22) Индукционные приборы

Измерительный механизм прибора индукционной системы состоит из одного или нескольких неподвижных электромагнитов и подвижной части, выполненной в виде алюминиевого диска. Переменные магнитные потоки, пронизывая диск, индуцируют в нем вихревые токи. Взаимодействие этих магнитных потоков с магнитными потоками от вихревых токов вызывает вращение диска. Индукционные измерительные механизмы применяются в счетчиках активной и реактивной энергии в однофазных и трехфазных цепях переменного тока. На рис. 2.14 показано устройство счетчика индукционной системы.

Рис. 2.14. Устройство счетчика индукционной системы: 1 – трехстержневой сердечник с катушкой напряжения; 2 – П-образный сердечник с двумя последовательно соединенными токовыми катушками; 3 – алюминиевый диск; 4 – постоянный магнит для создания тормозного

момента; 5 – счетный механизм

Вращающий момент, создаваемый электромагнитами, пропорциона-лен активной мощности переменного тока:

,

где k₁ – коэффициент пропорциональности.

Тормозной момент, создаваемый постоянным магнитом, можно считать пропорциональным скорости вращения диска:

где k₂ – постоянный коэффициент.

Число оборотов диска N за время измерения t определяется интегралом по времени от частоты вращения диска d  dt, т.е.

где W – энергия, прошедшая через счетчик за интервал времени t; С – постоянная счетчика.

Отсчет количества энергии производится по показаниям счетного механизма (счетчика числа оборотов). Единице электрической энергии (1 кВтч) соответствует определенное число оборотов диска.

23) Аналоговые электронные вольтметры.

Аналоговые электронные вольтметры выполняются по схеме, представленной на рис. 2.19,а.

а б

Рис. 2.19. Схемы аналоговых электронных вольтметров постоянного тока

Измеряемое напряжение U подается на входное устройство (Вх У), представляющее собой многопредельный высокоомный делитель напряжения на резисторах. Напряжение с делителя усиливается усилителем постоянного тока (УПТ) и поступает на стрелочный прибор V. Чтобы обеспечить необходимую точность вольтметра к усилителям постоянного тока предъявляют жесткие требования в отношении линейности амплитудной характеристики, постоянства коэффициента усиления, температурного и временного дрейфа нуля. При построении электронных вольтметров для измерения малых напряжений эти требования не всегда могут быть удовлетворены. Поэтому электронные вольтметры для измерения малых напряжений выполняются по схеме рис. 2.19,б. В таких вольтметрах постоянное измеряемое напряжение вначале преобразуется модулятором (М) в переменное, а далее усиление измеряемого сигнала осуществляется усилителем переменного тока (У), обладающим лучшими характеристиками по сравнению с усилителями постоянного тока. Выпрямленное выпрямителем (детектором) (В) напряжение подается на стрелочный прибор.

Схемы аналоговых электронных вольтметров переменного тока показаны на рис. 2.20.

а б

Рис. 2.20. Схемы аналоговых электронных вольтметров переменного тока

В первой схеме, приведенной на рис. 2.20,а, измеряемое переменное напряжение сначала преобразуется в постоянное выпрямителем (В), а затем усиливается усилителем постоянного тока. Во второй схеме (рис. 2.20,б) усиление производится на переменном токе, а затем усиленный сигнал выпрямляется. Вольтметры, построенные по первой схеме, позволяют измерять напряжение переменного тока в широком частотном диапазоне (от 10 Гц до 1000 МГц), но не дают возможности измерять напряжение меньше нескольких десятых долей вольта. Вторая схема позволяет строить вольтметры, нижний предел измерения которых составляет единицы микровольт. Однако, их частотный диапазон ограничен частотной характеристикой усилителя переменного тока.