамасыз ететін екі қозғалтқыштары болуы керек. Берілген көпірлер тұрақты тоқтың көпірлеріне қарағанда күрделірек және олардан дәлдігі жоғары.

10 ТҰРАҚТЫ ЖӘНЕ АЙНЫМАЛЫ ТОҚТАРДЫҢ КОМПЕНСАТОРЛАРЫ

10.1 Тұрақты тоқтың компенсаторы

Тұрақты тоқтың компенсаторы ЭҚК пен кернеуді, сол сияқты электрлік емес шамаларды (температураны, қысымды және т.б.) өлшеу үшін қолданылады, сол сияқты тоқты өлшеуге де қолданылады.

10.1- суретте тұрақты тоқтың компенсаторының принципиалды электрлік схемасы көрсетілген.

10.1- сур.- Тұрақты тоқтың компенсаторының принципиалды электрлік схемасы.

Е_көм – көмекші қорек көзі; R_рет – реттеуші реостат; R_о – орнатылған резистор; R – компенсациялық резистор (кедергілер магазині); I_ж – мәні тұрақты және жоғары дәлдікпен анықталған жұмыс істеуші тоқ; НИ – нөль-индикатор (гальванометр); Е_Н – нормальді элемент; U_Х – өлшенетін кедергі; U_К – компенсациялаушы кернеу.

Өлшеу алдында жұмыс істеуші тоқты орнату керек. Жұмыс істеуші тоқтың мәні, әдетте I_ж = 10^-4 – 10^-3 А- тең компенсатор паспортынан алынады. Одан кейін келесі формула бойынша R_о мәні есептеледі:

Алынған мәнді аспапта орнатады.

Содан, S- кілтін 1- күйге келтіріп, R_РЕТ- реостатының көмегімен НИ көрсеткішін 0- ге теңестіретіндей I_Ж- нің керекті мәнін келтіреміз. Бұдан кейін S- кілтін 2- күйге ауыстырып U_Х- ті өлшеуді жүргізеді, бұл үшін R потенциометрінің күйін өзгерту арқылы НИ- дің нөлдік көрсеткішіне қол жеткіземіз.

Бұл кезде өлшенетін кернеу келесідей анықталатын компенсациялыққа тең болады:

Жұмыс уақытында Е_КӨМ, Е_Н и U_Х кернеулерінің қосылуының полярлығын қатаң тексеру керек.

R кедергілер магазинінің есептуші құрылғысы компенсация үрдісін жүргізгеннен кейін U_Х өлшенетін кернеудің мәнінің тазартылуына мүмкіндік беретін вольт үлесінде градуирланады.

Берілген компенсаторлар ЭҚК- тің, кедергі мен сезімді нөль индикатордың үлгілік өлшемдерін қолданғандықтан жоғары дәлдікке ие болады. Сонымен қатар компенсация режимінде өлшенетін кернеу көзінен тоқты тұтыну жоқ.

Тұрақты тоқтың компенсаторлары екі түрге бөлінеді:

- 1 В қорек кернеуіне 10 кОм-ға жететін жұмыс тізбегі кедергісі бар үлкен кедергілер;

- жұмысшы тоғы 1-25 мА- ден аспайтын және ЭҚК-ін өлшеуге арналған кіші кедергілер.

Тұрақты тоқтың крмпенсаторлары келесі дәлдік кластармен шығарылады: 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5.

10.2 Айнымалы тоқтың компенсаторлары

Айнымалы тоқтың компенсаторларында U_К кернеуімен компенсацияланатын U_Х айнымалы өлшенетін кедергінің компенсациясына қол жеткізу үшін кернеулердің қисықтары мен олардың өзгеру жиіліктері бірдей, ал компенсация кезінде бұл амплитудалары тең болып, фазалары қарама- қарсы болуы қажет. Сондықтан, компенсация үрдісінде компенсациялайтын кернеудің амплитудасы мен фазасы өзгертіледі.

Айнымалы тоқтағы компенсациялық әдіспен өлшеу дәлдігі тұрақты тоқтағы компенсациялық әдіспен өлшеу дәлдігінен төмен, бұл дәлдігі бойынша нормальді элементпен өлшемдес болатын айнымалы кернеу өлшемінің жоқ болуымен түсіндіріледі. Аспаптардың дәлдік класы 0,2-ге жетеді.

Ең қарапайым компенсатор- 10.2- суретте көрсетілген өдшеудің көпірлік сұлбасы.

Көпірдің тепе- теңдік шарты

; .

Үшінші және төртінші иықтардың таза активті кедергілері болатынын ескерсек ( ), онда басқа екі түйіскен иықтардың реактивті кедергінің негізгі сипаты болуы керек (сиымдылықты және индуктивтілікті). Егер иықтардың біреуіне белгісіз параметрлі екіорайлықты қоссақ, онда көпірді теңестіргеннен кейін тепе- теңдік теңдеулері ізделініп отырған параметрлерді табуға мүмкіндік береді.

10.2- сур. – Қарапайым айнымалы тоқтың компенсаторы.

Белгілі және өлшенетін ЭҚК фазасына модулі бойынша теңестіру қалай жүргізілетініне және Е_х есептеуін қандай координаталарда алатынына байланысты айнымалы тоқтың компенсаторларын полярлы-координатты және тікбұрышты-координатты деп бөлеміз.

10.3- суретте фазореттеуіші және кернеу бөлгіші бар және осылардың көмегімен компенсацияланатын кернеу фазасы және модулі бойынша реттелетін полярлы-координатты компенсатордыңсхемасы көрсетілген.

10.3 - Полярлы-координатты компенсатор.

Өлшенуші ЭҚК Е_Х қыспақтарына қосылады. Кернеу ПК₁ және ПК₂ түйіспелерінің а-b мөлшерлеуші сымының және b-с кедергілер магазинінің межелігінде орналасуына қарай анықталады. Жұмыс істеуші тізбектің бөліміндегі кернеу фазасы Фр фазореттеуішімен реттеледі, осыған байланысты НИ- да тоқтың толық жоқ болуына қол жеткізуге болады. Жұмыс істеуші тоқтың керекті мәні R реостатының көмегімен А амперметрі бойынша белгілі болады.

Тікбұрышты-координатты компенсатор жұмыс істеуші тоқтардың бір- біріне қатысты фазалық ауытқуларының бұрышы 90°- қа тең. 8.4- суретте осындай компенсатордың суреті көрсетілген

10.4-сур. – Тікбұрышты-координаттық компенсатор

R – реттелетін резистор; а-b – кернеу бірлігінде градуирленген мөлшерлегіш сым; А – амперметр; Т_Р – болатсыз трансформатор (ауалық); НИ – нөль индикатор; R_f – кедергілер магазині; c-e – – кернеу бірлігінде градуирленген мөлшерлегіш сым.

I₁ тоғы берілген мәнді орнатады, ал U_ab кернеуі ПК₁ кедергісімен анықталады. Екінші жұмыс істеуші тізбекте ағатын I₂ тоғы Тр трансформаторының екінщі тізбегіндегі индуктивті кедергі болмашы болғандықтан I₁ тоғынан фаза бойынша 90°- қа қалып отырады.

I₁ мәнінің тұрақтылығында және f жиілігінде I₂ тоғымен пайда болатын ПК₂ бөліміндегі U_ce кернеуінің құлауы тұрақты. ПК₁ және ПК₂ кедергілері таза активті болғандықтан, U_ab и U_ce кернеулері тоқтармен фаза бойынша сәйкес келеді, бірақ бір- біріне қатысты 90°- қа ығысқан. I₂- тоғы мынаған тең:

;

мұндағы w - тоқтың бұрыштық жиілігі;

М – ауалық трансформатордың өзара индукциясының коэффициенті;

R – екінші жұмыс істеуші тізбектің толық активті кедергісі.

Формула бойынша жиілікті өзгерту I₂ тоғының өзгеруіне әкеледі, олай болса ПК₂ мөлшерленген сымның межелігінің градуирленуінің өзгеруі болады. Бұдан құтылу үшін қатынасы берілген мәндер шегіндегі барлық жиіліктерде өзгеріссіз қалатындай етіп R₂- ні өзгерту керек. Осы мақсатта мәні кедергіге тәуелді болып өзгеретін R_f кедергілер магазинін қосады.

U_х фазасы мен модулін келесі формулалар арқылы табамыз:

;

мұндағы U_x₁ –а-b сымының межелігі бойынша алынған кернеу;

U_x₂ –c-сымының межелігі бойынша алынған кернеу;

j - U_х векторы мен U_х1құрамдауышының арасындағы бұрыш.

10.3 Автоматтық компенсаторлар

Толық және толық емес тепе- теңдік қалпына келтіруі бар тұрақты және айнымалы тоқтардың автоматтық компенсаторлары болады. 8.5- суретте толық тепе- теңдік қалпына келтіруі бар тұрақты тоқтың автоматтық компенсаторының схемасы көрсетілген

Е_х өлшенетін ЭҚК- і R₁+R^¢; R₂+R^¢¢; R₃және R₄ резисторларымен құрылатын көпір диагоналінде U_cd кернеуімен тепе- теңдік қалпына келтіріледі.

10.5 - Толық тепе- теңдік қалпына келтіруі бар тұрақты тоқтың автоматтық компенсаторы.

Егер өлшенущі ЭҚК пен компенсациялаушы кернеу тең емес болса (Е_х ¹ U_cd), онда айырымы У күшейткішіне беріледі, онда ол күшейіп роторы R айнымалы резистордың қозғалмалы түйіспесімен және есеп беруші құрылғының нұсқағышымен байланысқан М керіқимылды қозғалтқышына беріледі. Ротордың айналу бағыты айырымның таңбасына байланысты .

U_К көмекші кернеуі тұрақтандырылған болуы керек.

Негізгі келтірілген қателік ± (0,25 – 1,0)% шектерінде жатады.

Автоматтық реттеу мен өндірістік үрдістерді басқару үшін қозғалтқыш роторымен әсерге түсетін басқарушы құрылғылар мен түйіспелер қарастырылады.

10.6- суретте толық емес тепе- теңдік қалпына келтіруі бар тұрақты тоқтың автоматтық компенсаторлары кескінделген.

10.6-сурет - толық емес тепе- теңдік қалпына келтіруі бар тұрақты тоқтың автоматтық компенсаторы.

Берілген типтің компенсаторы теріс кері байланыспен қапсырылған тұрақты тоқ күшейткіші (ТТК) көрінісінде болады. Берілген схема үшін мына қатынастар дұрыс:

мұндағы S – тұрақты тоқ күшейткішінің сезімділігі (түрлену коэффициенті).

Осылайша, бірінші теңдікке қойып, мынаны аламыз:

Егер R_КБ пен S- тің мәндерін болатындай етіп таңдап алсақ, онда теңдеу келесі түрге көшеді:

Бұл жағдайда барлық тізбектің түрлену коэффициенті тек қана R_КБ кедергісімен анықталады.

Айнымалы тоқтың автоматтық компенсаторларында компенсация үрдісінде компенсациялаушы кернеудің амплитудасы мен фазасын өзгерту қажет. Параметрлердің біреуін компенсациялау ең қарапайым жағдайлардың бірі. 10.7- суретте айнымалы тоқтың қарапайым автоматтық компенсаторы көрсетілген.

⇐ Предыдущая 15 16 17 18 192021 22 23 24 Следующая ⇒