КОНСТРУКЦИИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Методические указания
к выполнению учебно-исследовательской лабораторной работы
по курсам «Метрология, стандартизация, сертификация» и
«Информационно-измерительные системы»
для студентов специальностей 180500 и 100400
Электронное издание локального распространения
Одобрено
редакционно-издательским
советом Саратовского
государственного
технического университета
Саратов - 2006
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком.
Нелегальное копирование и использование данного продукта запрещено.
Составители: доц. Огурцов Константин Николаевич,
доц. Давыдов Дмитрий Алексеевич
Под редакцией доц. Давыдова Д.А.
Рецензент доц. Антонов И.Н.
410054, Саратов, ул. Политехническая, 77
Научно-техническая библиотека СГТУ
Тел. 52-63-81, 52-56-01
htpp: // lib.sstu.ru
Регистрационный номер……
© Саратовский государственный
технический университет, 2006
Цель работы: изучение конструкций аналоговых измерительных приборов различных систем, принципа действия приборов различных систем.
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
Принцип работы приборов
Электромеханический прибор состоит из двух основных частей: измерительной цепи и измерительного механизма.
Измерительная цепь служит для преобразования измеряемой величины в другую, непосредственно воздействующую на измерительный механизм.
В измерительном механизме электрическая энергия преобразуется в механическую энергию перемещения подвижной части.
Момент, возникающий в приборе под действием измеряемой величины и поворачивающий подвижную часть в сторону возрастающих показаний, называется вращающим моментом М.
|
|
M=F (x, a) (1)
Для электромеханических приборов общее выражение вращающего момента можно представить как:
(2)
где W – энергия электромагнитного поля, сосредоточенная в измерительном механизме.
По способу создания вращающегося момента электромеханические приборы разделяются на следующие основные группы: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, электростатические, индукционные.
По способу создания противодействующего момента приборы делятся на две группы:
а) с механическим противодействующим моментом;
б) с электрическим противодействующим моментом – логометры.
В первой группе приборов Мa создается обычно с помощью упругих элементов, которые при повороте подвижной части закручиваются. При этом:
Ma = Wa, (3)
где W – удельный противодействующий момент.
При установившемся равновесии вращающий и противодействующий моменты равны между собой:
M = Ma. (4)
Общие узлы и детали приборов
Несмотря на то, что приборы разных групп по своему устройству различаются, имеется ряд деталей и узлов, общих для всех электромеханических приборов.
Корпус прибора защищает измерительный механизм от внешних воздействий и от попадания в него пыли, а в отдельных случаях – воды и газов. Корпуса чаще всего выполняются из пластмассы.
На каждый прибор наносятся следующие обозначения:
а) обозначения единицы измеряемой величины;
б) обозначение класса прибора;
в) условные обозначение принципа действия прибора; эти обозначения для наиболее широко применяемых групп приведены в табл. 1;
|
|
г) условное обозначение рабочего положения прибора;
д) условное обозначение степени защищенности от магнитных или электрических влияний;
е) условное обозначение испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу в виде пятиконечной звезды, внутри которой указано испытательное напряжение в киловольтах;
ж) год выпуска и заводской номер;
з) номер стандарта, установленного на данную группу приборов;
и) условное обозначение рода тока и числа фаз;
к) товарный знак завода-поставщика;
л) заводское обозначение прибора.
Таблица 1
Для определения числового значения измеряемой величины приборы имеют отсчетные приспособления, состоящие из шкалы и указателя.
Шкала прибора обычно представляет собой белую поверхность с черными отметками, соответствующими определенным значениям измеряемой величины.
Указатель представляет собой перемещающуюся над шкалой стрелку, жестко скрепленную с подвижной частью прибора.
|
Рис. 1 – Керн и подпятник прибора
Способ установки подвижной части определяется выбором элементов, создающих противодействующий момент. Применяется установка на опорах, на растяжках и на подвесе.
Опоры состоят из кернов и подпятника. На рис. 1 показано устройство опоры для установки подвижной части. Керн 1 запрессован в буксу 2, приклеенную к подвижной части 3. Камень 4 завальцован в винт 5, укрепленный в неподвижной части 6 измерительного механизма.
Общие детали подвижной части на опорах представлены на рис. 2. Ось 1 заканчивается кернами, опирающимися на подпятники 2. К оси прикреплены одним из своих концов пружинки 6 и 7, которые служат для создания противодействующего момента. Пружинка 7 другим концом прикрепляется к неподвижным частям прибора, а пружинка 6— к поводку 5 корректора. Корректор служит для установки стрелки на нуль перед измерениями посредством вращения винта 11, выведенного на переднюю панель прибора. Ось 9 корректора расположена эксцентрично.
|
|
Рис. 2 – Общие детали подвижной части на опорах
Поэтому поворот винта 11 перемещает вилку 8, что вызывает изменение угла закручивания пружинки 6 и перемещение стрелки 3 по шкале 4. Грузики 10 служат для уравновешивания подвижной части, т. е. для устранения влияния моментов сил тяжести на положение подвижной части.
Растяжки представляют собой упругие ленты, прикрепляемые одним концом к подвижной части, а другим — к неподвижным деталям прибора.
На рис.3 показана подвижная часть магнитоэлектрического прибора, установленная на растяжках. Растяжки 3 одним концом припаиваются к наконечникам 2, которыми заканчиваются буксы 1, а другим — к плоским пружинам 5. Во избежание обрыва растяжек при механических воздействиях на прибор предусмотрены ограничители 6 осевого и радиального перемещения. Опыт создания таких приборов показал, что для надежной работы прибора в условиях ударов необходимо иметь также ограничители 4 перемещения концов пружин во внешнюю сторону. Если бы таких ограничителей не было, то могли бы происходить обрывы растяжек из-за обратного удара пружины.
|