електровимірювальні прилади класифікація реферат

електровимірювальні прилади класифікація реферат

Техніка електричних вимірювань. Електровимірювальний прилад складається з вимірювального механізму, який поміщений у корпус, та допоміжних частин (затиски для підключення, перемикачі меж вимірювань, блок живлення, коректор та інші). Вимірювальний механізм складається з рухомої і нерухомої частин, та має шкалу з певною кількістю поділок. Принцип дії вимірювального механізму може бути заснований на явищі електромагнетизму, електромагнітної сили або теплової дії струму.

В результаті цих явищ виникає обертаючий момент, який повертає рухому частину вимірювального механізму разом з покажчиком (стрілкою). Стрілка відхиляється на кут, прямо пропорційний значенню вимірюваної фізичної величини. В протидію обертаючому моменту (електромагнітним або механічним шляхом) створюється рівний та протидіючий момент, тому що інакше стрілка буде відхилятися до кінця шкали при будь - якому значенні вимірюваної величини (відмінної від нуля). Чутливість – кількість поділок шкали, на яку відхиляється стрілка приладу при зміні вимірюваної фізичної величини на одну одиницю. Показання приладу – значення фізичної величини, яке вимірює прилад (визначається як добуток ціни поділки приладу на кількість поділок, на яке відхилилася стрілка приладу при вимірюванні). Клас точності – відношення максимальної абсолютної похибки (встановлюваної при проектуванні приладу) до межі вимірювання приладу (виражене у відсотках). Для зменшення похибки вимірювання необхідно вибирати межу вимірювання приладу так, щоб його показання знаходилося на останній третині шкали приладу.

При роботі електровимірювальний прилад повинний споживати мінімально можливу потужність, щоб не змінювати режим роботи контрольованого об єкта. Вимірювана фізична величина; рід струму; клас точності; принцип дії; спосіб відліку та характер шкали; характер застосування й установки, та іншим. Магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, індукційні, термоелектричні, випрямні та інші. Шкала приладів, що показують, може бути рівномірною (всі поділки однакові) та нерівномірною (не всі поділки однакові); більш точне вимірювання здійснюється за допомогою рівномірної шкали. Стаціонарні (встановлювані на одному місці), переносні, транспортні (для мобільних установок). Визначається вимірювана фізична величина та прилад для вимірювань (сила струму – амперметр, напруга – вольтметр, потужність – ватметр і так далі); вимірювальний механізм приладу магнітоелектричної системи складається з постійного магніту, який має підковоподібну форму.

Усередині магніту знаходиться котушка індуктивності, зв язана зі стрілкою приладу.

При протіканні електричного струму в провідниках котушки спостерігається явище електромагнітної сили. В результаті котушка, укріплена на осі, повертається на кут, пропорційний значенню вимірюваної величини. Разом з котушкою відхиляється стрілка приладу, вказуючи на шкалі значення вимірюваної величини. Вимірювальний механізм приладу електромагнітної системи складається з котушки індуктивності з рухомим магнітопроводом, який зв язаний зі стрілкою приладу.

При протіканні електричного струму в провідниках котушки спостерігається явище електромагнетизму.

В результаті магнітопровід втягується в котушку пропорційно значенню вимірюваної величини, а стрілка приладу відхиляється, вказуючи на шкалі значення вимірюваної величини. Вимірювальний механізм приладу електродинамічної системи складається з двох котушок індуктивності (рухомої та нерухомої). При протіканні електричного струму в провідниках котушок спостерігається явище електромагнітної сили. В результаті рухома котушка (яка знаходиться усередині нерухомої котушки) відхиляється на кут, пропорційний значенню вимірюваної величини. Разом з цією котушкою відхиляється стрілка приладу, вказуючи на шкалі значення вимірюваної величини. Вимірювальний механізм приладу індукційної системи складається з двох нерухомих котушок індуктивності (зсунутих у просторі на кут 90° одна до одної) та рухомої металевої частини (диска, циліндра), яка розміщується між котушками. Одну котушку включають паралельно мережі, а іншу послідовно. Струми, що протікають у котушках, створюють два магнітних потоки, які пронизують рухому металеву частину і наводять у ній вихрові електрорушійні сили. Під дією наведених вихрових е.

У рухомій частині будуть протікати вихрові струми, тобто рухома частина зі струмом знаходиться в магнітному полі котушок. В результаті спостерігається явище електромагнітної сили, і рухома частина (диск, циліндр) приходить в обертання. Прилад термоелектричної системи являє собою сукупність приладу магнітоелектричної системи і термопари (двох різнорідних металів. Мідь – константан, залізо – константан та інших). Два кінці металевих провідників, з яких складається термопара, з єднані у загальний вузол. До цього вузла приєднаний провідник, по якому проходить вимірюваний електричний струм. В результаті теплової дії струму загальний вузол нагрівається й у ньому наводиться постійна електрорушійна сила (яку називають термо - е.

), незалежно від роду струму.

До двох інших кінців металевих провідників, з яких складається термопара, підключений вимірювальний механізм магнітоелектричної системи. При виникненні термо - е.

У котушці вимірювального механізму протікає постійний струм. В результаті котушка, а разом з нею і стрілка приладу відхиляються, вказуючи на шкалі значення вимірюваної величини. Прилад випрямної системи являє собою сукупність приладу магнітоелектричної системи й одного або декількох напівпровідникових випрямлячів, призначення яких – живлення вимірювального механізму магнітоелектричної системи постійним струмом. Для вимірювання сили струму в колі служить амперметр, літерне позначення якого на принципових електричних схемах – ра. Він включається послідовно в коло, у якому виконується вимірювання (рис. Опір котушки вимірювального механізму повинний бути мінімальним, щоб сила струму в колі не змінилася при включенні амперметра. Для цього котушку виконують з невеликою кількістю витків із проводу з великим перетином. Амперметр вибирається для вимірювань у такий спосіб. Межа вимірювання приладу повинна перевищувати передбачуване значення сили струму в колі. Для розширення межі вимірювання амперметра використовують трансформатори струму або шунти (манганінові пластини, упаяні в мідні чи латунні наконечники). Шунт включається в коло послідовно, а паралельно йому включається амперметр. Амперметр, на шкалі якого 100 поділок, має межу вимірювання 15 а. При включенні амперметра в коло його стрілка відхилилася на 80 поділок. Для вимірювання напруги в колі служить вольтметр, літерне позначення якого на принципових електричних схемах – рv. Він включається паралельно в коло, у якому виконується вимірювання (рис. Опір котушки вимірювального механізму повинний бути максимальним, щоб напруга в колі не змінилася при включенні вольтметра. Для цього котушку виконують з великою кількістю витків із проводу з невеликим перетином. Вольтметр вибирається для вимірювань у такий спосіб. Межа вимірювання приладу повинна перевищувати передбачуване значення напруги в колі. Для розширення межі вимірювання вольтметра використовують трансформатори напруги або додаткові опори, які включаються послідовно з вольтметром. Вольтметр, на шкалі якого 150 поділок, має межу вимірювання 300 в. При включенні вольтметра в коло його стрілка відхилилася на 110 поділок. Для вимірювання активної потужності в колі служить ватметр, літерне позначення якого на принципових електричних схемах – рw. Вимірювальний механізм ватметра складається з двох котушок. Нерухомої та рухомої, зв язаної зі стрілкою приладу.

Нерухома котушка (струмова обмотка) має невелику кількість витків та виконана з проводу із великим перетином; включається в коло послідовно. Рухома котушка (обмотка напруги) має велику кількість витків та виконана з проводу із невеликим перетином; включається в коло паралельно. Принцип дії ватметра заснований на явищі електромагнітної сили, яка виникає при протіканні струму в обох котушках, в результаті чого виникає обертаючий момент прямо пропорційний струмам у котушках. Сила струму в рухомій котушці пропорційна напрузі в колі, тому що вона включається паралельно. Сила струму в нерухомій котушці пропорційна силі струму в колі, тому що вона включається послідовно. Отже, обертаючий момент, який діє на рухому котушку, пропорційний активній потужності в колі. Таким чином, ватметр має дві межі вимірювання. За струмом і за напругою, тому межа вимірювання та ціна поділки ватметра визначаються так. Вибір ватметра для вимірювань здійснюється в такий спосіб. Межа вимірювання приладу за струмом повинна перевищувати передбачуване значення сили струму в колі, межа вимірювання приладу за напругою повинна перевищувати передбачуване значення напруги в колі. Для розширення меж вимірювання ватметра використовують трансформатори струму і напруги (або шунти і додаткові опори). Принципова електрична схема включення ватметра для вимірювання потужності, яку споживає навантаження в однофазному колі змінного струму, показана на рис. Ватметр, на шкалі якого 150 поділок, має межу вимірювання за струмом 20 а та межу вимірювання за напругою 300 в. При включенні ватметра в коло його стрілка відхилилася на 90 поділок. Котушка індуктивності підключена до однофазного джерела (50 гц). У коло котушки включені ватметр, вольтметр і амперметр. Після подачі напруги на затиски котушки показання приладів склали. Ватметра – 110 вт, вольтметра – 220 в, амперметра – 5 а. Коефіцієнт потужності можна також визначити за допомогою електровимірювального приладу, який називають фазометром, літерне позначення якого на принципових електричних схемах – р j. Складіть і опишіть принципову електричну схему включення ватметра у високовольтну однофазну мережу за допомогою вимірювальних трансформаторів напруги і струму.

Для обліку споживання активної енергії використовують лічильник активної енергії, літерне позначення якого на принципових електричних схемах – рwh. Вимірювальний механізм лічильника активної енергії влаштований у такий спосіб. На двох магнітопроводах, які мають підковоподібну форму та розташовані перпендикулярно один до одного, знаходяться обмотки (котушки індуктивності). Одна обмотка (обмотка напруги) включається паралельно споживачу, друга обмотка (струмова обмотка) включається послідовно зі споживачем. Між магнітопроводами укріплений алюмінієвий диск на осі, яка зв язана з рахунковим механізмом. Принцип дії вимірювального механізму наступний. При протіканні електричного струму по обмотках спостерігається явище електромагнетизму, в результаті чого створюються магнітні потоки обмоток. Ці потоки пронизують диск і спостерігається явище електромагнітної індукції. У диску наводяться вихрові е.

С під дією яких протікають вихрові струми. Взаємодія магнітного поля обмоток і вихрових струмів приводить до виникнення явища електромагнітної сили. Диск, а разом з ним і рахунковий механізм, починають обертатися. Для гальмування диска (при відсутності споживання електроенергії) використовується постійний магніт підковоподібної форми, полюси якого розташовані по різні боки щодо площини диска. На шкалі лічильника вказуються наступні технічні параметри. Тип; номінальна напруга (220 в, 380 в – для безпосереднього включення; 100 в – для включення через вимірювальний трансформатор напруги); номінальний струм (5 а, 10 а, 20 а, 50 а); постійна лічильника, яка показує, скільки обертів диска відповідає 1 квтчгод. На практиці (крім обліку спожитої електроенергії) лічильники використовують для визначення потужності включеного навантаження. Для цього знімають різницю показань лічильника за тривалий проміжок часу (кілька годин), яку співвідносять часу.

існує більш швидкий, але менш точний спосіб визначення потужності включеного навантаження. Для цього знімають кількість обертів диска за стислий проміжок часу (кілька секунд), яку співвідносять часу та постійній лічильника. Лічильники активної енергії випускаються в однофазному, трифазному трипровідному та трифазному чотирипровідному виконанні. Вимірювальний механізм трифазного трипровідного лічильника являє собою сукупність вимірювальних механізмів двох однофазних лічильників, диски яких розташовані на загальній осі та працюють на один рахунковий механізм (такий вимірювальний механізм називається двоелементним). Вимірювальний механізм трифазного чотирипровідного лічильника являє собою сукупність вимірювальних механізмів трьох однофазних лічильників, диски яких розташовані на загальній осі та працюють на один рахунковий механізм (такий вимірювальний механізм називається триелементним). Вимірювання реактивної енергії здійснюється за допомогою лічильників реактивної енергії, конструкція яких аналогічна трифазним чотирипровідним лічильникам активної енергії. Відмінність полягає в способі підключення лічильника реактивної енергії. Складіть і опишіть принципову електричну схему включення лічильника активної енергії у високовольтну мережу за допомогою вимірювальних трансформаторів напруги і струму.

У колах постійного струму опір елемента кола можна вимірити за допомогою вольтметра та амперметра. Для цього вимірюють напругу на елементі кола і силу струму, який у ньому протікає. Розділивши показання вольтметра на показання амперметра, визначають опір. Для безпосереднього вимірювання опорів використовується електровимірювальний прилад омметр, який являє собою сукупність міліамперметра магнітоелектричної системи та спеціальної вимірювальної системи, яка складається з джерела постійної електрорушійної сили і регульованого резистора (рис. При незмінній напрузі джерела сила струму в колі залежить від вимірюваного опору, що дозволяє градуювати шкалу міліамперметра в омах. Крім омметра опір елемента кола можна вимірити за допомогою вимірювального моста. Розглянемо чотириплечій вимірювальний міст (рис. В одне плече моста включається елемент кола, опір якого необхідно вимірити (rх), у три інших плечі моста включаються регульовані резистори r1, r2, r3. Вимірювальний міст має дві діагоналі (ab і cd), до діагоналі ab підключається джерело постійної електрорушійної сили, до діагоналі cd – гальванометр g. При вимірюванні необхідно опори регульованих резисторів змінювати так, щоб урівноважити міст, тобто струм у гальванометрі повинний бути відсутнім. Це означає, що в урівноваженому стані i1 = i2, i3 = ix. У відповідності до другого закону кірхгофа. Відношення максимальної абсолютної похибки (установлюваної при проектуванні приладу) до межі вимірювання приладу (виражене у відсотках). Принципи побудови цифрових електровимірювальних приладів. Цифрові, вібраційні, аналогові та електромеханічні частотоміри. Вимірювання частоти електричної напруги. Відношення двох частот, резонансний метод. Похибки вимірювання частоти і інтервалів часу.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже.

Вимірювання сили струму, напруги, активної потужності, коефіцієнта потужності. Розрахунок опорів набору шунтів та додаткових резисторів при вимірюванні постійної напруги. Аналіз методів та засобів вимірювання рівня рідини засобами вимірювальної техніки. Склад та настройка ємнісних перетворювачів. Процедура оцінювання невизначеності вимірювання. її впровадження в метрологічну практику.

Порівняльний аналіз концепцій похибки та невизначеності вимірювання. Знаходження коефіцієнту охоплення. Процедурні етапи оцінювання невизначеністі вимірювання. Опис основних фізичних величин електрики та магнетизму.

Характеристика аналогових приладів вимірювання активної потужності в однофазних колах змінного струму.

Принцип дії основних електричних вимірювальних приладів. Будова приладів магнітоелектричної, електромагнітної, електродинамічної, теплової, вібраційної, термоелектричної, детекторної та індукційної систем. історія створення електровимірювальних приладів. Вимірювання змінної напруги та струму.

Прецизійний мікропроцесорний вольтметр. Алгоритм роботи проектованого пристрою. Розробка апаратної частини. Розрахунок неінвертуючого вхідного підсилювача напруги. Оцінка похибки пристрою. Вимірювання частоти і інтервалів часу супроводжується такими складовими похибок вимірювання. Похибка квантування; похибка, зумовлена нестабільністю частоти генератора кванту вальних імпульсів; похибка від нестабільності порогів спрацювання формувачів імпульсів. Якщо генератор квантувальних імпульсів синхронізований з початком вимірюваного інтервалу часу (рис. 10, а), то похибка квантування. T виникає в кінці вимірюваного інтервалу як різниця між результатом вимірювання nxt0 і вимірюваним інтервалом тх. Оскільки вимірювана величина до вимірювання невідома, то кінець інтервалу тх може з однаковою ймовірністю припасти на будь - який момент між сусідніми квантувальними імпульсами, тому похибку квантування. T вважають випадковою і розподіленою за рівномірним несиметричним законом з граничним значенням т0 (рис. Синхронізувати генератор квантувальних імпульсів з початком вимірюваного інтервалу тх часто не вдається, тому похибка квантування виникає на початку.

T2 вимірюваного інтервалу часу тх (рис. T2 розподілені за рівномірними несиметричними законами з граничним значенням т0. Сумарна похибка квантування. T2 розподілена за трикутним законом (законом сімпсона) з граничним значенням т0. Математичне сподівання сумарної похибки квантування дорівнює нулю, а середнє квадратичне відхилення. Отже, відносна гранична похибка квантування збільшується із зменшенням частоти. Для розширення частотного діапазону частотомірів у зону нижніх частот вдаються до таких заходів. На нижніх частотах похибку квантування можна зменшити, збільшуючи n. T0, але це веде до збільшення тривалості вимірювання, тобто до зменшення швидкодії. Таким чином, відносна гранична похибка квантування збільшується зі збільшенням вимірюваної частоти fx і зменшується зі збільшенням частоти квантувальних імпульсів f0. Верхнє граничне значення частотного діапазону, якщо задано допустиме граничне значення похибки квантування, визначається швидкодією лічильника імпульсів, тобто максимальною частотою імпульсів f0, яку лічильник здатен підраховувати. Похибка, зумовлена нестабільністю частоти генератора квантувальних імпульсів, виявляється в основному як повільний відхід частоти внаслідок старіння кварцового резонатора. Похибка від нестабільності порогів спрацювання формувачів імпульсів зумовлена двома чинниками. Зміщеннями рівнів формування в каналах і шумовими напругами, що діють на вхід формувача. U - дрейф порога спрацювання формувача імпульсів; vx - швидкість зміни вимірюваного сигналу.

Якщо сигнал синусоїдний з амплітудою um і часто тою fx, то максимальна швидкість зміни сигналу vx=2. U виразити через швидкість дрейфу vd і період тх, тобто. U=vdtx, то вираз можна записати у такому вигляді. Принцип дії аналогового резонансного частотоміра (рис. 12 ґрунтується на порівнянні вимірюваної частоти fx з частотою резонансного контуру fр. Сигнал з частотою fх, яку необхідно виміряти, через взаємно індуктивні елементи подається на коливальний контур lcх. Резонансну частоту контуру можна змінювати, змінюючи ємність конденсатора сх. За допомогою індикатора резонансу контур налаштовується у резонанс із вимірюваною частотою fx=fр. індуктивність l заздалегідь відома із заданою точністю, а тому шкала конденсатора градуюється безпосередньо в одиницях частоти. На високих і надвисоких частотах коливальний контур частотоміра виготовляєтеся у вигляді відрізка коаксіальної лінії або об ємного резонатора. У режимі лінійної розгортки сигнал із частотою, яку необхідно виміряти, подається на вхід каналу вертикального відхилення. За допомогою синхронізації досягають стійкого зображення на екрані осцилографа. Частоту вимірюють, підраховуючи візуально кількість повних коливань за одиницю часу.

Період коливань вимірюють також візуально за допомогою шкали, нанесеної на екрані осцилографа. Якщо осцилограф двоканальний або двопроменевий, то можна виміряти зсув фаз між двома коливаннями однакової частоти, подаючи їх на входи каналів вертикального відхилення. Зсув фаз можна виміряти також і за допомогою одноканального осцилографа, якщо один сигнал подати на вхід вертикального відхилення, а другий - на вхід зовнішньої синхронізації. Синусоїдна розгортка. У цьому режимі на вхід горизонтального й вертикального каналів подаються сигнали однієї і тієї самої зразкової частоти, відомої із заданою точністю, і зсунуті один відносно одного. На екрані осцилографа електронний промінь рухатиметься вздовж кола, причому тривалість одного оберту дорівнює періоду зразкового сигналу.

Сигнал із вимірюваною частотою fx подається на модулятор електронно - променевої трубки і таким чином модулюється яскравість зображення - у додатний півперіод зображення яскравіше, а у від ємний - менш яскраве.

Якщо fx>f0, то у зображенні кола на екрані осцилографа з являються світлі і темні ділянки. Кількість світлих або темних ділянок дорівнює кратності n вимірюваної fx і зразкової f0 частот. Приміщення з хімічно - активним або органічним середовищем, в яких є агресивні пари, рідини, які утворюють відкладення або плісняву.

Електричні і радіотехнічні вимірювання. Працівників та учнів проф. Наладка средств измерений и систем технологического контроля. Електротехніка - область науки і техніки, яка займається вивченням електричних і магнітних явищ і їх використанням в практичних цілях. Науково - технічний прогрес не можливий без електрифікації всіх галузей народного господарства. Його потреби без перестану ростуть, що призводить до збільшення виробництва. В умовах науково технічної революції особливо чітко проявився діалектичний зв язок науки, техніки і виробництва. Наука стала невід’ємною виробничою силою, а наукові досягнення стали в значній мірі залежними від степеня розвитку і можливостей сучасних технологій. Електротехнікою називають область науки, техніки і виробництва, в якій розробляються принципи виробництва і удосконалення електричних приладів, методи їх інженерного розрахунку і технологічного забезпечення, способи розробки електричних систем для потреб народного господарства. Велике використання електричної апаратури зумовлено її швидкою роботою, точністю, високою чутливістю, малою затратою енергії, постійно зростаючою економністю. Вони допомагають проникнути в секрети електросвітлу і безмежно - великого космосу, виміряти електричні потенціали живої клітини і атомні шерховатості обробляємої поверхні. На основі електроніки реальний перехід до повністю автоматизованого виробництва. Уже зараз широко застосовують станки з цифровим програмним керуванням і промислові роботи. Якісним стрибком у розвитку електроніки було винайдення в останні два десятиліття мікросхем з послідовно і швидко зростаючим ступенем інтеграції електричних елементів. Перехід цифрової обчислювальної техніки на електронну, а потім і на мікроелектронну базу відкрив нові перспективи подальшої автоматизації процесів управління аж до розробки автоматів наділених штучним інтелектом. За частотою застосувань електричні вимірювання поступаються хіба що лише вимірюванням довжини, маси та температури. Електричні вимірювання застосовуються не лише для вимірювань власне електричних величин (напруги, струму, потужності, енергії, опору, частоти, зсуву фаз, ємності та ряду магнітних величин), а й при використанні перетворювачів для вимірювання багатьох неелектричних величин (тиску, температури, швидкості, параметрів вібрації, рівня рідин та сипучих матеріалів, витрати рідин та газоподібних речовин, величин пружних деформацій, відстаней тощо). Найбільшого розмаїття електровимірювальних приладів досягнуто в енергетиці. Без застосування електровимірювальних приладів була б неможливою робота сучасних електричних станцій, де нормальна дія кожного енергоблоку може підтримуватись персоналом лише на основі аналізу інформації, що надходить від багатьох десятків (а іноді й сотень) приладів, які контролюють безліч параметрів енергоблоку.

При цьому чи не найбільша частина цих електричних приладів контролює неелектричні величини. Причому саме за допомогою електричних вимірювань візуально недосяжні пошкодження обладнання знаходять найшвидше і найточніше.

Як приклад можна навести пошук місця пошкодження електричного кабелю вимірюванням електричного опору з двох кінців вимкненого кабелю (в разі короткого замикання між його струмопровідними жилами), чи вимірюванням ємності між жилами (в разі розриву якоїсь із жил). Зауважимо, що без застосування електричних вимірювань визначити місце пошкодження було б практично неможливо. Заводи, що виробляють засоби електричних вимірювань, є у багатьох містах країни, зокрема у києві, львові, севастополі, луцьку та ін. Принципово будову більшості цифрових електровимірювальних приладів може бути пояснено на основі структурної схеми, зображеної на рис. 1, де x - вхідна (вимірювана) величина; вп - вхідний пристрій; ацп - аналого - цифровий перетворювач; оп - обчислювальний пристрій; дкп - декодуючий пристрій; пі - пристрій індикації; пу - пристрій управління; бж - блок живлення. У вхідному пристрої вп, залежно від розміру вхідної величини x, автоматично вмикається потрібний діапазон вимірювання з одночасною подачею через пристрій управління пу, команди на пристрій індикації пі про положення коми між цифрами індикатора та про індикацію знаку вхідної величини. У цьому ж пристрої може відбуватися перетворення вимірюваної величини в напругу постійного струму або в інтервал часу, чи в частоту електричних імпульсів. У аналого - цифровому перетворювачі ацп виконується перетворення сигналу, що надходить сюди з вхідного пристрою вп, у цифрову форму з видачею цифрових кодових сигналів для подальшої обробки, яка проходить у обчислювальному пристрої оп. Далі цифровий сигнал проходить до декодуючого пристрою дку, де він перетворюється у форму, придатну для сприйняття пристроєм індикації пі, щоб висвітлити число, що показує вимірювану величину x. Водночас цифровий сигнал, після виходу його з обчислювального пристрою, може передаватися на реєструючий пристрій рп і на електронно - обчислювальну машину еом для подальшої реєстрації (друкування) чи обробки. Пристрій управління пу регламентує роботу всієї вимірювальної схеми приладу, а блок живлення бж забезпечує живлення кожної зі складових частин приладу напругою потрібної величини при необхідній потужності для кожної з них. Принцип дії цифрових частотомірів заснований на підрахунку числа періодів вимірюваної невідомої частоти за точно відомий відрізок часу.

Структурно - функціональну схему такого цифрового частотоміра зображено на рис. Епюри напруг, що відповідають позначеним літерами ділянкам наведеної схеми частотоміра, показано на рис. Щ - напруга невідомої вимірюваної частоти, ф2 - формувач імпульсів вимірюваної частоти, к - електронний ключ, кг - кварцовий генератор точно відомої високої частоти, ф1 - формувач прямокутних імпульсів частоти, генерованої кварцовим генератором кг, пч - подільник частоти, фіч - формувач імпульсів точного часу, л - декадний лічильник, дш - дешифратор, пі - пристрій індикації. Головним вузлом, що забезпечує точність виміру частоти в цьому приладі, є кварцовий генератор високої частоти. Власне висока частота тут не потрібна, але кварцові генератори саме на високій частоті здатні працювати з високою точністю і за прийнятних розмірів кварцової пластини. Щоб запобігти впливу температури середовища на частоту кварцового генератора, всі його частини вміщено в термостат обмеженого об єму з власним нагрівачем та автоматичним регулятором температури. Це забезпечує стабілізацію температури всередині термостата на рівні 50. 60°с незалежно від температури довкілля, що змінюється у нормальних межах, тобто не перевищує 40°с. Для більш чіткої роботи інших елементів схеми синусоїдальна напруга кварцового генератора перетворюється формувачем ф1 на послідовність імпульсів напруги майже прямокутної форми. Ця послідовність імпульсів, потрапляючи в подільник частоти пч, після багаторазового поділення перетворюється на прямокутні імпульси малої частоти з суворо витриманим часом т кожного періоду (рис. Ці імпульси, попадаючи у формувач імпульсів часу фіч, формуються у прямокутні імпульси напруги (епюра є), які надходять у коло керування електронним ключем к, примушують його відмикатися на точно дозовані проміжки часу (наприклад, на 1 с), протягом яких цей ключ пропускає через себе у лічильник л сформовані формувачем ф2 пакети імпульсів (епюра ж). Лічильник, порахувавши число імпульсів, вміщених у пакеті (тобто ту кількість, що пройшла через ключ к протягом часу 7), і перетворивши це число у десяткову форму, надсилає це число до дешифратора дш, де воно перетворюється на код, сприйнятний для цифрового пристрою індикації, на якому і висвітлюється вимірюване значення частоти напруги. Разом з тим сигнал про величину виміряної частоти після лічильника л (а іноді й після дешифратора) може спрямовуватись до еом для зберігання чи подальших розрахунків. За допомогою цифрового частотоміра можна вимірювати частоту зі значно більшою точністю, ніж частотомірами інших систем (можна вести виміри з похибкою, що не перевищує од. Підвищення точності цифрових частотомірів можна досягти, підвищуючи стабільність кварцового генератора і збільшуючи величину часу т. Завдяки високій точності й можливості передавання результату вимірювань безпосередньо до еом нині широко застосовують саме цифрові частотоміри. із застосуванням перетворювачів неелектричних величин (наприклад, швидкості обертання) у напругу змінного струму, частота якої однозначно пов язана з контрольованою величиною, можливості цих частотомірів ще більш поширюються. В енергетиці чи не найбільшого поширення набули електромагнітні вібраційні частотоміри. їхня дія базується на явищі механічного резонансу коливань пружних пластин під дією збуджувальних коливань, створюваних силами тяжіння електромагніта, котушка котрого живиться під джерела змінного струму, частоту якого бажано виміряти. Такі частотоміри можуть бути виконані з безпосереднім (рис. 3, а) чи посереднім (рис. У обох різновидах частотомірів елементами, чутливими до частоти, є пружні пластини 3 з загнутими кінцями 4, розташовані в ряд проти прорізів, зроблених у шкалі 5 (у частотоміра з безпосереднім збудженням може бути і два ряди таких пластин, як видно з рис. У обох видозмінах таких частотомірів електромагніт 2 з обмоткою 7 створює змінне магнітне поле, яке у частотоміра з безпосереднім збудженням викликає притягання сталевих пластин 3 до полюса електромагніта, а у частотоміра з посереднім збудженням - притягання якоря 6, жорстко пов язаного з основою 7, на якій закріплено кінці всіх пластин 3. Ці пластини можуть бути виконані як зі сталі, так і з якогось іншого пружного матеріалу (наприклад, бронзи). Якір 6 з основою 7 закріплено на двох пружинах 8 до цоколя приладу 9. Таким чином, у частотомірів обох видозмін всі пружні пластини 3 вібрують з частотою, вдвоє більшою, ніж частота напруги живлення обмотки 1. А вдвоє більшою тому, що за один період напруги живлення і сталеві пластини 3, і якір 6 притягуються до полюсів електромагніта 2 й відпускаються від нього двічі, незалежно від полярності полюсів цього електромагніта. Але амплітуда вібрації кінців 4 цих пластин буде різною. Найбільшою у тієї пластини, власна частота коливань якої дорівнює частоті сили збудження (тобто вдвоє більша за частоту напруги живлення). Менші амплітуди коливань будуть у сусідніх пластин, власна частота коливань яких трохи більша і трохи менша від подвоєної частоти напруги. і чим більш відмінною будуть власні частоти коливань пластин від цієї подвоєної частоти напруги, тим меншим буде розмах коливань кінців 4 цих пластин 3. Частоту коливань напруги знаходять за тією позначкою частотоміра, проти якої видимий розмах коливань кінця пластини 3 є найбільшим. 3, в, де зображено шкалу частотоміра, показано, як виглядає показання розглянутих частотомірів, коли частота напруги мережі становить 49, 5 гц. Вони вирізняються відносно високим класом точності, зручністю в користуванні, бо дають можливість робити відлік за положенням стрілки на шкалі, градуйованій безпосередньо у герцах. Схему одного з переносних частотомірів, що виробляються в україні, зображено на рис. Р1 і р2 - обмотки рухомих рамок приладу, жорстко закріплених на осі рухомої системи під прямим кутом одна до одної; нк1 і нк2 - обмотки нерухомих котушок; l - котушка індуктивності з феромагнітним осердям, що має невеликий повітряний проміжок; с1 - конденсатор, який створює резонансний контур з котушкою l; r1 - додатковий опір, rш - підгінний опір; с2 - конденсатор, реактивний опір якого обмежує величину струму, що проходить через обмотку рамки р2; at - автотрансформатор, що дає можливість при величинах номінальних напруг контрольованої частотоміром мережі 36, 100, 127 або 220 в подавати на вимірювальний механізм певну величину напруги, на якій проводилось градуювання приладу.

Зауважимо, що відхилення величини напруги мережі у межах ±10 % від її номінальної величини викликає лише невелику додаткову похибку у показаннях, яка не виходить за межі, допустимі для класу приладу.

Частотоміри за наведеною схемою виробляють у декількох модифікаціях. Діапазон вимірювань частоти кожним з цих приладів відповідає ±10 % від значення середньої частоти, вимірюваної даним приладом, тобто від 45. У цих приладах зі зміною величини частоти змінюються також величина і фаза струму у нерухомих котушках hk1 і нк2 і у рухомій котушці - рамці р1. Так, якщо за частоти, що відповідає показанню посередині шкали приладу, величина реактивного індуктивного опору вітки, за якою проходить струм і1, дорівнюватиме величині ємнісного реактивного опору конденсатора с1 тоді через наявність резонансу напруг струм і1 буде найбільшим і перебуватиме у фазі з напругою uf. Рамка р1 під дією обертового моменту, створеного взаємодією струму в рамці з магнітним потоком нерухомих котушок нк1 і нк2, перебуватиме у положенні, де площини цієї рамки і нерухомих котушок збігатимуться. Дією рамки р2 можна знехтувати, бо через неї проходить струм і2, зсунутий відносно напруги uf майже на 90°. Якщо ж величина частоти напруги uf буде відмінна від частоти резонансу fр, то фаза струму і1 відносно напруги uf вже не збігатиметься з напругою, і кут зсуву по фазі струму і1, відносно струму і2 буде відмінним від 90°. Тоді магнітний потік нерухомих котушок, взаємодіючи зі струмом і2, створить обертовий момент, що буде врівноважений моментом, створюваним рамкою р1 при повороті рухомої частини приладу на кут, відповідний вимірюваній частоті напруги uf. Зі схеми видно, що величина напруги uf не впливає на кут відхилення рухомої частини, бо зміна величини напруги однаково вплине як на величину струму і1, так і на величину струму і2. Це призведе до однакової зміни величин обертових моментів, створюваних рамками р1 і р2, котрі протидіють один одному, тобто не змінить рівноваги між ними за даного положення рухомої частини приладу.

У цьому приладі, як і у всякому логометрі, відсутні спіральні пружини, а струм підводиться до рамок за допомогою трьох тонких безмоментних струмопідводів. Феродинамічні частотоміри, побудовані на основі феродинамічних логометрів, можуть бути виконані на основі електричних схем, аналогічних схемам електродинамічних частотомірів. Різниця між ними лише в тому, що споживана потужність у феродинамічного приладу може бути суттєво меншою, ніж у електродинамічного. Часто феродинамічні частотоміри виконують на основі найпростіших однорамочних логометрів, у котрих як діючий, так і протидіючий моменти створюються однією рамкою, через яку водночас проходять два струми. Один (що створює момент протидії) викликаний ерс взаємоіндукції від дії струму, що є у обмотці нерухомої котушки, другий (той, що створює діючий момент) викликаний напругою мережі, частота якої вимірюється. Ця напруга прикладена до ємнісно - індуктивного кола приладу.

Як і у частотоміра електродинамічної системи, так і у феродинамічного для підводу струму до рамки використано безмоментні струмопідводи, але їх всього два. Електромагнітний частотомір виконано на основі двокотушкового електромагнітного логометра, котрий має на своїй рухомій частині два феромагнітних осердя, кожне з яких взаємодіє з одною із нерухомих котушок. Обертові моменти електромагнітних систем, до яких входять згадані котушки і осердя, спрямовані зустрічно. Кожну з обмоток котушок ввімкнено послідовно з дроселем і конденсатором, які налаштовано в резонанс на відмінні величини частот. Одна - нижче за найменшу вимірювану частоту, друга - вища за найбільшу вимірювану частоту.

Завдяки цьому рівність обертових моментів, що діють протилежно, в згаданих раніше системах буде одержано при різних величинах вимірюваної частоти у певних положеннях покажчика приладу на шкалі. Рухома частина цього приладу не має ні моментних пружин, ні безмоментних струмопідводів. Випрямні частотоміри, створені на основі магнітоелектричних логометрів, діють аналогічно тому, як діє електромагнітний частотомір. Тобто вони мають два резонансні контури. Резонансна частота одного нижча за найменшу вимірювану, а іншого - вища за найбільшу вимірювану.

Але змінні струми, що протікають у вказаних контурах, випрямлюються двопівперіодними випрямлячами і надсилаються до рамок рухомої частини магнітоелектричного логометра, кут повороту якої залежить від відношення цих струмів. Згідно з цим, положення стрілки на шкалі логометра визначатиме величину частоти напруги. У електронного частотоміра приладом, що показує частоту, є магнітоелектричний міліамперметр, увімкнутий у коло вихідного каскаду електронного підсилювача. Вхідне коло підсилювача приєднане до частотно залежного ланцюга, струм якого мало залежить від величини напруги, частота котрої вимірюється. Завдяки наявності електронного підсилювача, потужність, споживана з вимірювального кола, у електронного частотоміра значно менша, ніж у всіх розглянутих вище частотомірів. Для вимірювання частоти у вузькому діапазоні (45. 55гц) з невисокою точністю (одиниці процентів) застосовуються електродинамічні й електромагнітні частотоміри. В електродинамічних частотомірах застосовують логометричний вимірювальний механізм, який складається з двох рухомих котушок, закріплених на одній осі під деяким кутом одна до одної, яка може вільно обертатися у магнітному полі нерухомої котушки (рис. Параметри рухомої котушки та елементів r2, l2, с2 добирають так, щоб резонансна частота. Fxl2 і співвідношення між струмами в котушках, унаслідок чого стрілка відхиляється на кут, пропорційний вимірюваній частоті fx. Аналогічно працює й електромагнітний частотомір. В аналогових електронних частотомірах застосовується попереднє перетворення частоти в напругу.

Принцип дії вимірювального перетворювача частоти в напругу ґрунтується на формуванні імпульсів, частота яких дорівнює вимірюваній частоті, а електричний заряд імпульсів є постійним. Середнє значення струму таких імпульсів пропорційне вимірюваній частоті. Вимірювальний перетворювач частоти в напругу становить основу так званого конденсаторного частотоміра, спрощену схему якого наведено на рисунку 6. Періодичний сигнал із частотою fx надходить на вхід формувача прямокутних імпульсів, частота яких дорівнює вимірюваній частоті. Прямокутні імпульси діють на перемикач, який з єднує конденсатор із джерелом стабільної напруги. Упродовж часу тривалості імпульсу ті конденсатор заряджається до напруги u0. Заряд, який накопичився за цей час на обкладках конденсатора, становитиме.

Після закінчення дії імпульсу перемикач повертається у початковий стан і з єднує конденсатор із резистором r. Конденсатор розряджається, і через резистор проходить струм розряду, середнє значення якого прямо пропорційне вимірюваній частоті. Напруга на резисторі r прямо пропорційна струму, тому середнє значення напруги на резисторі ux=rq0fx виділяється фільтром низької частоти і вимірюється вольтметром магнітоелектричної системи. Перетворення частоти сигналу широко застосовується в різних радіотехнічних пристроях. Суть частотного перетворення сигналу полягає у тому, що синусоїдний сигнал ux (t) =uх. X) з вимірюваною частотою fx перемножується із зразковим сигналом u0 (t) = u0. 0) з відомою частотою f0. Отже, на виході перемножувача буде сума двох коливань. Пристрій, за допомогою якого здійснюється перемножування двох синусоїдних сигналів, називається амплітудним модулятором, змішувачем, перемножувачем. За допомогою електронних фільтрів можна виділити із суми двох коливань одне.

Здебільшого на практиці виділяють коливання з різницевою частотою fx - f0. Якщо плавно змінювати частоту f0 зразкового генератора, то частота fx - f0 наближатиметься до нуля. Це можна зафіксувати за допомогою осцилографа або на слух за допомогою головних телефонів за висотою тону.

Основною похибкою, яка обмежує точність частотомірів, є похибка квантування. Перетворенням похибки квантування. T в електричний заряд q, а заряду в інтервал часу.

T (у десятки разів більший. T) і наступним вимірюванням інтервалу.

T можна в десятки разів підвищити точність вимірювання частоти. Цей спосіб застосовується у цифровому універсальному частотомірі 43 - 64, генератор квантувальних імпульсів якого має частоту 100 мгц. На першому етапі вимірювання вимірюваний інтервал часу тх квантується імпульсами з періодом т0=1. При цьому виникають похибки. Сумарна похибка перетворюється в заряд конденсатора. T1 відбувається заряджання, а протягом інтервалу.

T2 - розряджання конденсатора струмом 1. Далі конденсатор розряджається струмом 1. Тривалість розряджання дорівнює. T квантується імпульсами з періодом т0=1. Таким чином, похибка зменшується з 1. На підприємствах енергетичного профілю частоту найчастіше вимірюють за допомогою частотомірів, використання яких не викликає ніяких труднощів. Більшість частотомірів приєднують безпосередньо до мережі, частоту котрої необхідно виміряти, або до окремого джерела живлення змінного струму, частоту напруги якого слід контролювати. Необхідно лише впевнитись, що номінальна величина напруги мережі чи окремого джерела збігається з номінальною величиною напруги частотоміра, а також у тому, чи довіряти показанням частотоміра зразу ж після вмикання під напругу, чи лише після певного часу його роботи. Цей час може бути необхідний, щоб частини частотоміра, що містяться всередині його корпуса, нагрілися власним теплом, яке виникає в обмотках та осердях частотоміра, до належної температури. Крім того, ще до встановлення і приєднання частотоміра необхідно впевнитись у відповідності умов у помешканні, де намічено встановити частотомір, тим умовам, які передбачені технічним описом приладу.

Більшість частотомірів, що застосовуються на електричних станціях та в енергосистемах, мають обмежену точність (клас їхньої точності 1, 5; 1, 0; 0, 5; 0, 2). Повірка необхідна також після ремонту приладів. При таких повірках необхідно забезпечити клас точності зразкового засобу вимірювання у 4. 5 разів вищий за клас приладу, що повіряється. Якщо зразкових приладів необхідного класу точності немає, то використовують метод порівняння частот зразкового високоточного вимірювального генератора і джерела напруги змінної частоти, від якого живиться частотомір, що проходить повірку.

Використовують ще і метод вимірювання частоти за допомогою частотомірного мосту.

Безпосереднє вмикання частотоміра на генератор зразкових частот часто буває неможливим через малу потужність таких генераторів. Зг - генератор зразкової частоти; гч - генератор змінної частоти живлення приладу; чм - частотомір, що повіряється; п1, п2, п3 - підсилювачі; і - індикатор наявності коливань напруги; п - потенціометр. Для чіткої роботи схеми необхідно, щоб підсилювачі п1 і п2 були однотипними, а величини напруг на їхніх виходах - однаковими (щоб досягти цього, у схемі є потенціометр п, за допомогою якого на вході до підсилювача п2 можна встановити яку завгодно величину напруги). індикаторний прилад і - це прилад для вимірювань постійного струму з нульовою позначкою посередині шкали. Він має бути здатним витримувати величину напруги змінного струму, яка виникає на виході підсилювача п3 при появі на його вході складених напруг, створених підсилювачами п1 і п2. Порядок повірки частотоміра на подібній вимірювальній схемі може бути таким. Генератором зразкової частоти зг встановлюють значення однієї з частот, вимірюваних частотоміром чм. Генератором гч встановлюють приблизно таку саму частоту (за показаннями частотоміра чм), після чого звертають увагу на показання індикатора і. Якщо величини обох частот мало відрізняються між собою, то між напругами, що є на виходах підсилювачів п1 і п2, виникає биття - тобто почергове складання і віднімання миттєвих значень цих напруг. Змінюючи величину частоти генератора гч, досягають такого стану, при якому частота биття напруги стане зовсім малою (десь одне коливання за 5. У цьому разі можна вважати, що частоти напруг генераторів зг і гч зрівнюються. Якщо в цей час показання покажчика частотоміра, що проходить повірку, відрізняється від частоти, генерованої генератором зг, то, віднявши від показу частотоміра чм (у герцах) дійсну частоту, з якою працює генератор зг, можна визначити величину похибки частотоміра. Метод биття можна застосовувати у виробничих лабораторіях при повірках частотомірів завдяки нескладності потрібного обладнання та достатньо високої точності вимірювань. Застосовуючи зразковий кварцовий генератор з багатоступінчастим подільником частоти, можна отримати зразкову частоту з похибкою близько 0, 000001 %. Використовуючи термостатовані камертонні генератори, можна досягти точності, на порядок чи два меншої. їх можна використовувати й без подільників частоти. іноді для визначення рівності вимірюваної і зразкової частот як нуль - індикатор використовують телефонну трубку.

Це зовсім простий метод, який не вимагає додаткової апаратури, треба лише, щоб величини напруг зразкової і контрольованої частот були достатніми (і безпечними) для телефонної трубки. Але користуватись цим методом доцільно тільки при порівнянні підвищених і високих частот, бо людське вухо нездатне сприймати звуки з частотою, нижчою за 12. Наявність такої мертвої зони при порівнянні частот порядку 1000. 5000 гц і вище майже не впливає на точність вимірювань, але при порівнянні частот порядку 40. 60 гц вона зовсім недоречна, бо суттєво зменшує точність порівняння. В універсальних цифрових частотомірах передбачена можливість вимірювання відношення двох частот. Сигнали вимірюваних частот подаються на формувачі імпульсів (рис. 8), які формують імпульси з крутими фронтами для зменшення похибки від дрейфу рівнів спрацювання. Якщо одна з частот набагато більша за іншу (fx>>fy), то імпульс тривалістю ту з виходу формувача (рис. 8, а) відкриває ключ і імпульси тривалістю тх надходять на вхід лічильника імпульсів упродовж часу ту.

Числовий відлік лічильника імпульсів дорівнюватиме.

Якщо ж частоти fx і fy близькі за значенням, то імпульси з частотою fy після формувача (рис. 8, б) подаються на подільник частоти з коефіцієнтом ділення n. Числовий відлік лічильника імпульсів у такому разі дорівнюватиме.

Відсотковий частотомір. Сигнал частотою fx надходить на формувач імпульсів (рис. 9), який формує імпульси нормованої амплітуди з крутими фронтами. Сформовані імпульси подаються на подільник частоти з коефіцієнтом ділення n1. Обидва імпульси подаються на ключ, який влаштований так, що він відкритий упродовж часу.

Т на вхід лічильника імпульсів через ключ проходять імпульси з періодом т0. Покази лічильника в кінці вимірювання становлять. Електротехніка — область науки і техніки, яка займається вивченням електричних і магнітних явищ і їх використанням в практичних цілях. 1 принципи побудови цифрових електровимірювальних приладів. 1, де x — вхідна (вимірювана) величина; вп — вхідний пристрій; ацп — аналого - цифровий перетворювач; оп — обчислювальний пристрій; дкп — декодуючий пристрій; пі — пристрій індикації; пу — пристрій управління; бж — блок живлення. 2 цифрові частотоміри. Щ — напруга невідомої вимірюваної частоти, ф2 — формувач імпульсів вимірюваної частоти, к — електронний ключ, кг — кварцовий генератор точно відомої високої частоти, ф1 — формувач прямокутних імпульсів частоти, генерованої кварцовим генератором кг, пч — подільник частоти, фіч — формувач імпульсів точного часу, л — декадний лічильник, дш — дешифратор, пі — пристрій індикації. 3 вібраційні частотоміри. У обох видозмінах таких частотомірів електромагніт 2 з обмоткою 7 створює змінне магнітне поле, яке у частотоміра з безпосереднім збудженням викликає притягання сталевих пластин 3 до полюса електромагніта, а у частотоміра з посереднім збудженням — притягання якоря 6, жорстко пов язаного з основою 7, на якій закріплено кінці всіх пластин 3. 4 аналогові частотоміри. Р1 і р2 — обмотки рухомих рамок приладу, жорстко закріплених на осі рухомої системи під прямим кутом одна до одної; нк1 і нк2 — обмотки нерухомих котушок; l — котушка індуктивності з феромагнітним осердям, що має невеликий повітряний проміжок; с1 — конденсатор, який створює резонансний контур з котушкою l; r1 — додатковий опір, rш — підгінний опір; с2 — конденсатор, реактивний опір якого обмежує величину струму, що проходить через обмотку рамки р2; at — автотрансформатор, що дає можливість при величинах номінальних напруг контрольованої частотоміром мережі 36, 100, 127 або 220 в подавати на вимірювальний механізм певну величину напруги, на якій проводилось градуювання приладу.

Зі схеми видно, що величина напруги uf невпливає на кут відхилення рухомої частини, бо зміна величини напруги однаково вплине як на величину струму і1, так і на величину струму і2. Одна — нижче за найменшу вимірювану частоту, друга — вища за найбільшу вимірювану частоту.

Резонансна частота одного нижча за найменшу вимірювану, а іншого — вища за найбільшу вимірювану.

5 електромеханічні частотоміри. Fx l2 і співвідношення між струмами в котушках, унаслідок чого стрілка відхиляється на кут, пропорційний вимірюваній частоті fx. 6 вимірювальний перетворювач частоти в струм. Напруга на резисторі rпрямо пропорційна струму, тому середнє значення напруги на резисторі ux =rq0fx виділяється фільтром низької частоти і вимірюється вольтметром магнітоелектричної системи. 7 гетеродинний вимірювальний перетворювач частоти. X) з вимірюваною частотою fx перемножується із зразковим сигналом u0(t) =u0. Здебільшого на практиці виділяють коливання з різницевою частотою fx - f0. Якщо плавно змінювати частоту f0зразкового генератора, то частота fx - f0наближатиметься до нуля. 8 частотомір із перетворенням похибки квантування в інтервал часу.

Tв електричний заряд q, а заряду в інтервал часу.

Tможна в десятки разів підвищити точність вимірювання частоти. T2 — розряджання конденсатора струмом 1. Tквантується імпульсами з періодом т0=1. 1 вимірювання частоти електричної напруги. Зг — генератор зразкової частоти; гч — генератор змінної частоти живлення приладу; чм — частотомір, що повіряється; п1, п2, п3 — підсилювачі; і — індикатор наявності коливань напруги; п — потенціометр. Для чіткої роботи схеми необхідно, щоб підсилювачі п1 і п2 були однотипними, а величини напруг на їхніх виходах — однаковими (щоб досягти цього, у схемі є потенціометр п, за допомогою якого на вході до підсилювача п2 можна встановити яку завгодно величину напруги). індикаторний прилад і — це прилад для вимірювань постійного струму з нульовою позначкою посередині шкали. Якщо величини обох частот мало відрізняються між собою, то між напругами, що є на виходах підсилювачів п1 і п2, виникає биття — тобто почергове складання і віднімання миттєвих значень цих напруг. 2 відношення двох частот. Якщо одна з частот набагато більша за іншу (fx >>fy), то імпульс тривалістю ту з виходу формувача (рис. 3 похибки вимірювання частоти і інтервалів часу.

Tвиникає в кінці вимірюваного інтервалу як різниця між результатом вимірювання nx t0і вимірюваним інтервалом тх. Tвважають випадковою і розподіленою за рівномірним несиметричним законом з граничним значенням т0(рис. U — дрейф порога спрацювання формувача імпульсів; v x — швидкість зміни вимірюваного сигналу.

Якщо сигнал синусоїдний з амплітудою um і часто тою fx, то максимальна швидкість зміни сигналу v x =2. U виразити через швидкість дрейфу v d і період тх, тобто. U= v d tx, то вираз можна записати у такому вигляді. 4 резонансний метод вимірювання частоти. За допомогою індикатора резонансу контур налаштовується у резонанс із вимірюваною частотою fx =fр. індуктивність lзаздалегідь відома із заданою точністю, а тому шкала конденсатора градуюється безпосередньо в одиницях частоти. 5 вимірювання частоти за допомогою осцилографа. Зсув фаз можна виміряти також і за допомогою одноканального осцилографа, якщо один сигнал подати на вхід вертикального відхилення, а другий — на вхід зовнішньої синхронізації. Сигнал із вимірюваною частотою fx подається на модулятор електронно - променевої трубки і таким чином модулюється яскравість зображення — у додатний півперіод зображення яскравіше, а у від ємний — менш яскраве.

Якщо fx >f0, то узображенні кола на екрані осцилографа з являються світлі і темні ділянки. Кількість світлих або темних ділянок дорівнює кратності n вимірюваної fx і зразкової f0частот. 2 електрична ізоляція. Список рекомендованої літератури. Реферат, курсовая, контрольная, диплом на заказ. Р 1 і р 2 - обмотки рухомих рамок приладу, жорстко закріплених на осі рухомої системи під прямим кутом одна до одної; нк 1 і нк 2 - обмотки нерухомих котушок; l - котушка індуктивності з феромагнітним осердям, що має невеликий повітряний проміжок; с 1 - конденсатор, який створює резонансний контур з котушкою l; r 1 - додатковий опір, rш - підгінний опір; с 2 - конденсатор, реактивний опір якого обмежує величину струму, що проходить через обмотку рамки р 2; at - автотрансформатор, що дає можливість при величинах номінальних напруг контрольованої частотоміром мережі 36, 100, 127 або 220 в подавати на вимірювальний механізм певну величину напруги, на якій проводилось градуювання приладу.

У цих приладах зі зміною величини частоти змінюються також величина і фаза струму у нерухомих котушках hk 1 і нк 2 і у рухомій котушці - рамці р 1. Так, якщо за частоти, що відповідає показанню посередині шкали приладу, величина реактивного індуктивного опору вітки, за якою проходить струм і 1, дорівнюватиме величині ємнісного реактивного опору конденсатора с 1 тоді через наявність резонансу напруг струм і 1 буде найбільшим і перебуватиме у фазі з напругою u f. Рамка р 1 під дією обертового моменту, створеного взаємодією струму в рамці з магнітним потоком нерухомих котушок нк 1 і нк 2, перебуватиме у положенні, де площини цієї рамки і нерухомих котушок збігатимуться. Дією рамки р 2 можна знехтувати, бо через неї проходить струм і 2, зсунутий відносно напруги u f майже на 90°. Якщо ж величина частоти напруги u f буде відмінна від частоти резонансу f р, то фаза струму і 1 відносно напруги u f вже не збігатиметься з напругою, і кут зсуву по фазі струму і 1, відносно струму і 2 буде відмінним від 90°. Тоді магнітний потік нерухомих котушок, взаємодіючи зі струмом і 2, створить обертовий момент, що буде врівноважений моментом, створюваним рамкою р 1 при повороті рухомої частини приладу на кут, відповідний вимірюваній частоті напруги u f. Зі схеми видно, що величина напруги u f не впливає на кут відхилення рухомої частини, бо зміна величини напруги однаково вплине як на величину струму і 1, так і на величину струму і 2. Це призведе до однакової зміни величин обертових моментів, створюваних рамками р 1 і р 2, котрі протидіють один одному, тобто не змінить рівноваги між ними за даного положення рухомої частини приладу.

F x l 2 і співвідношення між струмами в котушках, унаслідок чого стрілка відхиляється на кут, пропорційний вимірюваній частоті f x. Періодичний сигнал із частотою f x надходить на вхід формувача прямокутних імпульсів, частота яких дорівнює вимірюваній частоті. Упродовж часу тривалості імпульсу ті конденсатор заряджається до напруги u 0. Напруга на резисторі r прямо пропорційна струму, тому середнє значення напруги на резисторі u x =rq 0 f x виділяється фільтром низької частоти і вимірюється вольтметром магнітоелектричної системи. Суть частотного перетворення сигналу полягає у тому, що синусоїдний сигнал u x (t) =u х. X) з вимірюваною частотою f x перемножується із зразковим сигналом u 0 (t) = u 0. 0) з відомою частотою f 0. Здебільшого на практиці виділяють коливання з різницевою частотою f x - f 0. Якщо плавно змінювати частоту f 0 зразкового генератора, то частота f x - f 0 наближатиметься до нуля. На першому етапі вимірювання вимірюваний інтервал часу т х квантується імпульсами з періодом т 0 =1. T 1 відбувається заряджання, а протягом інтервалу.

T 2 - розряджання конденсатора струмом 1. T квантується імпульсами з періодом т 0 =1. Якщо одна з частот набагато більша за іншу (f x >>f y), то імпульс тривалістю т у з виходу формувача (рис. 8, а) відкриває ключ і імпульси тривалістю т х надходять на вхід лічильника імпульсів упродовж часу т. Якщо ж частоти f x і f y близькі за значенням, то імпульси з частотою f y після формувача (рис. Сигнал частотою f x надходить на формувач імпульсів (рис. Сформовані імпульси подаються на подільник частоти з коефіцієнтом ділення n 1. Т на вхід лічильника імпульсів через ключ проходять імпульси з періодом т 0. T виникає в кінці вимірюваного інтервалу як різниця між результатом вимірювання n x t 0 і вимірюваним інтервалом т х. Оскільки вимірювана величина до вимірювання невідома, то кінець інтервалу т х може з однаковою ймовірністю припасти на будь - який момент між сусідніми квантувальними імпульсами, тому похибку квантування. T вважають випадковою і розподіленою за рівномірним несиметричним законом з граничним значенням т 0 (рис. Синхронізувати генератор квантувальних імпульсів з початком вимірюваного інтервалу т х часто не вдається, тому похибка квантування виникає на початку.

T 2 вимірюваного інтервалу часу т х (рис. T 2 розподілені за рівномірними несиметричними законами з граничним значенням т 0. T 2 розподілена за трикутним законом (законом сімпсона) з граничним значенням т 0. T 0, але це веде до збільшення тривалості вимірювання, тобто до зменшення швидкодії. Таким чином, відносна гранична похибка квантування збільшується зі збільшенням вимірюваної частоти f x і зменшується зі збільшенням частоти квантувальних імпульсів f 0. Верхнє граничне значення частотного діапазону, якщо задано допустиме граничне значення похибки квантування, визначається швидкодією лічильника імпульсів, тобто максимальною частотою імпульсів f 0, яку лічильник здатен підраховувати. U - дрейф порога спрацювання формувача імпульсів; v x - швидкість зміни вимірюваного сигналу.

Якщо сигнал синусоїдний з амплітудою u m і часто тою f x, то максимальна швидкість зміни сигналу v x =2. U виразити через швидкість дрейфу v d і період т х, тобто. U= v d t x, то вираз можна записати у такому вигляді. 12 ґрунтується на порівнянні вимірюваної частоти f x з частотою резонансного контуру f р. Сигнал з частотою f х, яку необхідно виміряти, через взаємно індуктивні елементи подається на коливальний контур lc х. Резонансну частоту контуру можна змінювати, змінюючи ємність конденсатора с х. За допомогою індикатора резонансу контур налаштовується у резонанс із вимірюваною частотою f x =f р. Сигнал із вимірюваною частотою f x подається на модулятор електронно - променевої трубки і таким чином модулюється яскравість зображення - у додатний півперіод зображення яскравіше, а у від ємний - менш яскраве.

Якщо f x >f 0, то у зображенні кола на екрані осцилографа з являються світлі і темні ділянки. Кількість світлих або темних ділянок дорівнює кратності n вимірюваної f x і зразкової f 0 частот. Теоретична частина 1. 1 принципи побудови цифрових електровимірювальних приладів 1. 2 цифрові частотоміри 1. 3 вібраційні частотоміри 1. 4 аналогові частотоміри 1. 5 електромеханічні частотоміри 1. Нажав на кнопку скачать архив, вы скачаете нужный вам файл совершенно быстро. Перед скачиванием данного файла вспомните о тех хороших рефератах, контрольных, курсовых, дипломных работах, статьях и других документах, которые лежат невостребованными в вашем компьютере.

Это ваш труд, он должен участвовать в развитии общества и приносить пользу людям. Найдите эти работы и отправьте в базу знаний. Мы и все студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будем вам очень благодарны. Світлотехнічний розрахунок електричного освітлення за допомогою програми dialux. Розрахунок та вибір установок для водопостачання, засобів автоматизації. Застосування автономних інверторів напруги, асинхронних електродвигунів. Силова схема тягового електропривода локомотива, форми живлячої напруги. Розрахунок фазних струмів двофазної системи автономний інвертор напруги - асинхронний електродвигун. Обґрунтування силової схеми тягового електропривода для заданого типу локомотива. Вибір схеми автономного інвертора напруги. Розрахунок струму статора для зон регулювання та електрорухомої сили ротора. Обчислення зони пуску та постійної потужності.