- •КАспий қоғамдық университеті
- •I тарау дүниені танып білудегі өлшеудің ролі
- •Өлшеу техникасы мен ғылымның және өндірістің өзара байланысы
- •1.2. Метрологиялық қамтамасыздандыру
- •1.2.1. Метрологиялық қамтамасыздандырудың ғылыми, техникалық және заңдық негіздері
- •1.3. Физикалық шамалардың түрлері
- •1.3.1. Өлшеу шкалалары
- •1.3.2. Өлшеу ақпараты
- •1.3.3. Физикалық шамалар мен олардың бірліктер жүйесі
- •1.4. Өлшеу қателіктері
- •1.4.1. Қателіктердің жіктелуі
- •1.4.2. Қателіктерді бағалау принциптері
- •1.4.3. Жүйелі қателіктерді алу және жою тәсілдері
- •1.5. Өлшеу және оның негізгі операциялары
- •1.5.1 Өлшеу мен оның негізгі операциялары
- •1.5.2. Өлшеу міндеттері
- •1.5.3. Өлшеу принциптері мен әдістері
- •1.6. Өлшеу аспаптары мен қондырғылары
- •1.6.1 Сурет. Өлшеу аспабының жалпы құрылымдық схемасы
- •1.6.1. Өлшеу жабдықтарының метрологиялық және метрологиялық емес сипаттамалары
- •1.6.2 Өлшеу жүйелері
- •1.6.2 Сурет. Өлшеп-есептеу түрлендіргішінің құрылымдық схемасы
- •1.7. Электрлік өлшеу
- •1.7.1. Электрлік шамаларды өлшегіш түрлендіргіштер
- •1.7.2. Өлшегіш аспаптардың өлшеу шектерін кеңейту
- •1.7.2.1 Сурет. Шунттар
- •1.7.2 Сурет. Тізбектің схемасы
- •1.7.3. Айнымалы ток бойынша өлшеу шекті кеңейту
- •1.7.3.1 Сурет. Төт-дың қосу схемасы
- •1.7.4. Айнымалы ток кернеуінің өлшеу шегін кеңейту
- •1.7.4 Сурет. Кернеу өлшеу трансформаторының қослу схемасы
- •Электромеханикалық аспатар
- •1.8.1 Сурет. Электромеханикалық өлшеу аспабының структуралық схемасы
- •1.8.2 Сурет. Магниттіэлектрлі жүйе аспабының құрылысы
- •1.8.3 Сурет. Электромагнитті жүйе аспабының құрылысы
- •1.8.4 Сурет. Электродинамикалық жүйе аспабының құрылысы мен вектролық диаграммасы
- •1.8.5 Сурет. Ваттметрдің бір фазалы айнымалы ток көзіне жалғану схемасы
- •1.8.6 Сурет. Электростатикалық аспатың құрылысы
- •Индукциялы жүйе аспатары
- •1.8.7 Сурет. Индукциялы жүйе аспабының құрылысы мен векторлық диаграммасы
- •Кедергіні өлшеу
- •Көпірлер мен компенсаторлар көмегімен электрлік шамаларды өлшеу Кедергіні тікелей өлшеу әдістері
- •1.9.1 Сурет. Омметрдің көмегімен кедергіні өлшеу схемалары
- •1.9.2 Сурет. Мегомметрмен өлшеу схемасы
- •Осциллографтар
- •1.10.1. Электрлік шамаларды электронды сәулелі осциллографтар көмегімен өлшеу
- •1.10.1 Сурет. Электронды-сәулелі түтікше құрылысы
- •1.10.2 Сурет. Осциллограф экранында сигнал кескінінің пайда болуы
- •1.10.3 Сурет. Сигналдар жиіліктерінің қатынасы мен фазалық ығысуы әртүрлі болғандағы Лиссажу фигураларының кескіні
- •1.10.4 Сурет. Фазалық ығысу бұрышын элипс әдісімен өлшеу
- •II тарау электрлік шамаларды өлшеу
- •2.1. Ток пен кернеуді өлшеу әдістері
- •2.2. Тұрақты токты өлшеу
- •2.1 Сурет. Шунтты микроамперметрдің схемасы
- •2.2 Сурет. Амперметрді токтың өлшеу трансформаторына қосу схемасы
- •2.3 Сурет. Вольтметрді кернеудің өлшеу трасформаторы арқылы қосу схемасы
- •2.3. Электр қуатын өлшеу
- •2.3.1 Сурет. Ваттметрді қосу схемасы (а) мен векторлық диаграммасы (б)
- •III тарау электрлік емес шамаларды өлшеу
- •3.1. Жалпы мағлұматтар
- •Температураны өлшеу аспаптарының жіктелуі
- •3.1 Сурет. Термоэлектрлі түрлендіргіштің схемасы
- •3.2 Сурет. Өлшеу аспаптарын термоэлектрлі түрлендіргіш тізбегіне қосу схемасы
- •Электрлі емес шамаларды өлшеу
- •Сурет. Тәсілмен өлшеу жүйесі
- •3.4. Сурет. Резисторлы датчик
- •Сурет. Орын ауыстыру және деформацияның электромагниттік датчиктер
- •3.5 Сурет. Электромагнитті датчиктер
- •3.4. Электрлік емес шамалардың электрлікке түрлендірілуі және олардың жіктелуі
- •Сурет. Техникалық орындалу принциптерін кескіндейтін схемалар
- •Сурет. Пьезоэлектриктің қысқыштары арасындағы кернеуді өлшеу
- •Қиыстырылған (комбинированные) түрлендіргіштер
- •3.7 Сурет. Екі өлшенетін түрлендіргіштің жиынтығынан қиыстырылған түрлендіргіш
- •Индуктивті өлшенетін түрлендіргіштер
- •3.8 Сурет. Тұрақты магниті бар магниттік жүйе болып табылатын түрлендіргішті
- •3.9 Сурет. А- сызықты діріл түрлендіргіші; б- бұрыштық діріл түрлендіргіші
- •3.10 Сурет. А- орамы қозғалмайтын және магниті қозғалмалы; б – орамы қозғалмалы магниті қоғалмайтын
- •Цифрлі және электронды өлшеу аспаптары
- •3.6. Сандық вольтметрлер
- •3.6.2 Сурет. Уақытты-импульсті түрлендіретін сандық вольтметрдің схемасы
- •Глоссарий
- •Пайдалы әдебиеттер
- •Метрология және өлшеу
Индукциялы жүйе аспатары
Индукциялы жүйе аспабының құрылысы мен векторлық диаграммасы 1.8.7-суретте көрсетілген.
Өлшеу механизмі бос кеңістікпен бөлініп тұрған қозғал-майтын екі магнит өткізгіштерден бірі Ш - тәрізді екіншісі П - тәрізді индукторлардан құралады. Магнит өткізгіштер арасындағы бос кеңістікте қозғалатын алюминий диск орналастырылған. Магнит өткізгіштерге Ф1 және Ф2 магнит ағындарын туғызатын сәйкесінше I1 және I2 қоздырғыш токтары өтетін орамдар оралған. Дискінің айналым санын есептегіш механизм диск осімен байланысып тұр. Дискінің бос жүрісін болдырмау үшін тұрақты магниттер қарастырылған.
1.8.7 Сурет. Индукциялы жүйе аспабының құрылысы мен векторлық диаграммасы
Өлшеу аспабын айнымалы ток көзіне қосқан кезде I1 және I2 токтарымен фазасы бойынша сәйкес келетін Ф1 және Ф2 магнит ағындары пайда болады векторлық диаграммаға қараңыз. Магнит ағындары дискіні қиып өткенде олардың бойна өздерінің магнит ағындарынан бұрышқа қалып жүретін Е1 және Е2 электр қозғағыш күштерін енгізеді индукциялайды, дискіде сәйкесінше ЭҚК фаза бойынша дәл келетін екі Iд1 және Iд2 құйынды токтары пайда болады дискі кедергісін активті деп есептейміз.
Iд1 тогы контуры мен Ф2 магнит ағынының тартылысы және Iд2 тогы контуры мен Ф1 магнит ағынының тербеліс күштерінің әсерінен дискіге бір-біріне қарсы бағытталған екі момент әсер етеді, моменттердің ілездік мәндері
мұндағы к1 және к2- пропорционалдық коэффициенттер.
Магнит ағындарының теңдіктері:
Магнит ағындарының дискіге енгізетін құйынды токтарының теңдіктері:
Моменттердің орташа мәндерін мына формулалармен есептеуге болады:
мұндағы , ал болғандықтан дискіге әсер ететін айналдырғыш моменттің толық мәні:
Дискіге енгізілген токтарды мына формуламен де анықтауға болады:
және ,
мұндағы f- ток көзі жиілігі, к3 және к4- пропорционалдық коэффициенттер.
Ендеше:
немесе:
;
мұндағы К=k1k4+k2k3.
болғанда айналдырғыш момент максималь мәнге жетеді.
Дискінің бір қалыпты айналуын қамтамасыз ету және тежегіш момент туғызу үшін аспап құрылысында тұрақты тежегіш магнит қарастырылған.
Дискінің айналуы мен тұрақты магнит ағынының әсерлесуі нәтижесінде құйынды ток пайда болады:
.
мұндағы - дискінің бұрыштық айналу жылдамдығы, к5- пропорционалдық коэффициент.
iв тогы мен Фn магнит ағынының өзара әсерлесуі нәтижесінде тежегіш момент пайда болады:
немесе
.
мұндағы Кт=К5К6.
Индукциялы жүйе аспаптарының айналдырғыш моменті жоғары, олардың көрсетіміне сыртқы магнит өрісінің әсері аз және асқын жүктемелену қабілеті жоғары большая перегрузочная способность бұл қасиеттер мұндай жүйедегі аспаптардың артықшылығы болып табылады.
Кемшіліктері ретінде нақтылығының төмендігін, өлшеу тізбегінен үлкен қуат тұтынатындығын және олардың көрсетіліміне ток жиілігі мен температураның әсер ететіндігін атап өтуге болады. Электр энергиясын санауыштардың көпшілігінің өлшегіш механизмі индукциялық жүйе негізінде жасалады.
Кедергіні өлшеу
Көпірлер мен компенсаторлар көмегімен электрлік шамаларды өлшеу Кедергіні тікелей өлшеу әдістері
Тұрақты ток тізбегінің кедергісін тікелей өлшеу үшін омметр немесе мегомметрлер қолданылады. Омметрлер арқылы 0,1 Ом - 100 МОм аралықтағы кедергіні 1,5 -150 В кернеу кезінде өлшеуге болады. Мегомметрлер сымдардың және электротехникалық құрылығылар орамдарының оқшауламасының кедергісін 500-3000 В кернеу кезінде өлшеу үшін қолданылады.
Омметрдің өлшеу принципі өлшенетін кедергіні үлгі ретіндегі кедергімен салыстыруға негізделген. Салыстыру магнитті электрлі жүйе аспабының көмегімен жүргізіледі.
Төменде 1.9.1-суретте омметрдің үлгі ретіндегі кедергімен тізбектей (1.9.1- сурет, а) және параллель (1.9.1- сурет, б) жалғану схемалары көрсетілген.
а – тізбектей; б – параллель