Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
В тензометрических преобразователях используется зависимость сопротивления участка проводников (из некоторых металлов) и полупроводников от механических напряжений, возникающих, например, при их изгибах или скручивании.
Генераторные измерительные преобразователи. Такие устройства преобразуют значение измеряемой неэлектрической величины в пропорциональное значение ЭДС или электрического заряда. Их работа не требует источника электрической энергии.
Термоэлектрические преобразователи основаны на термоэлектрическом эффекте в термопаре. Термопара представляет собой два электрода из разнородных металлов, спаянных на одном конце. Если спаянные концы термопары поместить в среду с повышенной температурой, то между свободными (холодными) концами термопары возникнет термоЭДС. Ее значение зависит от температуры среды, если температура холодных концов термопары поддерживается постоянной. Для примера приведем параметры широко распространенной термопары на основе материалов хромель (90 % Ni + 10 % Gr) — копель (56 % Cu + 44 % Ni): верхний предел измеряемых температур 600 °С, значение термоЭДС 6,9 мВ при температурах спая 100 °С и свободных концов 0 °С.
Индукционные преобразователи основаны на законе электромагнитной индукции e = -c№/d7 (3.18). Их применяют для измерения скорости линейных v(t) и угловых Q(Z) перемещений. Если при этом мгновенные значения ЭДС e(t) преобразователя проинтегрировать или продифференцировать, то полученные значения напряжения будут пропорциональны линейному и угловому перемещению или ускорению. Широкое применение индукционные преобразователи получили в приборах для измерения угловой скорости (тахометрах). Такие преобразователи представляют собой генераторы постоянного тока (см. подразд. 8.8) мощностью до 100 Вт с независимым возбуждением от постоянных магнитов.
137
ЭДС генератора пропорциональна угловым скоростям якоря и вращающейся части контролируемого объекта, механически связанных общим валом.
Пьезоэлектрические преобразователи основаны на использовании прямого пьезоэлектрического эффекта — образовании электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов (кварца, сегнетоэлектрической соли и др.) под действием механических напряжений. Наибольшее распространение получили преобразователи на основе кварца, а также поляризованной керамики из титаната бария.
Пьезоэлектрические преобразователи применяют для измерений значений быстроизменяющихся неэлектрических величин (вибраций, переменных давлений и др.).
ЗАДАЧИ И ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ
5.1. Какие существуют методы и виды измерений?
5.2. Дайте определения абсолютной, относительной и приведенной погрешностей.
5.3. Что означает класс точности прибора?
5.4. Чему равна абсолютная погрешность AI амперметра класса точности 0,1 при номинальном значении измеряемого им тока /ном = 5 А?
Ответ: 5 мА.
5.5. Для какой цели применяются добавочные сопротивления и шунты?
5.6. Какова основная область применения мостового метода измерений?
5.7. Какова основная область применения компенсационного метода измерений?
5.8. Необходимо измерить постоянное напряжение 15 В с абсолютной погрешностью не более ДС/ = + 10 мВ. Выберите необходимый класс точности магнитоэлектрического вольтметра при номинальном значении измеряемого им напряжения t7HOM = 20 В.
Ответ: не ниже 0,05.
ГЛАВА 6 ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
6.1. Общие сведения
Первое промышленное применение трехфазных электрических цепей относится к концу XIX в. В их разработку внес большой вклад выдающийся русский инженер М. О. Доливо-Добровольский (1862-1919).
Трехфазные цепи синусоидального тока промышленной частоты позволяют эффективно решать комплексную проблему получения (трехфазными электромеханическими генераторами мощностью до 120 МВт), передачи на большие расстояния (трехфазными высоковольтными линиями передачи напряжением до 750 кВ), распределения (трансформаторами) и потребления (трехфазными асинхронными и синхронными двигателями) электрической энергии.
Особенности конструкций и рабочие характеристики трехфазных генераторов, двигателей и трансформаторов будут рассмотрены в дальнейшем. Здесь лишь поясним принцип действия трехфазного источника электрической энергии синусоидального тока. Он подобен принципу действия однофазного источника электрической энергии синусоидального тока (см. подразд. 4.3), если в его конструкции (см. рис. 4.1) заменить один виток тремя изолированными витками, плоскости которых повернуты относительно друг друга на угол 2я/3. Эти витки, иначе фазы, трехфазного источника обозначают прописными буквами латинского алфавита А, В, С.
Индуцируемые в витках синусоидальные фазные ЭДС имеют равные амплитуды, сдвинутые относительно друг друга по фазе на угол 2к/3. Они обозначаются одноименными индексами и вычисляются по формулам
еА = E1n sin со/;
ев = E1n sin (со/ - 2л/3); (6.1)
ес = E1n sin (со/ - 4л/3) = Ет sin (со/ + 2л/3).
Здесь с нулевой начальной фазой выбрана ЭДС фазы А.
139
На рис. 6.1, а показаны графики мгновенных значений фазных ЭДС, а на рис. 6.\,б— три вектора соответствующих им комплексных значений
