В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Тема 1.2. Электрические цепи постоянного тока

Электрические цепи и ее элементы

Электрической цепью постоянного тока называют совокупность устройств и объектов: источников электрической энергии, преобразователей, потребителей, коммутационной, защитной и измерительной аппаратуры, соединительных проводов или линии электропередачи.

Электрические и электромагнитные процессы в этих объектах описываются с помощью понятий об электродвижущей силе (ЭДС — E ), токе ( I ) и напряжении ( U ).

Элементы цепи можно разделить на три группы:

1) элементы, предназначенные для генерирования электроэнергии (источники энергии, источники ЭДС);

2) элементы, преобразующие электроэнергию в другие виды энергии: механическую, тепловую, световую, химическую и т.д. (эти элементы называются приемниками электрической энергии или потребителями);

3) элементы, предназначенные для передачи электрической энергии от источника к приемникам (линии электропередачи, соединительные провода); элементы, обеспечивающие уровень и качество напряжения и т.д.

Источники питания цепи постоянного тока – это гальванические элементы, электрические аккумуляторы, электромеханические генераторы, термо- и фотоэлементы и др.

Электрическими приемниками или потребителями постоянного тока являются электродвигатели, преобразующие электрическую энергию в механическую, нагревательные и осветительные приборы, электролизные установки и др. Все электоприемники характеризуются электрическими параметрами, среди которых основные – напряжение и мощность. Для нормальной работы электроприемника на его зажимах необходимо поддерживать номинальное напряжение. По ГОСТ 721-77 напряжение равно 27, 110, 220, 440 В, так же 6, 12, 24, 36 В.

Коммутационная аппаратура служит для подключения потребителей к источникам, то есть для замыкания и размыкания источников электроцепи.

Защитная аппаратура предназначена для размыкания цепи в аварийных ситуациях.

Измерительная аппаратура предназначена для замера тока, напряжения и других электрических величин.

Линии электропередачи используются, когда источники и потребители удалены друг от друга на большие расстояния. Соединительные провода предназначены для соединения между собой зажимов или электродов элементов электрической цепи.

Активные и пассивные элементы

Элемент называется пассивным , если он не может вызывать протекание тока, то есть если он не создает тока или ЭДС. Если собрать несколько пассивных элементов (резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности) в электрическую цепь, то ток в цепи не потечет.

Элемент, который создает ЭДС и вызывает протекание тока, называется активным (источники электроэнергии).

Линейные и нелинейные цепи

Электрическая цепь называется линейной , если электрическое сопротивление или другие параметры участков, не зависят от значений и направлений токов и напряжений. Электрические процессы линейной цепи описываются линейными алгебраическими и дифференциальными уравнениями.

Если электрическая цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент , то она является нелинейной.

Топологические элементы электрической цепи.

Графическое изображение электрической цепи называется электрической схемой. Электрическая схема включает: узлы, ветви, контуры.

Ветвь – совокупность элементов, соединенных последовательно. По ветви протекает один и тот же ток.

Узел – точка соединения трех или более ветвей.

Контур – совокупность ветвей, при обходе которых осуществляется замкнутый путь.

Простейшая электроцепь имеет один контур с одной ветвью и не имеет узлов. Сложные электроцепи имеют несколько контуров.

Положительные направления тока, напряжения и ЭДС.

Чтобы правильно записать уравнения, описывающие процессы в электрических цепях, и произвести анализ этих процессов, необходимо задать условные положительные направления ЭДС источников питания, тока в элементах или ветвях цепи и напряжения на зажимах элементов цепи или между узлами цепи.

Внутри источника ЭДС постоянного тока положительным является направление ЭДС от отрицательного полюса к положительному полюсу. Это соответствует определению ЭДС как величины, характеризующей способность сторонних сил вызывать электрический ток.

По отношению к источнику ЭДС все элементы цепи составляют внешний участок цепи.

За положительное направление тока в цепи принимают направление, совпадающее с направлением ЭДС. Во внешней цепи положительным является направление от положительного полюса источника к отрицательному полюсу. В электронной теории – направление совпадает с направлением положительно заряженных частиц.

Условным положительным направлением падения напряжения (или просто напряжения) на элементах цепи или между двумя узлами цепи принимают направление, совпадающее с условно положительным направлением тока в этом элементе или в этой ветви. Положительное направление напряжения на зажимах источника ЭДС всегда противоположно положительному направлению ЭДС.

Действительные направления электрических величин, определяемые расчетом, могут совпадать или не совпадать с условными направлениями. При расчетах если определено, что ток, ЭДС и напряжения положительны, то их действительные направления совпадают с условно принятыми положительными направлениями, если отрицательны, то не совпадают.

Основные законы электрической цепи

Условное обозначение параметров в цепях постоянного и переменного тока.

i – переменный ток; I – постоянный ток;

u – переменное напряжение; U – постоянное напряжение;

e – переменная ЭДС; E – постоянная ЭДС;

Приборы электродинамической системы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Особенности ЭМ приборов.

Амперметры и вольтметры.

В основе конструкции амперметров ЭМ системы лежит катушка, состоящая из нескольких секций (рис. 3.8, а), переключением которых можно изменять пределы измерения токов: I1 > I2> I3.

n В простейшей схеме вольтметра последовательно с катушкой включается добавочный резистор RV, (рис. 3.8, 6).

n В такой схеме с ростом частоты напряжения ω линейно растет индуктивное сопротивление ХL катушки измерительного механизма:ХL = jωL

n При этом растет суммарное сопротивление цепи, ток в катушке падает, что приводит к уменьшению показаний прибора.

n Для поддержания полного комплексного сопротивления примерно постоянным в достаточно широком диапазоне частот в схему вольтметра (рис. 3.8, в) вводится цепь частотной коррекции (конденсатор Ск и резистор ), сопротивление которой с ростом частоты падает, компенсируя возрастание сопротивления катушки.

n С помощью добавочных резисторов RдI и Rд2 обеспечивается возможность работы в нескольких диапазонах измерения напряжения.

Достоинства.

n Приборы электромагнитной системы могут быть использованы для измерения и постоянных, и переменных напряжений и токов.

n Приборы реагируют на истинное среднее квадратическое (действующее) значение переменного сигнала независимо от его формы (в пределах своего сравнительно неширокого частотного диапазона)

n Приборы этой системы выдерживают значительные перегрузки (возможны двух- и трехкратные перегрузки), имеют сравнительно простую конструкцию

n ЭМ приборы — это самые распространенные щитовые приборы.

Недостатки приборов ЭМ системы:

n • нелинейная (квадратичная) шкала;

n • узкий частотный диапазон измеряемых сигналов (сотни герц — единицы килогерц);

n • заметное влияние внешних магнитных полей;

n • невысокий класс точности (типично — 1,5. 2,5 %).

n Обозначение приборов ЭМ системы на шкалах:

n Конструкция и принцип действия. На рис. 3.9 приведена упрощенная конструкция электродинамического (ЭД) измерительного механизма. Неподвижная катушка 1 с током I1 разделена на две части. Подвижная катушка 2 с током I2 закреплена на оси З внутри неподвижной катушки. Спиральная пружина 4 служит для создания противодействующего момента.

n Принцип действия основан на взаимодействии магнитных потоков двух катушек с токами I1 и I2 .Протекающие по катушкам токи создают магнитные потоки, которые стремятся принять одно направление, при этом подвижная катушка поворачивается внутри неподвижной. Вращающий момент М для постоянных токов:

n M = I1 I 2 (dL1-2 /dα ),

n где L1-2 — взаимная индуктивность катушек; α — угол поворота подвижной части.

n Электродинамические приборы могут быть использованы в цепях как постоянного, так и переменного тока

n При синусоидальных токах вращающий момент определяется по формуле:

n М = I1 ·I 2 cos φ(dL1-2 /dα ),

n где I1, I2 — действующие значения переменных токов в катушках;φ— угол сдвига фаз между токами в катушках.

n На базе ЭД механизма выпускаются амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры.

Измерения в цепях постоянного и переменного тока низкой частоты

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Измерения в цепях постоянного и переменного тока низкой частоты

Измерение тока и напряжения

Для измерения постоянных напряжений (токов) применяются, как правило, приборы магнитоэлектрической системы. Для измерения действующих значений переменных напряжений (токов) тока используют преимущественно приборы электромагнитной системы, а для измерения их средних значений — приборы магнитоэлектрической системы с выпрямителем.При измерении тока амперметр включается последовательно с участком цепи, в котором измеряется ток (рис. 5.1,а). Для измерения величины напряжения на каком-либо элементе электрической цени вольтметр включается параллельно этому элементу (рис. 5.2, а).

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Расширение пределов измерения амперметра достигается с помощью шунта

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

в цепях постоянного тока (рис. 5.1,6) и с помощью измерительного трансформатора тока в цепях переменного тока (рис. 5.1,в).

Расширение пределов измерения вольтметра достигается с помощью дополнительного резистора

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

в цепях постоянного тока (рис. 5.2,6) и с помощью измерительного трансформатора напряжения в цепях переменного тока (рис. 5.2,в).

Для минимизации влияния амперметра на величину измеряемого тока необходимо, чтобы его внутреннее сопротивление было много (как минимум, на два-три порядка) меньше сопротивления участка электрической цени, в которой он включен. Для минимизации влияния вольтметра на величину измеряемого напряжения необходимо, чтобы его внутреннее сопротивление было много (как минимум, на два-три порядка) больше сопротивления включенного параллельно вольтметру элемента участка электрической цепи.

Измерение мощности

Измерение мощности в цепях постоянного тока. Мощность в цепи постоянного тока

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

может быть измерена косвенным методом с помощью амперметра и вольтметра (рис. 5.3,а) или непосредственно электродинамическим ваттметром (рис. 5.3,6).

Электродинамический ваттметр состоит из двух катушек: неподвижной с малым сопротивлением (обычно называемой токовой обмоткой) и подвижной с большим сопротивлением (обычно называемой обмоткой напряжения). Токовая обмотка включается последовательно с нагрузкой

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, обмотка напряжения включается параллельно нагрузке. В результате взаимодействия магнитных полей подвижной и неподвижной катушек возникает вращающий момент, вызывающий отклонение подвижной части прибора и соединённой с ней стрелки (указателя). При постоянном токе он пропорционален произведению силы тока на напряжение, т.е. мощности, потребляемой в цепи постоянного тока.

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Чтобы стрелка прибора отклонялась от нуля вправо, необходимо через катушки пропускать токи в определенном направлении. Для этого два зажима прибора, соединенные с началом обмоток, обозначаются знаком «*» и электрически соединяются. Они должны быть подключены к положительному полюсу источника питания.

Измерение мощности в однофазной цепи. Активная мощность в цепи однофазного синусоидального тока

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

может быть измерена косвенным методом с помощью амперметра, вольтметра и фазометра или непосредственно электродинамическим ваттметром. Обмотки ваттметра подключают так же, как и при измерении мощности, потребляемой в цепи постоянного тока. Вращающий момент прибора пропорционален средней, или активной, мощности

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

. По углу поворота подвижной части ваттметра можно судить о величине активной мощности, потребляемой цепью.

При измерении ваттметром активной мощности в цепях низкого напряжения с большими токами применяют трансформаторы тока. Для определения мощности в этом случае нужно показание ваттметра умножить на коэффициент трансформации трансформатора тока.

В цепях высокого напряжения с большими токами при измерении активной мощности используются измерительные трансформаторы напряжения и тока. Для получения мощности нужно показание ваттметра умножить на произведение коэффициентов трансформации трансформаторов напряжения и тока.

Реактивная мощность в цепи однофазного синусоидального тока

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

может быть измерена косвенным методом с помощью амперметра, вольтметра и фазометра или непосредственно специальным ваттметром (варметром), имеющим усложненную схему параллельной цепи с целью получения фазового сдвига между векторами тока и напряжения этой цепи, равного 90°.

Измерение мощности в трехфазной цепи. Активную мощность трехфазной цепи при симметричной нагрузке можно определить при помощи трех приборов: амперметра, вольтметра и фазометра — по формуле

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, где

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

и

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

— линейные напряжения и ток, а

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

— угол сдвига между фазным напряжением и током.При симметричной нагрузке активную мощность трехфазной цепи можно измерить непосредственно одним ваттметром (рис. 5.4). Умножая показание ваттметра на 3, получаем значение активной мощности цепи при симметричной нагрузке.

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Активная мощность в трехфазной цепи с нулевым проводом может быть определена как сумма показаний трех ваттметров, включенных, как показано на рис. 5.5.

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Мощность трехфазной цепи без нулевого провода при любой нагрузке (симметричной и несимметричной) независимо от способа соединения потребителей (звездой или треугольником) может быть измерена по схеме двух ваттметров (рис. 5.6,а). Докажем, что ваттметры измеряют активную мощность в трехфазной цепи.

Мгновенное значение мощности, измеряемой первым и вторым ваттметром,

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

. Так как

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

или

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

. Так как в трехпроводной трехфазной цепи

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

.

Из полученного выражения следует, что суммарная мгновенная мощность, измеряемая двумя ваттметрами (рис.5.6), равна активной мощности в трехфазной цепи.

В соответствии с (2.51) измеренная по способу двух ваттметров активная мощность трехфазной системы, выраженная через действующие значения токов и напряжений,

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

где

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

и

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

показания первого и второго ваттметров.

Так как косинусы углов в (5.7) могут быть как положительными, так и отрицательными, активная мощность, измеренная по методу двух ваттметров, равна алгебраической сумме их показаний.

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

На рис. 5.6,б представлена векторная диаграмма токов и напряжений для схемы, изображенной на рис.5.6,а, при симметричном приемнике, включенном звездой. Диаграмма поясняет измерение активной мощности с помощью двух ваттметров. На векторной диаграмме угол

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

между векторами

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

и

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

равен

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, угол

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

между векторами

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

и

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

равен

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, а

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

— угол между линейными напряжением и током. Следовательно, мощность трехфазной системы при симметричной нагрузке

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Реактивную мощность в трехфазной цепи можно измерить с помощью варметров по аналогичным схемам, представленным на рис.5.4 и 5.5.

В трехфазной трехпроводной цепи при симметричной нагрузке реактивную мощность можно определить по показаниям двух ваттметров (рис.5.6,а)

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Измерение энергии в цепях переменного тока

Учет электроэнергии, отдаваемой электростанциями в сеть или получаемой отдельными потребителями, осуществляется с помощью счетчиков электрической энергии.

Электрическая энергия (работа) определяется произведением электрической мощности в ваттах на время. За единицу электрической энергии принимают ватт-секунду, т. е. работу, которую совершает в цепи ток в 1 ампер при напряжении в 1 вольт в течение 1 секунды. Для практических расчетов берется единица более крупная — ватт-час (3600 ватт-секунд) или кратные ей гектоватт-час (100 ватт-час.) и киловатт-час (1000 ватт-час.).

Для учёта активной и реактивной электроэнергии переменного тока служат индукционные одно- и трёхфазные счетчики, для учёта расхода электроэнергии постоянного тока — электродинамические счётчики.

Наиболее популярным в последнее время становятся электронные счетчики, имеющие лучшие по сравнению с традиционными счетчиками электроэнергии метрологические характеристики. Принцип действия таких счетчиков заключается в периодическом аналого-цифровом преобразовании получаемых с помощью первичных преобразователей текущих значений тока и напряжения и последующем вычислении цифровым процессором мощности и энергии и регистрации полученных результатов.

Электронные счетчики применимы для измерения мощности и энергии как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока. Область их применения определяется лишь первичными преобразователями и алгоритмом обработки получаемых с их помощью текущих значений тока и напряжения.

Измерение неэлектрических величин электрическими методами

Существует ряд способов измерения неэлектрических величин, различающихся по виду энергии сигнала измерительной информации.

Однако мы рассмотрим только наиболее распространенный электрический способ измерения. Для его реализации необходимо преобразовать измеряемую неэлектрическую величину в пропорциональный электрический сигнал. Эту задачу выполняют измерительные преобразователи (преобразователи физической величины, датчики, первичные преобразователи).

Преобразователь физической величины — устройство, предназначенное для восприятия и преобразования контролируемой физической величины в выходной сигнал.

По виду выходного сигнала датчики подразделяются на две большие группы: генераторные (с выходной величиной

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

или

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

и внутренним сопротивлением

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

) и параметрические (с ЭДС

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

и выходной величиной в виде изменения

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

или

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

в функции

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

).

Функции преобразовании первичного преобразователя — это функциональная зависимость выходной величины

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

от входной

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, описываемая аналитическим выражением или графиком. Чаще всего стремятся обеспечить линейную зависимость между изменением входной величины и соответствующим приращением выходной величины преобразователя, т.е. получить линейную характеристику преобразования. Для ее описания

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

достаточно двух параметров: начального значения выходной величины

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

соответствующего нулевому значению входной величины

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, и показателя относительного наклона характеристики

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, называемого чувствительностью преобразователя.

Чувствительность преобразователя — характеристика, определяемая отношением изменения выходного сигнала к вызывающему его изменению измеряемой физической величины. Это, как правило, именованная величина с разнообразными единицами, зависящими от природы входной и выходной величин. Для реостатного преобразователя (реостата, движок которого перемещается под действием измеряемой неэлектрической величины) входной величиной является перемещение движка, а выходной величиной — сопротивление, единица чувствительности — Ом/мм. Для термопары единица чувствительности — мВ/К.

Функцию преобразования обычно приходится находить экспериментально, т. е. прибегать к градуировке преобразователей. Результаты градуировки выражаются в виде таблиц, графиков или аналитически.

Часто у преобразователей выходной сигнал

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

зависит не только от входной измеряемой величины

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, но и от внешнего фактора

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

,т. е. функция преобразования в общем виде,

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

.

В этом случае при градуировке определяется ряд функций преобразования при разных значениях

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

.

Знание функций преобразования при разных значениях влияющего фактора позволяет тем или иным способом (введением поправки, автоматической коррекцией) учесть влияние внешнего фактора.

При градуировке серии однотипных преобразователей оказывается, что их характеристики несколько отличаются друг от друга, занимая некоторую полосу. Поэтому в паспорте первичного преобразователя приводится некоторая средняя характеристика, называемая номинальной. Отклонение реальной характеристики преобразователя от его номинальной характеристики рассматривается как погрешность преобразователя.

При оценке и сравнении измерительных преобразователей необходимо учитывать следующие их основные параметры:

  • коэффициент преобразования — величину, характеризующую отношение параметров входного и выходного сигналов;
  • рабочий диапазон (минимальный и максимальный уровень измеряемой величины);
  • погрешность — характеристика, количественно выражающая отклонение номинального значения измеряемой физической величины от ее истинного значения.

Основные параметры преобразователя могут дополняться такими дополнительными параметрами, как:

  • диапазон рабочих температур;
  • нестабильность коэффициента преобразования (например, зависимость его от температуры);
  • нелинейность коэффициента преобразования;
  • частотные свойства преобразователя;
  • внешние условия работы преобразователя:
  • напряжение питания преобразователя.

К первичным преобразователям предъявляют требования воспроизводимости и однозначности характеристики преобразования

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

, стабильности во времени характеристики преобразователя, минимального обратного действия преобразователя на исследуемый объект, быстродействия и др.

Первичные измерительные преобразователи очень разнообразны по принципу действия, устройству, виду энергии входного сигнала, метрологическим и эксплуатационным характеристикам.

Па вход первичного преобразователя кроме входной величины

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

действуют и другие параметры объекта и окружающей среды. В этих условиях первичный преобразователь должен избирательно реагировать только на значение входной величины и не реагировать на влияние всех остальных факторов. Задача подавления чувствительности первичного преобразователя к влияющим величинам относится к важным задачам, решаемым конструктивными и схемными методами.

Выходной сигнал первичного преобразователя поступает в измерительную цепь, осуществляющую измерительное преобразование и формирование выходного сигнала, а также коррекцию отдельных составляющих систематической погрешности. Схема измерительной цепи зависти от типа первичного преобразователя, его выходной мощности, от требований к точности и быстродействию измерительного устройства.

Цифровые измерительные приборы

Все приборы делятся на аналоговые и цифровые. Первые обычно показывают значение измеряемой величины посредством стрелки, перемещающейся по шкале с делениями. Вторые снабжены цифровым дисплеем, который показывает измеренное значение величины в виде числа. Цифровые приборы в большинстве измерений более предпочтительны, так как они более точны, более удобны при снятии показаний и, в общем, более универсальны. Аналоговые приборы постепенно вытесняются цифровыми, хотя они еще находят применение там, где важна низкая стоимость и не нужна высокая точность.

По принципу действия и конструктивному исполнению цифровые приборы разделяют на электромеханические и электронные. Электромеханические приборы имеют высокую точность, но малую скорость измерений. В электронных приборах используется современная элементная база электроники. Несмотря на схемные и конструктивные особенности, принцип построения ЦИП одинаков.

Во всех цифровых приборах аналоговый измеряемый сигнал (выходной сигнал первичного преобразователя) с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) должен быть преобразован в цифровую форму.

Уровень сигналов от первичных преобразователей, как правило, недостаточен для работы АЦП, который преобразует напряжение в цифру в строго ограниченном диапазоне от минимального уровня напряжения

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

до максимального уровня напряжения

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

. Для того чтобы согласовать уровни и величину выходного сигнала первичного преобразователя и уровни и величину входных сигналов вторичного преобразователя (согласовать размах сигнала первичного преобразователя и диапазон

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

работы вторичного преобразователя), требуется усилить сигнал первичного преобразователя. При этом может возникнуть необходимость согласовать нулевой уровень сигнала первичного преобразователя с нулевым уровнем шкалы вторичного преобразователя, который может быть равен

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

или (

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

или иметь какое-то иное значение для конкретного случая.

Искажения, вносимые усилителем в усиливаемый сигнал, не должны превышать допустимые искажения. Эти искажения могут быть вызваны как нелинейностью коэффициента передачи усилителя для разных уровней входного (выходного) сигнала, гак и дополнительными источниками тока и напряжениями, возникающими в усилителе, с которыми суммируется входной сигнал. К этим дополнительным источникам относятся:

  • напряжение смещения пуля усилителя;
  • входные токи усилителя;
  • шумы усилителя.

Кроме этого, входной сигнал может искажаться из-за несоответствия частотного диапазона усилителя и частотному спектру сигнала. Например, если усилитель не достаточно быстродействующий, то мелкие детали исследуемого физического процесса не будут анализироваться при эксперименте.

Если полезной информацией является амплитуда импульсов первичного преобразователя, а усилитель не пропускает постоянной составляющей сигнала, то при изменении частоты повторения импульсов и длительности импульсов будет изменяться постоянная составляющая сигнала, а так как она не пропускается усилителем, то амплитуда импульсов на выходе усилителя будет искажена.

В связи с тем, что шумы занимают всю полосу частот, а искомый сигнал первичного преобразователя имеет 01раниченную полосу частот, то для увеличения отношения сигнал/шум полоса частот усилителя не должна превышать полосу частот сигнала. Для ограничения полосы частот сигнала применяют соответствующие фильтры верхних и нижних частот.

Обработанный таким образом исходный аналоговый сигнал преобразуется АЦП в цифровую форму. Результат аналого-цифрового преобразования выводится индикатор (дисплей).

К наиболее важным характеристикам цифровых измерительных приборов относятся: разрешающая способность, входное сопротивление, быстродействие (число измерений в секунду), точность (близость результата к истинному значению величины), помехозащищенность.

Применение в цифровых измерительных приборах в качестве устройства управления микроконтроллеров позволяет существенно повысить их точность, расширяет возможности и упрощает управление процессом измерений, автоматизирует калибровку и проверку приборов, позволяет выполнять вычислительные операции, создавать полностью автоматизированные программно управляемые приборы.

Эта теория взята со страницы помощи с заданиями по электротехнике:

Возможно эти страницы вам будут полезны:

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

В цепях постоянного тока могут быть использованы приборы

Образовательный сайт для студентов и школьников

Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.

© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института

Источник