Шпаргалка по "Экологии"

22 Назначение, конструкция,  область применения шунтов. Шунт — устройство, которое позволяет электрическому току протекать в обход какого-либо участка схемы.  Измерител шунт представляет собой четырехзажимный резистор. Два входных зажима шунта, к которым подводится ток I, называются токовыми, а два выходных зажима, с которых снимается напряжение U, называются потенциальными.  К потенциальным зажимам шунта обычно присоединяют измерител механизм измерительн прибора. Наибольшая допустимая мощность наружных шунтов обычно не превышает 100Вт. Если мощность, выделяемая на шунте, не превышает несколько Ватт, то его помещают внутрь корпуса прибора. Такой шунт называют внутренним. Влияние этого шунта на температурный режим измерительного механизма не должно приводить к увеличению его основной погрешности свыше заданного значения. Резистивным элементом шунта являются манганиновая пластина , которая оканчивается медными наконечниками и . Отверстия в медных наконечниках предназначены для крепления шунта в приборе, а также для подключения токовых и потенциальных зажимов. В простейшем случае роль внутреннего шунта может выполнять отрезок манганинового провода, впаянного в схему прибора. Шунты применяются для изменения верхнего предела измерения у амперметров магнитноэлектриче системы. При этом необходимое сопротивление шунта рассчитывают по формуле: , где R₂ — сопротивление шунта;R₁ — сопротивление амперметра; I — максимальный ток, который будет соответствовать полному отклонению стрелки прибора;I₁ — номинальный максимальный ток, измеряемый амперметром без шунта. Если необходимый предел измерения значительно превосходит номинальный ток амперметра, то этим током в знаменателе можно пренебречь, и тогда формула принимает вид: . Измерител шунт характеризуется номинальным значением входного тока Iном и номинальным значением выходного напряжения Uном. Их отношение определяет номинальное сопротивление шунта: Rш= Uном / Iном. Шунты применяются для расширения пределов измерения измерительных механизмов по току, при этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую — через измерительный механизм. Шунты имеют небольшое сопротивление и применяются, главным образом, в цепях постоянного тока с магнитоэлектрическими измерительными механизмами.

Рис. 1. Схема соединения измерительного механизма с шунтом Rш. Шунты изготовляют из манганина. Шунты разделяются на классы точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2 и 0,5. Число, определяющее класс точности, обозначает допустимое отклонение сопротивления шунта в процентах его номинального значения.

23 Назначение, конструкция,  область применения добавочных  резисторов. Добавоч резисторы являются измерител преобразователями напряжения в ток, а на значение тока непосредственно реагируют измерительные механизмы вольтметров. Они служат для расширения пределов измерения по напряжению вольтметров различных систем и других приборов, имеющих параллельные цепи, подключаемые к источнику напряжения. Сюда относятся, ваттметры, счетчики энергии, фазометры и т. д. Добавочный резистор включают последовательно с измерительным механизмом (рис. 4). Ток Iи в цепи, состоящий из измерительного механизма с сопротивлением Rи и добавочного резистора с сопротивлением Rд, составит: Iи = U / (Rи + Rд), где U — измеряемое напряжение. Рис 4. Схема соединения измерительного механизма с добавочным резистором

Если вольтметр имеет предел измерения  Uном и сопротивление измерительного механизма Rи и при помощи добавочного резистора Rд надо расширить предел измерения в n раз, то, учитывая постоянство тока Iи, протекающего через измерительный механизм вольтметра, можно записать: Uном / Rи = n U ном / (Rи + Rд), откуда Rд = Rи (n - 1). Добавоч резисторы изготовляются обычно из изолированной манганиновой проволоки, намотанной на пластины или каркасы из изоляционного материала. Они применяются в цепях постоянного и переменного тока. При применении добавоч резисторов не только расширяются пределы измерения вольтметров, но и уменьшается их температурная погрешность. В переносных приборах добавочные резисторы изготовляются секционными на несколько пределов измерения (рис. 5).

Рис. 5. Схема многопредельного вольтметра. Добавоч резисторы бывают внутренние и наружные. Последние выполняются в виде отдельных блоков и подразделяются на индивидуальные и калиброванные. Индивидуальный резистор применяется только с тем прибором, который с ним градуировался. Калиброванный резистор может применяться с любым прибором, номинал ток которого равен номинальному току добавоч резистора. Калиброванные добавочные резисторы делятся на классы точности 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 и 1,0. Они выполняются на номинальные токи от 0,5 до 30 мА.  Добавоч резисторы применяются для преобразования напряжений до 30 кВ.

27 Измерительные трансформаторы. Общие  сведения. Измерительные трансформаторы используют главным образом для подключения электроизмерительных приборов в цепи переменного тока высокого напряжения. При этом электроизмерительные приборы оказываются изолированными от цепей высокого напряжения. Классификация: трансформаторы напряжения и трансформаторы тока. Первые служат для включения вольтметров, а также других приборов, реагирующих на значение напряжения (например, катушек напряжения ваттметров, счетчиков, фазометров и различных реле). Вторые служат для включения амперметров и токовых катушек указанных приборов. Измерительные трансформаторы изготовляют мощностью от пяти до нескольких сотен вольтампер. Трансформатор напряжения выполняют в виде двухобмоточного понижающего трансформатора. Для обеспечения безопасности работы обслуживающего персонала вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной и заземляют. В измерительных трансформаторах напряжения различают два вида погрешностей: а) относительн погрешность напряж: γu = [(U2k - U1)/U1] 100 %;          б) угловая погрешность δu; за ее значение принимают угол между векторами Ú1 и — Ú'2. Она влияет на результаты измерений, выполненных с помощью ваттметров, счетчиков, фазометров. Так как сопротивления обмоток вольтметров и др приборов, подключаемых к трансформатору напряжения, велики, то он практически работает в режиме холостого хода. Трансформатор тока выполняют в виде двухобмоточного повышающего трансформатора или в виде проходного трансформатора, у которого первич обмоткой служит провод, проходящий через окно магнитопровода.  

29  Схема включения измерительного трансформатора напряжения. Трансформ напряжения предназначен для понижения высокого напряжения до стандартного значения 100 или 100/v3 В и для отделения цепей измерения и релейной защиты от первич цепей высокого напряжения. Схема включения однофазного трансформ напряжения показана на рис.; первич обмотка включена на напряжение сети U1, а к вторич обмотке (напряжение U2) присоединены параллельно катушки измерительн приборов и реле. Для безопасности обслуживания один выход вторич обмотки заземлен. Трансформ напряжения работает в режиме, близком к холостому ходу, т.к. сопротивление параллельных катушек приборов и реле большое, а ток, потребляемый ими, невелик. По конструкции различают трехфазные и однофазные трансформаторы. Трехфазные трансформаторы напряжения применяются при напряжении до 18 кВ, однофазные — на любые напряжения. По типу изоляции трансформаторы могут быть сухими, масляными и с литой изоляцией.

Схема включения в сеть измерительн трансформ напряжения. Ко вторичной обмотке измерительного трансформатора напряжения присоединяют вольтметры, ваттметры и приборы автоматического управления. Сопротивление нагрузки вторичной обмотки измерительного трансформатора напряжения должно быть меньше некоторого нормированного значения. Сам измерительный трансформатор напряжения должен быть спроектирован таким образом, чтобы его вторичное приведенное напряжение при изменении нагрузки от холостого хода до номинального значения изменялось как можно меньше.

28 Схема включения измерительного  трансформатора тока.  Трансформаторы тока – это трансформаторы малой мощности, с помощью которых осуществляется экономичное и безопасное измерение тока в электроустановках среднего и высокого напряжения.

Принципиальная схема  трансформ тока: P1, Р2 — присоединительные зажимы первичной обмотки; S1, S2 — присоединительные зажимы вторичной обмотки. Для трансформаторов тока необходимо соблюдать правила подключения измерительного трансформатора. Основное и главное правило: вторичная цепь трансформатора тока не должна работать в режиме холостого хода.

Схема включения в сеть трансформатора тока. На схеме: Л1-Л2 первичная обмотка; И1-И2 вторичная обмотка; I₁ - ток линии; I₂ - ток протекающий во вторичной обмотке. Основными элементами измерительн трансформат тока участвующими в преобразовании тока, являются первич и вторич обмотки, намотанные на один и тот же магнитопровод . Первич обмотка измерительн трансформатора тока включается последовательно (в рас-сечку токопровода высокого напряжения ). Ко вторич обмотке подключаются измерител приборы (амперметр, токовая обмотка счетчика) или реле. При работе измерительн трансформатора тока вторич обмотка всегда замкнута на нагрузку. Первич обмотку совместно с цепью высокого напряжения называют первич цепью, а внешнюю цепь, получающую измерительную информацию от вторич обмотки измерительного трансформатора тока (т. е. нагрузку и соединительные провода), называют вторичной цепью. Цепь, образуемую вторич обмоткой и присоединенной к ней вторич цепью, называют ветвью вторичнorо тока. Между первич и вторич обмотками измерительн трансформатора тока не имеется электрич связи. Они изолированы друг от друга на полное рабочее напряжение. Это и позволяет осуществить непосредственное присоединение измерител приборов или реле ко вторичн обмотке и тем самым исключить воздействие высокого напряжения, приложенного к первич обмотке, на обслуживающий персонал, т.к.обе обмотки наложены на один и тот же магнитопровод, то они являются магнитно-связанными.

30 Назначение и классификация  преобразователей электрических  величин в унифицированный сигнал. Преобразователь – часть датчика, конвертирующая один тип энергии в другой. Классификация датчиков по группам: прямого действия - преобразуют внешнее воздействие непосредственно в электрический сигнал, используя соответствующее физическое явление; составные - включают несколько преобразователей энергии. Унифицированный сигнал – пропорциональное значению ФВ значение определенного вида (ток, напряжение) выходного сигнала преобразователя, в определенным диапазоне его возможных изменений (например: ток в диапазоне 4-20мА, напряжение в диапазоне ±5В или 0-10В). Для обеспечения совместной работы датчиков с вторич измерительными приборами, передачи электрич выходных сигналов датчиков на расстояние, повышения помехоустойчивости передаваемых сигналов применяют разнообразные электрич промежуточные измерительные преобразователи, выполняющие одновременно, как правило, функции усиления (реже, ослабления) электрич сигналов, а также нелинейные преобразования с целью компенсации нелинейности датчиков. На вход промежуточных измерител преобразователей могут быть поданы любые электрич сигналы (величины), в качестве же выходных сигналов наиболее часто используют электрич унифицированные сигналы постоян, синусоидального или импульсного тока (напряжения). Для выходных сигналов перемен тока используется амплитудная, частотная или фазовая модуляция. 

31 Мосты постоянного  тока, схема, порядок включения. Применяются для измерения сопротивлений. Принцип работы моста: в плечо моста включают измеряемое сопротивление и, регулируя величину сопротивления, включенного в другое плечо моста, снижают разбаланс моста до нуля. При изменении средних сопротивлений (10: 10⁶ Ом) применяют одинарные мосты . В широкодиапазонных одинарных мостах плечо R₃ изготавливают в виде многодекадного магазина сопротивлений. Плечи отношений (R₂,R₄) выполняют в виде штепсельных магазинов сопротивлений, которые могут иметь значения 10, 100, 1000, 10000 Ом. Нижний предел измерений ограничивается влиянием сопротивлений, контактов и соединительных проводов. Верхний предел – влиянием сопротивления изоляции. Чтобы уменьшить влияние сопротивления проводов и контактов, при измерении сопротивлений меньше 10 Ом, применяют схему с четырьмя зажимами подключения объекта. Тем не менее, погрешности измерения малых сопротивлений могут быть большими из-за низкой чувствительности моста. Этих недостатков лишены двойные мосты. Двойные мосты применяют для измерения сопротивлений в диапазоне от  10^-8 до 100 Ом. Измеряемое сопротивление R_Х включается последовательно с образцовым R₀. Образцовое сопротивление выбирают одного порядка с R_Х. Сопротивление проводников, соединяющих R_Х и R_0, обозначено R. Чтобы уменьшить влияние R на результат измерений, проводник выполняют предельно коротким, с большим сечением.  В общем случае: R_x=R₁·R₀/R₂+(R₁· R₄/R₂-R₃) R/(R+R₃+R₄).Чтобы исключить R, принимают R₁=R₃; R₂=R₄.Тогда R_x=R₁· R₀/R₂, т.е. мост превращается в 4-х плечий. Уравновешивается мост регулировкой R₁, который выполняется в виде многодекадного магазина сопротивлений. Для соблюдения условия R₁=R₃ последнее выполняют идентичным R₁ и с общей ручкой управления. Выбор нужного предела производится изменением R₂ одновременно с R₄. Отечественная промышленность выпускает ряд типов мостов (Р-39, Р-329,   Р-3009). Их схема с помощью простых переключений преобразуется из одинарного моста в двойной. Так, диапазон измеряемых сопротивлений мостами Р-39 и Р-3009 от 10^-8 до 10¹⁰ Ом. Точность измерений по схеме двойного моста 0,02% (10²:10^-4) Ом, а по схеме одинарного моста 0,1:1%. Мосты постоянного тока с двух- и четырехзажимным включением. 

Рис: Одинарный  мост постоянного тока с двухзажимным включением. Мостовая схема содержит четыре резистора, соединенных в кольцевой замкнутый контур. Резисторы R1, R2, R3 и R4 этого контура называются плечами моста, а точки соединения соседних плеч — вершинами моста. Цепи, соединяющие противоположные вершины, называют диагоналями. Одна из диагоналей (3—4) содержит источник питания Е_п. а другая (1-2) - указатель равновесия НИ (нуль индикатор). Класс точности 0,005%.   

РИС: Одинарный  мост постоянного тока с четырехзажимным включением: r₁  - в диагональ источника и не учитывается в итоге;  r₃ – тот же случай; r₂<< R_3; r₄<< R_2. 2 % класс точности 

32 Мосты переменного тока, схема, порядок включения. Мосты перемен тока широко применяются для измерения емкости, угла потерь, индуктивности и добротности. Принцип работы моста: в плечо моста включают измеряемое сопротивление и, регулируя величину сопротивления, включенного в другое плечо моста, снижают разбаланс  моста до нуля. Мост перемен тока содержит две смежные ветви, из которых первая является первым смежным резистором, а вторая состоит из второго смежного резистора и смежного конденсатора, измерительное сопротивление, резистор, источник питания моста, общий провод моста и нуль-орган. В схему моста введены три управляемых источника напряжения, причем выход первого подключен ко второму выводу смежного конденсатора, выход второго подключен ко второму выводу второго смежного резистора, выход третьего подключен ко второму выводу измеряемого сопротивления, также входы управляемых источников подключены ко второму полюсу источника питания моста, а общие провода всех источников подключены к общему проводу моста. В измерительных мостах переменного тока вместо двух плеч, точно задающих отношение напряжений, используется трансформатор. Мостовые схемы работают как пара двухкомпонентных делителей напряжения подсоединённых параллельно к источнику напряжения, индикатор нулевого сигнала включён в диагональ моста для определения "баланса" при нулевом сигнале (Рисунок внизу)

Сбалансированный мост показывает "ноль", или минимальное  значение, на индикаторе. Любой из четырёх резисторов на рисунке может быть резистором с неизвестным сопротивлением, и его значение может быть определено из пропорции с другими тремя резисторами, которые "калиброваны" или их сопротивления известны с высокой точностью. Когда мост находится в условиях баланса (индикатор показывает нулевой сигнал), отношение определяется как:

Одним из преимуществ использования  мостовой схемы для измерения  сопротивлений является то, что напряжение источника питания не влияет на измерения. Практически, чем выше напряжение питания, тем легче обнаружить дисбаланс  между четыремя резисторами с помощью индикатора нулевого сигнала, и таким образом повышается чувствительность схемы. Большее напряжение питания ведёт к увеличению точности измерений. Однако из-за уменьшения или увеличения напряжения питания не вносится фундаментальных ошибок в отличии от других схем измерения сопротивлений.

35 Измерение индуктивности с помощью моста переменного тока. Более широко для измерения параметров конденсаторов и индуктивностей применяют уравновешенные мосты переменного тока, позволяющие получить малую погрешность измерения (до 1 %). Питание моста осуществляется от генераторов, работающих на фиксированной частоте 400—1000 Гц. В качестве индикаторов применяют выпрямительные или электронные милливольтметры, а также осциллографические индикаторы. Измерение производят балансированием моста в результате попеременной подстройки двух его плеч. Отсчет показаний берется по лимбам рукояток тех плеч, которыми сбалансирован мост. В качестве примера рассмотрим измерительные мосты, являющиеся основой измерителя индуктивности ЕЗ-3 (рис. 1)

Рис. 1. Схема моста для измерения  индуктивности.  При балансе моста (рис. 1) индуктивность катушки и ее добротность определяют по формулам Lx = R1R2C2; Qx = wR1C1.

33 Измерение электрического сопротивления  с помощью моста постоянного тока. Измерительный мост постоянного тока применяется для определения величины сопротивления постоянного тока электродетонаторов, электровзрывных линий, а также в условиях высокой опасности, наличия дыма, газа, пыли. Также, мост для измерения сопротивления эффективно применять в производственных и лабораторных условиях, где особенно важны надежность и точность показаний.  Надежные материалы, на основе которых изготовляется мост постоянного тока, обеспечивают прибору высокую прочность и износостойкость, что наряду с функциональными качествами, является также важным свойством представляемого нами оборудования.  Измерение активного сопротивления. Одним из распространенных методов измерения сопротивления является метод, в котором используется мостовая схема. Мостовая схема (рис. 1) состоит из реохорда (R), образцового сопротивления ( ) известной величины и измеряемого сопротивления (R_Х). Реохорд — это проволочное сопротивление, у которого имеется средний передвижной контакт 3. Реохорд обычно выполняется из высокоомной проволоки, намотанной на каркас, или просто представляет собой отрезок натянутой проволоки из материала с высоким удельным сопротивлением. Предполагается, что общее сопротивление реохорда (между контактами 1 и 2) известно, а также известны сопротивления между контактом 3 и контактами 1 (R₁) и 2 (R₂) при любом положении контакта 3.Измерение активного сопротивления обычно производится с использованием постоянного напряжения U следующим образом. Подвижный контакт 3 устанавливают так, чтобы напряжение между точками 3 и С стало равным нулю. В этом случае справедливы следующие отношения между величинами падения напряжения на сопротивлениях R₁ , R₂, R₀ и R_X: , (1); .(2) Поделим правые и левые части уравнений (1) и (2) друг на друга:

.(3). В силу закона Ома справедливы следующие соотношения: ,   ,   ,   ,где I₁, I₂ — электрические токи в левой и правой частях моста (см. рис. 1).Подставив эти выражения в соотношение (3), получим: или .(4). Соотношение (4) используется для определения неизвестного сопротивления R_X. Точность измерения R_X определяется точностью, с которой известны значения R₀, R₁, R₂. Соотношение (4) остается справедливым и в том случае, когда к точкам А и В моста (см.рис. 1) приложено переменное напряжение. При этом предполагается, что величины емкостей и индуктивностей элементов схемы, показанной на рис. 1, пренебрежимо малы.

34 Измерение электрической ёмкости  помощью моста переменного тока. Конденсатор, включенный в цепь переменного тока, создает переменное сопротивление . Измерение емкости в данном методе сводится к измерению емкостного сопротивления. Одним из простых способов измерения сопротивления является использование мостовых схем. Этот метод основан на сравнении сопротивлений, включенных в плечи моста. Сопротивления , , , образуют его плечи.

В диагональ моста ВД включен  генератор переменного напряжения. В диагональ АС - прибор, фиксирующий  наличие электрических колебаний, например, вольтметр переменного  тока, телефон или гальванометр с  выпрямителем.

 Рис: Измерительный  мост с вольтметром. Используя первый и второй законы Кирхгофа, можно получить следующие уравнения:

   Для АДСА и АВСА

(1.5)

для узлов А и С

(1.6)

Можно подобрать такие , , , чтобы ток через регистрирующий прибор (например, вольтметр) был равен нулю. В этом случае

(1.7)

Решая систему (1.5), можно получить соотношения:

  (1.8)

В действительности, для того чтобы  в диагонали АО ток был равен  нулю, необходимо совпадение по фазе потенциалов  точек А и С. Этого добиться не всегда удается. Можно показать, что соотношения (1.8) будут выполняться в том случае, когда ток (напряжение) в диагонали будет минимальным. Поэтому измерение сводится к подбору таких , и , чтобы ток в диагонали был минимальный. Часто сопротивления и объединяют в одну калиброванную проволоку (реохорд). Контакт Д делается подвижным.

37  Компенсаторы переменного  тока, их устройство, схема, применение. Компенсаторы перемен тока — это приборы, измеряющие на переменном токе напряжения и некоторые другие электрические величины, связанные с напряжением функциональной зависимостью (ток, сопротивление, мощность и др.). Компенсационный метод измерения на переменном токе, так же как и на постоянном, заключается в уравновешивании неизвестного напряжения известным. Для того, чтобы скомпенсировать на переменном токе напряжение. U_x, необходимо и достаточно приложить к нему другое напряжение U_к, равное по амплитуде, форме кривой и частоте, но сдвинутое по фазе относительно U_r на 180°.

Компенсаторы перемен тока менее  точны, чем компенсаторы постоянного  тока. Причина: отсутствие образцовой переменной синусоидальной э. д. с., с помощью которой можно было бы установить рабочий ток в компенсаторе, как это делается на постоян токе. В компенсаторах перемен тока величина рабочего тока устанавливается по амперметру обычно электродинамич системы, класс точности которого в наилучшем случае 0,1—0,2. Таким образом, высокая точность измерения, свойственная компенсаторам постоян тока, на перемен токе теряется. Несмотря на это, компенсатор перемен тока — один из важнейших приборов, позволяющий судить не только о величине измеряемого напряжения, но и о его фазе. Кроме того, в момент измерения компенсатор не потребляет мощности от источника измеряемой величины и, следовательно, не оказывает влияния на работу схемы, что тоже является его ценным качеством.

39  Классификация,  принцип действия электронных  аналоговых приборов( АЭП).  Классификация АЭП представлена на рисунке 1.3.

Электронные аналоговые приборы и  преобразователи представляют собой  средства измерений, в которых преобразование сигналов измерительной информации осуществляется с помощью аналоговых электронных устройств. Выходной сигнал таких средств является непрерывной  функцией измеряемой величины. Электронные приборы и преобразователи применяют при измерении практически всех электрических величин: напряжения, тока, частоты, мощности, сопротивления и т. д. Благодаря применению электронных устройств удается расширить функциональные возможности средств измерений и обеспечить высокий уровень их метрологических характеристик: это, в первую очередь, относится к высокой чувствительности приборов, широкому диапазону измерений, малой потребляемой мощности от измеряемой цепи, широкому частотному диапазону и др. В настоящее время широкое признание получили такие приборы, как электронно-лучевые осциллографы, электронные вольтметры, омметры, анализаторы спектра и др. В то же время некоторые аналоговые приборы, например частотомеры и фазометры, вытесняются соответствующими цифровыми приборами, что обусловлено относительной простотой преобразования этих параметров в кодовый сигнал

40 Устройство, принцип  действия электронных аналоговых вольтмеров постоянного тока. В  аналоговых вольтметрах измеряемое напряжение преобразуется в пропорциональное значение постоян тока, измеряемое магнитоэлектрическим микроамперметром, шкала которого градуируется  в   единицах   напряжения   (вольты,   милливольты, микровольты). Электронные аналоговые вольтметры позволяют производить измерения в широком диапазоне напряжений и частот. Электрон вольтметром называется прибор, показания которого вызываются током электронных приборов, т. е. энергией источника питания вольтметра. Измеряемое напряжение управляет током электрон приборов, благодаря чему входное сопротивление электрон вольтметров достигает весьма больших значений и они допускают значительные перегрузки. В электрон вольтметрах конструктивно объединены электронный преобразователь и измерительный механизм. Электронный преобразователь может быть ламповым или полупроводниковым. Измерительный механизм обычно магнитоэлектрический. Отличительной особенностью электрон вольтметров на постоян  токе – их большое входное сопротивление, благодаря этому их можно применять для измерения напряжения на участке цепи.

Электронные вольтметры постоянного тока выполняются по схеме, представленной на рис. 2.28. ( рис 2.29 лишний). Измеряемое напряжение U, подается на входное устройство, представляющее собой многопредельный высокоомный делитель на резисторах. С делителя напряжение поступает на усилитель постоянного тока и далее — на измерительный механизм. Делитель и усилитель постоянного тока ослабляют или усиливают напряжение до значений, необходимых для нормальной работы измерительного механизма. Одновременно усилитель обеспечивает согласование высокого сопротивления входной цепи прибора с низким сопротивлением катушки измерительного механизма. Входное сопротивление электронного вольтметра составляет обычно несколько десятков мегаом. Это позволяет производить измерения в высокоомных цепях без заметного потребления мощности от объекта измерения. Диапазон, измеряемых напряжений постоянного тока — от десятков милливольт до нескольких киловольт.  Чтобы обеспечить необходимую точность вольтметра к усилителям постоянного тока, применяемым в электронных вольтметрах, предъявляются жесткие требования в отношении линейности амплитудной характеристики, постоянства коэффициента усиления, температурного и временного дрейфа нуля.

36 Компенсаторы постоянного тока, их устройство, схема, применение. Компенсаторы — приборы в которых измерение производится методом сравнения измеряемой величины с эталонной. Принцип действия компенсатора основан на уравновешивании (компенсации) измеряемого напряжения известным падением напряжения на образцовом резисторе. Момент полной компенсации фиксируется индикаторным прибором (нуль-индикатором). Компенсаторы постоян тока применяются для измерения ЭДС и напряжений, а также неэлектрических величин, функционально связанных с ними (температура, давление и т. п.). Их можно использовать и для измерения токов. Их принцип действия основан на уравновешивании (компенсации) измеряемого напряжения известным падением напряжения на образцовом резисторе. Момент полной компенсации фиксируется по показаниям нуль-индикатора. Упрощенная схема компенсатора постоянного тока приведена на рис. Рис 74. Схема компенсатора постоянного тока. Эта схема состоит из трех контуров. Верхний контур содержит вспомогательный источник питания Е_всп, регулировочный реостат R_рег, установочный реостат R_у, магазин компенсирующих сопротивлений R. В этом контуре создается рабочий ток, известный с высокой точностью. Левый нижний контур, включающий в себя установочный реостат R_у, нормальный элемент Е_Н и нуль-индикатор НИ, служит для точной установки заданного значения рабочего тока. Правый нижний контур включает в себя часть компенсирующих сопротивлений R, НИ и измеряемое напряжение U_Х. Суть метода измерения компенсатором: измеряемое напряжение сравнивается с падением напряжения, создаваемым рабочим током на части компенсирующих сопротивлений. Процесс измерения состоит из двух операций: установления рабочего тока в положении переключателя П1 и уравновешивания измеряемого напряжения U_Х  напряжением_, создаваемым рабочим током на R в положении переключателя П 2.Высокая точность измерения компенасаторами напряжений постоян тока обеспечивается использованием рабочих эталонов ЭДС и сопротивлений, чувствительного нуль-индикатора, а также тем, что в режиме компенсации нет потребления тока от источника измеряемого напряжения.Класс точности компенсаторов лежит в пределах от 0,0005 до 0,5. Верхний предел измерения не превосходит 1,5 - 2,5 В.  При измерении тока в цепь включается рабочий эталон сопротивления, значение которого известно с высокой точностью, и компенсатором измеряется падение напряжения на этом сопротивлении. Токвычисляют по закону Ома. Для измерения сопротивления резистора R_х последовательно с ним включается рабочий эталон сопротивления R₀ и вэтой цепи устанавливается ток. Компенсатором измеряют падение напряжения на R_х и R₀. Значение сопротивления получают по формуле . В современных конструкциях компенсаторов вместо нормального элемента часто используются стабилизованные источники напряжения с более высоким значением стабилизированного напряжения, что позволяет расширить верхний предел измерения компенсатора до нескольких десятков вольт. Для измерения более высоких значений напряжения могут быть использованы схемы с делителем напряжения. При этом, однако, утрачивается основное достоинство компенсационного метода - отсутствие потребления мощности от объекта измерения.

38 Схема двойного моста  постоянного тока, условие равновесия  моста. Мост называется уравновешенным, если разность потенциалов между точками 1 и 2 равна нулю, т.е. напряжение на диагонали, содержащей индикатор нуля, отсутствует и ток через индикатор равен нулю. Соотношение между сопротивлениями плеч, при котором мост уравновешен, называется условием равновесия моста: - для постоян  тока. К резистору трудно подсоединить медные провода, не привнеся при этом сопротивления контактов порядка 0,0001 Ом и более. В случае сопротивления 1 Ом такой токоподвод вносит ошибку порядка всего лишь 0,01%, но для сопротивления 0,001 Ом ошибка будет составлять 10%. Двойной измерител мост (мост Томсона), схема которого представлена на рис. 2, предназначен для измерения сопротивления эталонных резисторов малого номинала. Сопротивление таких четырехполюсных эталонных резисторов определяют как отношение напряжения на их потенциальных зажимах (р₁, р₂ резистора R_s и р₃, p₄ резистора R_x на рис. 2) к току через их токовые зажимы (с₁, с₂ и с₃, с₄). При такой методике сопротивление присоединительных проводов не вносит ошибки в результат измерения искомого сопротивления. Два дополнительных плеча m и n исключают влияние соединительного провода 1 между зажимами с₂ и с₃. Сопротивления m и n этих плеч подбирают так, чтобы выполнялось равенство M/m = N/n. Затем, изменяя сопротивление R_s, сводят разбаланс к нулю и находят R_x = R_s (N /M).

Двойные измерительные мосты постоян тока рассчитаны на работу только с переменным отношением плеч. Чувствительность двойного моста зависит от чувствительности нулевого указателя, параметров мостовой схемы и значения рабочего тока. С увеличением рабочего тока чувствительность увеличивается.

42 Устройство, принцип  действия электронных аналоговых  омметров. Омме́тр- измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения электрических активных (омических) сопротивлений. Обычно измерение производится по постоянному току, однако, в некоторых электронных омметрах возможно использование переменного тока. Принцип действия: основан на преобразовании измеряемого сопротивления в пропорциональное ему напряжение с помощью операционного усилителя. Измеряемый объект  включается в цепь обратной связи (линейная шкала) или на вход усилителя. Измерение малых сопротивлений (менее 10−2 Ом) производится электронными миллиомметрами. При измерении таких сопротивлений

возникают трудности, связанные  с влиянием соизмеримых по значению сопротивлений контактов и соединительных проводов, а также контактных термоЭДС. Измерение малых сопротивлений производится на переменном

токе, и строятся они по схеме: генератор – делитель напряжения (R0, Rх) – усилитель переменного тока – ИМ. Для уменьшения влияния сопротивлений контактов и соединительных проводов резистор Rх включают по четы-

рехзажимной схеме.

41 Электронные вольтметры переменного тока. Принцип работы, устройство, основные характеристики. Электрон вольтметром называется прибор, показания которого вызываются током электронных приборов, т. е. энергией источника питания вольтметра. Измеряемое напряжение управляет током электрон приборов, благодаря чему входное сопротивление электрон вольтметров достигает весьма больших значений и они допускают значительные перегрузки. В электрон вольтметрах конструктивно объединены электронный преобразователь и измерительный механизм. Электронный преобразователь может быть ламповым или полупроводниковым. Измерительный механизм обычно магнитоэлектрический. Электрон вольтметры перемен тока выполняются по двум структурным схемам, представленным на рис. 2.29. ( рис 2.29 лишний)

 В первой из этих схем измеряемое переменное напряжение сначала преобразуется в постоянное при помощи детектора, а затем усиливается усилителем постоянного тока и воздействует на измерительный механизм. Во второй схеме усиление производится на переменном токе (для этого служит усилитель переменного тока) и лишь затем предварительно усиленный сигнал выпрямляется детектором и отклоняет стрелку измерительного механизма. Эти схемы дополняют друг друга. Каждая из них обладает своими преимуществами и недостатками. По первой схеме могут строиться вольтметры, обладающие широким частотным диапазоном (10 Гц — 1000 МГц), но обычно не способные измерять напряжения меньше нескольких десятых долей вольта: детектор выпрямляет только достаточно большие напряжения. Вторая схема позволяет строить чувствительные вольтметры, нижний предел измерения которых составляет всего лишь единицы микровольт. Однако эти приборы имеют меньший частотный диапазон, поскольку частотный диапазон усилителя переменного тока трудно сделать достаточно большим. Электрон вольтметры обладают высокой чувствительностью, высоким входным сопротивлением, широким диапазоном измеряемых напряжений, могут работать в широком диапазоне частот. При измерении напряжений переменного тока находят значение какого-либо его параметра – пиковое (наибольшее мгновенное значение напряжения за время измерения или за период), среднее (постоянная составляющая U₀=1/T∙⌠₀^TU(t)dt), средне-выпрямленное (среднее значение модуля напряжения: U_СВ=1/T∙⌠₀^T|U(t)|dt) или среднеквадратическое (U=√(1/T)∙⌠₀^TU²(t)dt).  Связь между пиковым, средневыпрямленным и среднеквадратичным знаением напряжения данной формы устанавливается при помощи коэффициента амплитуды: Кп=U_m/U и коэф. формы кривой: Кф=U/U_СВ. Для напряжений синусоидальной формы коэффициент амплитуды =√2, коэффициент формы 2√2/π. Вольтметры перемен тока выполняются по одной из следующих схем. 1)u_х –[ВБ]-->[Д]-->[УПТ]-->[ИП], 2) u_х –[ВБ]-->[У~T]-->[Д]-->i_х [ИП], где ВБ – входной блок, УПТ – усилитель постоянного тока, ИП – измерительный прибор, У~T – усилитель переменного тока, Д – демодулятор.В схеме 1 измеряемое перемен напряжение сначала преобразуется в постоянное, затем усиливается в УПТ, индуцируется на ИП. Вольтметры, построенные по этой схеме имеют очень широкий диапазон частот, недостаток – невозможность измерения малых напряжений или большая аддитивная погрешность при измерении малых напряжений из-за падения напряжения на p-n переходах. Вольтметры, построенные по 2-ой структуре – усиливается сразу переменное напряжение и выпрямление осуществляется после усиления. Такие вольтметры отличаются высокой чувствительностью и могут измерять напряжение десятки микровольт, но их диапазон рабочих частот ограничен полосой пропускания УПТ.