Аналоговые и цифровые вторичные приборы ГСП.

Приборы выдачи информации.

Различают аналоговые и дискретные методы выдачи измерительной информации. В обоих случаях простейшей формой выдачиявляется отображение результатов измерения на визуально считываемой шкале указывающего устройства. Для отображения тенденций изменения измеряемой величины существует ряд аналоговых и цифровых методов.

Аналоговые приборы выдачи информации.

Из показывающих приборов разработаны приборы магнитоэлектрической, электромагнитной и электродинамической систем. В измерительном устройстве эти приборы могут быть использованы либо для непосредственного отображения измерительной информации, либо в качестве устройств, отображающих преобразованные цифро-аналоговым преобразователем дискретные значения измеряемых величин. Регистрирующие приборы, называемые самописцами, устанавливают в тех случаях, когда необходимо фиксировать измеряемые величины во времени.

Показывающие приборы.

В первую очередь к этой группе приборов относятся приборы с магнитоэлектрической системой, в которых жестко связанная со стрелкой поворотная рамка вращается в однородном поле постоянного магнита. Возникающий, при протекании тока по рамке, крутящий момент отклоняет ее до тех пор, пока развиваемое возвратной пружиной усилие не уравновесит его. Шкала прибора строго линейна. Направление отклонения стрелки зависит только от направления тока, так что нулевая отметка может находиться внутри шкалы. Минимально достижимые диапазоны измерения прецизионных приборов составляют примерно 0,3 мкА (или 0,3 мВ), а для щитовых приборов 1 мкА (или 10 мВ). Потребляемая мощность в наилучшем случае не превышает ~1 мкВт.

В электромагнитных приборах вращающийся железный сердечник, жестко связанный со стрелкой, а неподвижный сердечник намагничиваются полем охватывающей их катушки. Под действием сил взаимного отталкивания возникает вращающий момент, уравновешиваемый усилием возвратной пружины. Подбирая форму сердечников и обмотки, можно обеспечить примерно линейную градуировку шкалы, хотя зависимость между током в катушке и развиваемым выталкивающим усилием — квадратичная.Приборы электромагнитной системы измеряют эффективное значение тока и потому применимы для измерений как постоянного, так и переменного токов. Минимально достижимые диапазоны измерений составляют 1 мА (или 1,5 В). Потребляемая мощность ~0,1 В - А.

В приборах с поворотным магнитом плоский магнит, жестко соединенный с указателем, устанавливается в направлении результирующей магнитных полей, создаваемых неподвижной, обтекаемой током катушкой и устанавливающим магнитом. Подвижный элемент не связан с токопроводящими проводами и не несет на себе возвратных пружин, он достаточно легок и виброустойчив. Минимально достижимые диапазоны измерений составляют ~ 400 мкА (или 4 В).

Точечные регистраторы.

В точечных регистраторах свободно подвешенная стрелка (падающая дужка) периодически прижимается к красящей лепте, установленной над диаграммной бумагой. Пишущая кромка образует хорду окружности, описываемой стрелкой измерителя, что обеспечивает достаточную линейность шкалы. Последовательность точек образует линию, характеризующую значения измеряемой величины. Метод регистрации позволяет использовать высокочувствительные измерительные механизмы с малой потребляемой мощностью, развивающие малый крутящий момент. При измерениях медленно изменяющихся величин регистратор может быть использован для многоточечной регистрации. Одновременно с переключением контролируемых точек смещается красящая лента, в результате чего отдельные зависимости записываются разными цветами. Потребляемая мощность ~10^-7 Вт.

Измерители и регистраторы с непрерывной записью.

В регистраторах этого типа стрелка измерительного устройства жестко соединена с регистрирующим механизмом. Стрелка таких приборов должна обладать большей жесткостью, чем в точечных регистраторах, а измерительное устройство должно развивать большой крутящий момент, так как необходимо преодолеть трение между пером и бумагой. Прямолинейная запись достигается при помощи эллиптического выпрямляющего механизма. В приборах с непрерывной записью стрелка снабжается пером с капилляром; чернила подаются по тонкой трубке (шлангу) из специального баллончика. Такое устройство позволяет записать линию длиной до 4500 м (потребляемая мощность 10^-3 Вт, при наличии усилителя 10^-7—10^-9 Вт). Требуемую скорость перемещения бумажной ленты при известных колебаниях измеряемой величины можно определить по приведенным ниже данным:

Среднее время между изменениями

измеряемой величины, с .................. 90 30 15 6 3 1,5 0,5

Скорость перемещения бумаги, мм/ч 20 60 120 300 600 1200 3600 При выборе регистратора его чувствительность не всегда является ограничивающим фактором, поскольку существуют регистраторы со встроенными измерительными усилителями.

Приборы выдачи цифровой информации.

В цифровой технике тоже применяют показывающие и регистрирующие способы представления информации, а также цифро-аналоговые преобразователи, позволяющие представлять цифровые величины в аналоговой форме.

Цифровые приборы.

Во многих случаях можно ограничиться выдачей измерительной информации в виде визуально считываемых показаний, высвечиваемых на различного типа цифровых табло. В отличие от аналоговой формы цифровое представление измерительной информации выгодно тем, что оно ограничивает субъективные ошибки считывания. Удобочитаемость цифровых индикаторных устройств и зависимость погрешности считывания от времени экспозиции представлены на рис. 1.

Рис. 1. Зависимость погрешности считывания от времени экспозиции

Механические приборы цифровой индикации.

Существующие механические приборы визуальной цифровой индикации обеспечивают выдачу данных цифрами высотой до одного метра. В общем случае показания прибором легко считываются и сохраняются при отключении прибора. Вследствие их механической инерционности эти приборы применимы только при измерениях медленно изменяющихся величин и потребляют большую мощность. Наиболее распространенными типами приборов являются приборы с цифровой лентой и с цифровым роликом.

1 234

Дата добавления: 2020-07-18; просмотров: 533;