Измерение электрических и магнитных величин

По системе СИ единицы электрических и магнитных величин, приведены в табл. ниже:

Величина	Наимено- вание	Обозначение		Величина	Наимено- вание	Обозначение
Величина	Наимено- вание	русское	междунар.	Величина	Наимено- вание	русское	междунар.
Сила электрического тока, магнитодвижущая сила	Ампер	А	А	Электрическая постоянная, абсолютная диэлектрическая проницаемость, диэлектрическая восприимчивость	Фарад на метр	Ф/м	F/m
Линейная плотность электрического тока, напряженность магнитного поля	Ампер на метр	А/м	А/m	Магнитная индукция, плотность магнитного поля	Тесла	Тл	T
Поверхностная плотность электрического тока	Ампер на квадратный метр	А/м²	A/m²	Индуктивность, взаимная индуктивность, магнитная проводимость	Генри	Гн	H
Магнитный момент	Ампер-квадратный метр	А∙м²	A∙m²	Магнитное сопротивление	Генри в минус первой степени	Гн-¹	H^-1
Количество электричества, электрический заряд, поток электрического смещения	Кулон	Кл	C	Магнитная постоянная, абсолютная магнитная проницаемость	Генри на метр	Гн/м	H/m
Линейная плотность электрического заряда	Кулон на метр	Кл/м	C/m	Магнитный поток	Вебер	Вб	Wb
Электрическое смещение, поверхностная плотность электрического заряда	Кулон на квадратный метр	Кл/м²	C/m²	Электрическая проводимость	Сименс	См	S
Объемная плотность электрического заряда	Кулон на куб. метр	Кл/м³	C/m³	Удельная электрическая проводимость	Сименс на метр	См/м	S/m
Момент электрического диполя	Кулон-метр	Кл∙м	C∙m	Электрическое сопротивление	Ом	Ом	Ω
Напряжение, потенциал, разность потенциалов, электродвижущая сила	Вольт	В	V	Удельное электрическое сопротивление	Ом-метр	Ом∙м	Ω∙m
Напряженность электрического поля	Вольт на метр	В/м	V/m	Мощность: активная, реактивная, полная	Ватт	Вт	W
Электрическая емкость	Фарада	Ф	F

Электрические и магнитные измерительные устройства встречаются на практике не только как измерители собственно электрических величин - силы тока, напряжения, сопротивления, емкости и т. д. Огромное количество электрических и магнитных устройств используется в преобразователях и датчиках в других видах измерений, например в измерениях перемещений, температуры, давления, влажности, в измерениях состава веществ и материалов, в светотехнике и т.д. То же самое относится и к выходным устройствам измерительной техники. Блоки питания, различные преобразователи, блоки памяти, самописцы, блоки сопряжения узлов измерительных приборов - во всех этих узлах измерительной техники преобладающими являются электрические и магнитные элементы.

Рис. 4.56 Электроизмерительные приборы: ЕМ- измерительные приборы, QM- приборы для измерения отношений.

Автоматизация системы контроля и управления сбором данных

Автоматизированная система метрологического обеспечения осуществляет: метрологический контроль за измерительной техникой; метрологический контроль за испытательной техникой; метрологическую экспертизу технической документации; координацию и планирование метрологической деятельности; регулирование деятельности по метрологическому обеспечению производства.

На производстве все больше уделяется внимания механизации и автоматизации процесса измерения, что связано с автоматизацией процессов производства современных машин, повышением их качества, точности и надежности и сокращением времени и стоимости измерений и контроля. Контроль изделий осуществляется как простейшими устройствами и приспособлениями, так и сложными контрольными автоматами.

По степени автоматизации устройства контроля размеров делят на механизированные приспособления, полуавтоматические системы, автоматические системы и самонастраивающиеся (адаптивные) автоматические системы.

Механизированные приспособления применяют для одновременной или последовательной проверки нескольких размеров сложных деталей в серийном и массовом производстве. В таких приспособлениях операцию загрузки и съема деталей осуществляют вручную.

В полуавтоматических системах часть операций (загрузка, а иногда и сортировка) выполняются вручную, а все остальные операции автоматически.

Контрольные автоматические системы (все процессы полностью автоматизированы) широко применяют для контроля деталей по разным параметрам.

По воздействию на технологический процесс различают пассивные и активные автоматические средства контроля размеров.

Пассивные фиксируют размеры деталей, разделяя их па годные и брак (исправимый и неисправимый), или сортируют их на группы при селективной сборке. На ход технологического процесса они не влияют.

Активные средства контролируют размеры деталей в процессе изготовления и по результатам контроля подают команду на изменение режимов обработки, на включение станка или на подналадку системы. Наличие обратной связи позволяет по результатам контроля управлять точностью технологического процесса и тем самым предупреждать появление брака.

В самонастраивающихся автоматических системах автоматизированы циклы работы и настройки, а также системы, которые могут приспосабливаться к изменяющимся условиям среды.

Электромеханические измерительные приборы

Приборы магнитоэлектрической системы (рис. 4.56) могут работать на постоянном токе, а при использовании дополнительных преобразований — и на переменном.

В однородном магнитном поле постоянного магнита располагается на опорах рамка, которая может вращаться. Ток, проходящий через витки этой рамки, имеет направление, перпендикулярное направлению магнитных линий поля.

Электрический ток подается через два пружинных элемента (ленточные растяжки, спиральные пружины), которые одновременно создают механический противодействующий момент.

Электродинамические измерительные приборы основаны на принципе взаимодействия токов. Они могут применяться для измерений как на переменном, так и на постоянном токе.

Электродинамический измерительный прибор с замкнутой магнитной цепью (рис. 4.56) работает как прибор магнитоэлектрической системы, но с той разницей, что вместо постоянного магнита используется электромагнит.

В электродинамическом измерительном приборе без ферромагнитного сердечника (рис. 4.56) полностью отсутствуют ферромагнитные элементы. При возбуждении магнитного поля принцип действия прибора такой же, как у прибора с замкнутой магнитной цепью.

Электромагнитные измерительные приборы с подвижным магнитом также основаны на магнитоэлектрическом принципе. Они могут быть использованы для измерений на постоянном токе, а с дополнительными преобразователями — и на переменном токе. В поле неподвижной катушки находится вращающийся постоянный магнит (магнитная игла, диск или полый цилиндр), который устанавливается в направлении постоянного внешнего поля (например, магнитного поля Земли). При прохождении тока вращающийся магнит перемещается в направлении результирующего поля, образуемого направляющим полем и нолем катушки.

Прибор с подвижным магнитом представляет собой обращенный измерительный прибор магнитоэлектрической системы, то есть катушка и постоянный магнит меняются местами.

Электроизмерительные приборы индукционной системы могут применяться только для измерений на переменном токе. Во вращающемся магнитном поле располагается подвижный замкнутый проводник (барабан или диск). В результате наведения вихревых токов подвижный проводник перемещается в направлении вращающегося магнитного поля.

Электромагнитные измерительные приборы (рис. 4.56) могут быть использованы для измерений на постоянном и переменном токе. Важнейшими типами этих приборов являются приборы с плоской и круглой катушками. В приборах с плоской катушкой внутри катушки возбуждения находится эксцентрично закрепленная подвижная ферромагнитная пластина, ось поворота которой расположена перпендикулярно оси катушки возбуждения. При протекании электрического тока пластинка под воздействием электромагнитного поля перемещается в катушке, то есть поворачивается вокруг своей оси. В приборе с круглой катушкой внутри катушки возбуждения находятся неподвижная и подвижная ферромагнитные пластинки, причем ось поворота последней параллельна оси катушки. При протекании электрического тока пластинки намагничиваются в одинаковом направлении и, следовательно, отталкиваются друг от друга. При этом подвижная пластинка поворачивается в направлении меньшей ширины неподвижной пластинки.

Электростатические измерительные приборы могут быть использованы для измерений как на постоянном, так и на переменном токе. Измерительный прибор состоит из конденсатора, электроды которого закреплены так, что имеется возможность, прикладывая электрическое напряжение, получать механическое усилие, действующее в направлении увеличения емкости. Изменение емкости может осуществляться путем изменения либо эффективной площади электродов, либо расстояния между электродами.

Электротермические измерительные приборы

Измерительные приборы с нагреваемой нитью (рис. 4.56) позволяют проводить, измерения на постоянном или переменном токе. В зависимости от силы тока, протекающего через проволоку, изменяются температура и длина проводника.

Биметаллические приборы также основаны на термоэлектрическом принципе измерения. Они используются дли измерений на постоянном и переменном токе. Биметаллическая полоска нагревается непосредственно измеряемым током или с помощью изолированной обмотки. Спиралеобразная, укрепленная с одной стороны биметаллическая полоска нагревается и искривляется в зависимости от силы измеряемого тока вследствие различных коэффициентов линейного расширения обоих металлов.

Термоэлектрические преобразователи могут быть использованы для измерений на постоянном и переменном токе. Они наиболее предпочтительны для измерений высокочастотных токов. Термоэлектрические преобразователи состоят из проволоки, которая нагревается протекающим через нее измеряемым током. В середине проволоки помещается измерительный участок термоэлемента. Возникающая термоЭДС пропорциональна температуре нагрева,

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 1774; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 56

Мы поможем в написании ваших работ!