Детали и узлы общего применения.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 26Следующая ⇒

Различные по устройству и принципу действия судовые электроизмерительные приборы имеют много деталей и узлов общего применения, используемых в разнообразных измерительных механизмах и конструкциях.

Рис. 2.1.1 Зеркальная шкала и ножевидная стрелка

Отсчетное устройство предназначено для визуального определения перемещения подвижной части, выражаемого в единицах измеряемой величины. Устройство состоит из подвижной и неподвижной частей. Подвижной частью является указатель в виде стрелки или светового луча, а неподвижной – шкала с нанесенными на нее отметками (рис. 2.1.1). Множество исполнений электроизмерительных приборов обусловливает и разнообразие указательных стрелок, которые по форме указывающей части делятся на клиновые, копьевидные, ножевые и стержневые. Стрелки изготовляются из легкого и прочного материала, обеспечивающего необходимую жесткость стрелки при малой ее массе. Чаще всего для стрелок используется листовой профилированный дюралюминий (толщиной 0, 1 – 0, 15 мм), а также дюралюминиевые или стеклянные трубки диаметром 0, 5 – 0, 8 мм с копьями-стержнями диаметром 0, 2 – 0, 3 мм. Эти материалы обеспечивают необходимую жесткость стрелки при малой ее массе. Стрелки могут быть сплошными (изготовляемыми, например, совместно с держателями рамок и противовесов) и сборными. В современных переносных приборах высокой чувствительности все большее применение находят световые указатели, представляющие собой оптическую систему, создающую проекционное изображение отсчетного индекса на шкале прибора. Оптические системы позволяют отказаться от вещественной стрелки, заменяя ее световым лучом, и состоят из различных сочетаний объективов, линз, призм, зеркал, экранов и пр. В этих случаях указателем служит световой луч, отражающийся от зеркальца, укрепленного на подвижной части прибора, и создающий проекционное изображение указателя на его шкале. Применение оптической системы позволяет увеличить чувствительность прибора (за счет удвоения угла отклонения луча при отражении от зеркала, укрепленного на подвижной части, и за счет удлинения светового луча). Кроме того, оптическая система позволяет исключить погрешность от параллакса. Оптическая система монтируется внутри корпуса прибора. Применение светового отсчета обеспечивает также и снижение массы подвижной части прибора. В некоторых приборах на шкалу проектируется теневая линия после многократного отражения луча, что эквивалентно удлинению стрелки до 1 – 1, 5 м. Технические приборы имеют обычную (незеркальную) шкалу и копьевидную стрелку. Приборы класса точности 0, 5 и выше снабжаются ножевидной стрелкой и зеркальной шкалой (рис. 2.1.1). Отсчет по такой шкале производится при том положении глаза, при котором стрелка закрывает свое изображение в зеркале.

На шкалы приборов наносят отметки, а положение указателя относительно отметки позволяет производить отсчет измеряемой величины. Приборы со световым отсчетом и проходящим (неотраженным) лучом выполняют со шкалой из матированных стекол (минерального или органического). На основания шкал наносят отметки и цифры, по которым отсчитывается числовое значение измеряемой величины, и условные обозначения. Переносные стрелочные приборы (в том числе и судовые) классов точности 0, 2 и 0, 5 имеют укрепленное под дуговым вырезом в шкале зеркало, что исключает ошибки от параллакса. Шкалы приборов подразделяются по начертанию, по характеру расположения отметок, по освещенности, по месту расположения нуля, по количеству строк в одной шкале. По начертанию шкалы бывают прямолинейные (горизонтальные или вертикальные), дуговые (при угле дуги до 180° - горизонтальные, вертикальные и наклонные) и круговые (при угле дуги более 180°). Обычно судовые приборы выполняют с круговыми шкалами при угле дуги 230 – 240°, а малогабаритные – с углом дуги 90°. По характеру расположения отметок шкалы делят на равномерные (с отношением длины наибольшего деления к длине наименьшего не более 1, 3 при постоянной цене деления) и неравномерные. По освещенности различают шкалы несветящиеся, подсвеченные (падающим или проходящим светом от искусственного источника) и светящиеся (покрытые светящейся массой постоянного или временного действия). Шкалы судовых приборов покрывают светящейся массой временного действия. По месту расположения нуля шкалы подразделяются на односторонние (началом шкалы служит нуль), двусторонние (отметки расположены по обе стороны от нуля, находящегося в средней части шкалы) и не имеющие нулевой отметки, а по количеству строк в одной шкале – на одно-, двух- и многострочные. Шкалы приборов по всей длине разделены отметками. Каждая шкала имеет не менее четырех чисел отсчета, причем каждое число содержит не более четырех цифр. Числа с количеством цифр более четырех сокращаются либо с помощью кратных и дольных наименований единиц измерения, либо с помощью коэффициента 10, проставляемого перед обозначением измеряемой величины. Отметки обычно выполняются в виде прямых линий различной длины для обозначения основных или промежуточных интервалов, а числовые отметки круговых шкал судовых приборов при расположении стрелки в одной плоскости со шкалой могут быть выполнены в виде треугольников, вершины которых направлены к указателю.

На шкалы приборов наносят также обозначения и надписи, характеризующие прибор и условия его эксплуатации. Надписи группируют в определенной зависимости. В центральной части шкалы на видное место наносят обозначение единицы измерения. В углу шкалы группируются вместе основные обозначения: класс точности, род тока и число фаз, система испытательного напряжения, рабочее напряжение. Внизу шкалы размещаются дополнительные знаки, уточняющие характеристику прибора: группа прибора по условиям эксплуатации, категория защищенности от влияния внешних полей, положение прибора в магнитном поле Земли (если это имеет значение), номинальная температура (если она отличается от + 20 ± 5° С), номинальная частота (если она отличается от 50 Гц). На шкале обычно располагаются также заводские обозначения: номер ГОСТ, товарный знак завода-изготовителя (фабричная марка), тип или заводское обозначение прибора, год выпуска и заводской номер прибора, а для судовых приборов также номер технических условий (номер ГОСТ при этом не обозначается).

Приборы, предназначенные для работы совместно с вспомогательными устройствами и частями и градуированные совместно с ними, имеют поясняющие надписи, например: «Сопр. пров. 0, 54 Ом» - в случаях, когда сопротивление соединительных проводов отличается от стандартного (0, 035 Ом). Ваттметры, фазометры, частотомеры и омметры имеют обозначения номинальных токов и напряжений, а омметры – номинального напряжения источника питания.

Рамки предназначены для размещения на них обмоток приборов. Они бывают различных типов, отличаясь по форме и наличию каркаса. Рамки приборов переменного тока и ряда переносных магнитоэлектрических приборов наматываются без каркаса.

Рис. 2.1.2. Установка подвижных частей измерительных механизмов приборов на опорах (а), на растяжках (б), на подвесе (в).

Оси приборов (цельные либо состоящие из двух половин – полуоси) служат для установки подвижной части прибора. В торцах оси закрепляются керны из твердого сплава, заостренные концы которых входят в углубления подпятников. Керны представляют собой отрезки стальной проволоки длиной 5 – 7 мм, диаметром 0, 5 – 0, 75 мм, заточенные с одной стороны на конус с углом 45 - 60° и с радиусом закругления 0, 01 – 0, 15 мм. Подпятники чаще всего изготовляют из агата, корунда с выточенным в них под углом примерно 80° коническим углублением, заканчивающимся закруглением с радиусом 0, 05 – 0, 5 мм. Применение растяжек и подвесов (на судах применяется редко) для крепления подвижной части приборов значительно повышает их чувствительность, исключает необходимость использования в приборах кернов, подпятников и спиральных пружин для создания противодействующего момента. Установка оси подвижной части на керновых опорах представлена на рис. 2.1.2, а. Ось 3 заканчивается кернами 2, опирающимися на подпятники 1. На оси 3 закреплены указатель 4, держатель с противовесами 11 и внутренние концы спиральных пружин 7 и 8. Пружины служат для создания противодействующего момента и часто используются в качестве токоподводов к обмотке подвижной части. Пружины выполняют из оловянно-цинковой и некоторых других сортов бронзы. Наружный конец пружины 8 закреплен неподвижно, а у пружины 7 он соединен с поводком 6 корректора. Корректор служит для установки стрелки на нулевое деление перед измерениями посредством вращения винта 10, выведенного на переднюю панель прибора. Ось 9 корректора расположена эксцентрично, поэтому поворот винта 10 перемещает поводок 6, что вызывает изменение угла закручивания пружины 7 и перемещение стрелки 4 по шкале 5. В процессе настройки прибора противовесы 11 располагаются таким образом, чтобы центр тяжести подвижной части совпадал с осью вращения. Недостатками установки подвижной части на опорах являются: наличие погрешности в результате трения, недостаточная надежность при действии на прибор ударов, тряски и вибраций, большая потребляемая мощность и, следовательно, малая чувствительность. Эти недостатки устраняются при креплении подвижной части на растяжках. Растяжки представляют собой тонкие упругие ленты из оловянно-цинковой, бериллиевой или хромистой бронз, платино-серебрянного сплава и подобных им твердых упругих материалов. Растяжки припаивают к подвижной части или крепят механическим путем, например заклиниванием. Обычно растяжка имеет толщину примерно нескольких сотых миллиметра, ширину – несколько десятых миллиметра, длину – не более 20 мм. На рис. 2.1.2, б показано крепление подвижной части на растяжках 14. Они крепятся одним концом к подвижной части 16, а другим – к плоским пружинам 13. Пружины служат для создания необходимого натяга. Во избежание обрыва растяжек при механических воздействиях на прибор предусмотрены ограничители 15 осевого и радиального перемещения. Для надежной работы прибора в условиях ударов необходимо иметь также ограничители 12 перемещения концов пружин во внешнюю сторону. Ограничители 12 предохраняют обрыв растяжек из-за обратного удара пружины. Подвес 17 (рис. 2.1.2, в) подобно растяжке представляет собой тонкую металлическую ленту, на которой свободно подвешивается подвижная часть. Приборы на подвесах устанавливают стационарно по уровню, поскольку свободная часть висит свободно. крепление подвижной части на подвесе применяется в приборах наибольшей чувствительности – гальванометрах.

Рис. 2.1.3. Виды успокоителей электроизмерительных приборов

Успокоители (демпферы) способствуют удобству отсчета показаний, вызывая быстрое успокоение указателя (стрелки) при отклонении подвижной части приборов. Успокоители сконструированы таким образом, что создают момент лишь при движении подвижной части. Момент, создаваемый успокоителем, пропорционален скорости его перемещения и препятствует движению подвижной части, обеспечивая быстрейшее затухание ее колебаний. По конструкции и принципу действия различают успокоители трех видов: воздушные (рис. 2.1.3, а), магнитоиндукционные (рис. 2.1.3, б) и жидкостные (рис. 2.1.3, в). В воздушном успокоителе крыльчатого типа, представленном на рис. 2.1.3, а, для создания успокаивающего момента используется трение о воздух, увеличенное благодаря наличию узких щелей между крылом 1 и камерой 2 успокоителя. В магнитоиндукционном успокоителе (рис. 2.1.3, б) успокаивающий момент создается при воздействии вихревых токов, возникающих в секторе 3, выполненном из неферромагнитного материала, с магнитным полем постоянного магнита. Магнитоиндукционные успокоители действуют эффективнее воздушных. Воздушные и магнитные успокоители применяются в основном в приборах электродинамической, ферродинамической, электромагнитной и электростатической систем приборов. В магнитоэлектрических приборах успокоение может быть осуществлено тормозными токами, возникающими или в каркасе, или в короткозамкнутых витках рамки, или в обмотке бескаркасной рамки, замкнутой на сопротивление. Жидкостное успокоение создается различными конструктивными способами, выбор которых определяется требуемой степенью успокоения, назначением и конструкцией измерительного механизма, условиями эксплуатации и другими причинами. Жидкостный успокоитель (рис. 2.1.3, в) представляет собой два диска (диск 6 движется вместе с подвижной частью, диск 7 неподвижный) с отверстиями в центре для растяжки. поверхности дисков тщательно полируют и располагают относительно друг друга на расстояние примерно 0, 1 мм. Зазор между дисками заполняют жидкостью 5. Одним из преимуществ жидкостного успокоения является то, что оно оказывает тормозящее действие при движении подвижной части во всех направлениях, повышая виброустойчивость приборов. Время, в течение которого подвижная часть устанавливается в положение равновесия с определенной точностью, называется временем успокоения. Для большинства типов приборов оно не должно превышать 4 с.

Арретиром называется устройство, с помощью которого возможно закрепление подвижной части при транспортировке прибора. Направление арретирования обозначается стрелкой.

Внутренние шунты и добавочные сопротивления являются элементами электрической схемы прибора, так как встраиваются в его корпус. Внутренние шунты используются для расширения пределов измерения постоянного тока, а добавочные сопротивления – для расширения пределов изменения напряжения на постоянном и переменном токе. Внутренние шунты весьма разнообразны по форме и размерам, их изготовляют из манганина. Подгонка пластинчатых шунтов производится опиливанием, а катушек – уменьшением длины проволоки. Добавочные сопротивления наматываются на каркасы из пластмассы или керамики. В приборах переменного тока, потребляющих значительную мощность, сопротивления, наматываемые на пластинчатый каркас, имеют сравнительно лучшие условия охлаждения, чем сопротивления для приборов постоянного тока, наматываемые на катушки.

Катушки приборов постоянного тока наматываются рядовой намоткой в один или много рядов. В приборах переменного тока, предназначенных для повышенного диапазона частот, намотка выполняется бифилярно, парным проводом (например, наматывают провод одновременно с двух катушек, предварительно спаяв концы проводов). Катушки с бифилярной намоткой обладают малой индуктивностью, но сравнительно большой емкостью. Подгонка катушек выполняется отматыванием лишнего провода.

Упоры служат для ограничения угла поворота подвижной части, так как в случае их отсутствия при перегрузке подвижная часть может быть легко повреждена. Упор изготовляется из проволоки диаметром 0, 3 – 0, 5 мм, на отогнутом конце которой закрепляется деревянная или фарфоровая трубка. Упор крепится к шкале и устанавливается с таким расчетом, чтобы при отклонении подвижной части за пределы шкалы стрелка ударялась о пружинящий упор, предохраняя рамку и другие детали подвижной части от повреждения.

Рис. 2.1.4. Измерительный механизм магнитоэлектрической системы

Зажимы приборов предназначены для подключения прибора с помощью проводников внешней электрической схемы в измеряемую сеть. Зажимы имеют маркировку. Знаком «-» (минус) маркируются приборы постоянного тока: отрицательные зажимы однопредельных приборов и общие зажимы многопредельных и комбинированных приборов. Знаком «*» (звездочка) маркируются генераторные зажимы приборов переменного тока, отклонение подвижной части которых зависит от направления тока, и общие зажимы многопредельных приборов переменного тока. Остальные зажимы многопредельных комбинированных приборов постоянного и переменного тока должны иметь обозначения соответствующих пределов измерения, рода измеряемых величин или номинальных значений. У комбинированных приборов, позволяющих производить измерения постоянного и переменного тока, общий зажим обозначается знаком «*» (звездочка), зажимы для постоянного тока – знаком «+» (плюс) или «-» (минус) в зависимости от полярности, зажимы только для переменного тока – знаком «~» (синусоида). Однопредельные приборы, предназначенные для работы одновременно на постоянном и на переменном токе или только на переменном токе, могут не иметь обозначений зажимов.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒