Расчёт параметров измерительных приборов для измерения электрического тока, напряжения и сопротивления, определение их метрологических характеристик
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
щего из N обкладок, соединенных через одну параллельно, равна
Где s - площадь обкладки, м;
d- расстояние между обкладками, м;
- относит.диэлектрическая проницаемость диэлектрика.
Емкость, в пФ, цилиндрического конденсатора, представляющего коаксиально расположенные проводящие цилиндры равна
Где l- длина цилиндров, м;
D1 - внешний диаметр внутреннего цилиндра, м;
D2 - внутренний диаметр внешнего цилиндра, м.
К измерительным конденсаторам предъявляют следующие требования:
1)постоянство емкости во времени;
2)минимальные потери в диэлектрике;
3)высокое сопротивление изоляции;
)независимость емкости от температуры, частоты, напряжения и формы его кривой.
В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют воздушные конденсаторы.
В качестве элементов измерительных цепей широко используются катушки индуктивности.
Индуктивность в генри тороидальной катушки определяется по формулам:
1)для катушек с каркасом прямоугольного сечения:
2)для катушки с каркасом круглого сечения
Взаимная индуктивность в генри тороидальной катушки определяется по формулам:
1)для катушки с каркасом прямоугольного сечения
2)для катушки с каркасом круглого сечения
где - средний размер катушек;
и -аксиальный и радиальный размеры средних витков внутренней катушки (предполагается, что размеры витков наружного слоя мало отличаются от размеров витков внутреннего слоя);
- диаметр среднего витка внутренней катушки (предполагается, что диаметр витков наружного слоя мало отличается от диаметра витков внутреннего слоя).
.2 Анализ измерительных механизмов приборов прямого действия
Измерительным механизмом называется часть конструкции средства измерений, состоящая из элементов, взаимодействие которых вызывает их взаимное перемещение.Поэтому всякий механизм, как преобразователь электрической величины в механическое перемещение, имеет неподвижную и подвижную части с расположенными на них обмотками или электродами, а также отсчетное устройство для определения перемещения подвижной части.
На подвижную часть действует вращающий момент , являющийся однозначной функцией действующей величины и угла поворота подвижной части, и противодействующий момент , зависящий от угла поворота подвижной части и направленный на встречу вращающему.
Противодействующий момент создается при помощи спиральной пружины, растяжек и подвесов путем их закручивания и равен:
где - удельный противодействующий момент пружины, растяжки или подвеса, .
Под действием вращающего момента, равного:
подвижная часть отклоняется до тех пор, пока не будет выполнено условие:
Уравнение преобразования механизма прибора имеет следующий вид:
Для того чтобы подвижная часть занимала положение равновесия быстро, механизмы снабжают успокоителями. Успокоители бывают воздушные, жидкостные и магнитоиндукционные. Они создают момент, пропорциональный угловой скорости подвижной части:
где - коэффициент успокоения, .
Кроме моментов и на подвижную часть механизма действуют моменты, обусловленные трением в опорах, трением подвижной части о воздух, неуравновешенностью подвижной части и др.
Отношение углового и линейного перемещения указателя к току, вызвавшему его перемещение, называют чувствительностью механизма по току и выражают в или :
перемещения указателя к падению напряжения на зажимах механизма при протекании тока, вызвавшему это перемещение, называют чувствительностью по напряжению:
где - сопротивление обмотки механизма.
Величина, обратная чувствительности, называется постоянной механизма и обозначается соответственно - для постоянной по току и - для постоянной по напряжению.
Практически для механизмов приборов со встроенной шкалой чувствительность определяют как отклонение указателя в делениях или миллиметрах шкалы на единицу измеряемой величины:
Если механизм прибора имеет световой отсчет и отдельную шкалу в миллиметрах, то отклонение указателя определяется по формуле:
где - расстояние между зеркальцем подвижной части и шкалой, .
Наряду с такими характеристиками качества механизмов, как чувствительность, собственное потребление мощности, восприимчивость к влияниям внешних факторов, уравновешенность, важным показателем, характеризующим качество механизма с подвижной частью, установленной на опорах, является коэффициент добротности. Коэффициент добротности обратно пропорционален приведенной погрешности от трения. Для сравнения механических качеств различных механизмов в практике приборостроения широко пользуются практическим коэффициентом добротности, равным:
где - масса подвижной части, ;
- вращающий момент, приведенный к углу , .
В зависимости от физических явлений, использованных для создания вращающего момента, различают следующие механизмы: магнитоэлектрические, электродинамические, ферродинамические, электростатические, электромагнитные, индукционные.
Принцип действия магнитоэлектрических механизмов заключается во взаимодействии поля постоянного магнита с катушкой (рамкой), п?/p>