Выпрямительные (детекторные) приборы.

Приборы выпрямительной системы представляют собой сочетание измерительного механизма магнитоэлектрической системы и выпрямителя на полупроводниках. Как известно, вольт-амперную характеристику полупроводникового диода (вентиля) для практических расчетов представляют двумя линейными участками, характеризуемыми прямым (I_пр) и обратным (I_обр) токами. При

Рис. 2.3.5. Схемы выпрямителей а и б – схемы с однополупериодным выпрямителем и кривая тока измерительного механизма; в – схема с двухполупериодным выпрямлением и кривая тока измерительного механизма

таком подходе возможно также характеризовать полупроводниковый диод прямым

( r_пр) и обратным (r_обр) сопротивлениями. Коэффициент выпрямления полупроводникового диода .

На рис. 2.3.5, а дана схема с однополупериодным выпрямлением, используемая в амперметрах. Эта схема имеет две ветви (с вентилями В₁ и В₂), имеющие равные сопротивления, что обеспечивает одинаковую нагрузку цепи для двух полупериодов переменного тока. Ток через измерительный механизм идет в течение одного полупериода, что равноценно снижению чувствительности измерительного механизма в 2 раза.

В схеме на рис. 2.3.5, б измерительный механизм и выпрямитель замкнуты на вторичную обмотку трансформатора, через которую проходит одна полуволна тока, а на рис. 2.3.5, в дана мостовая схема. В течение одного полупериода ток идет по пути абгв, в течение второго – по пути вбга, т.е. через измерительный механизм за период проходят две полуволны тока одного направления (от точки б к точке г). Действующий на подвижную рамку измерительного механизма мгновенный вращающий момент М = ВSwi. При двухполупериодном выпрямлении средний за период вращающий момент

.

Угол поворота подвижной части, определяемый средним вращающим моментом, выразим так: . Так как на шкалах приборов наносятся действующие значения синусоидального тока, то, приняв во внимание, что I / I_ср = k_ф, получим для двухполупериодной схемы окончательное выражение угла поворота подвижной части: . Таким образом, приборы, проградуированные при синусоидальном токе (коэффициент формы кривой k_ф = 1, 11), дают неправильные показания при несинусоидальных токах. Повышение температуры на 1º С вызывает уменьшение сопротивления выпрямителей на 1, 5 – 4 %.

В вольтметрах на малые напряжения изменение сопротивления выпрямителя влияет на сопротивление вольтметра. Для компенсации применяют добавочные резисторы, выполняемые из двух частей: одной из медной и второй из манганиновой проволоки. При увеличении температуры уменьшение сопротивления выпрямителя компенсируется увеличением сопротивления медного добавочного резистора. В вольтметрах на большие напряжения возможно уменьшение показаний (при повышении температуры) вследствие уменьшения коэффициента выпрямления (возрастает прямое сопротивление диодов). Для компенсации этого влияния применяют шунт, состоящий из двух частей, изготовленных из медной и манганиновой проволок. При повышении температуры возрастает сопротивление шунта и ток в измерительном механизме, что компенсируется уменьшением коэффициента выпрямления. Аналогичная компенсация уменьшения коэффициента выпрямления в амперметрах производится также применением шунтов из меди и манганина.

На основе выпрямительной системы часто создают комбинированные приборы для измерения постоянного и переменного тока и напряжения. Такие приборы содержат все рассмотренные элементы: измерительный механизм, многопредельный шунт, многопредельный добавочный резистор и переключатель.

Положительные свойства выпрямительных приборов: высокая чувствительность, малая мощность потерь, независимость показаний от частоты (в небольших диапазонах).

Отрицательные свойства: невысокая точность (классы точности 1, 5 и 2, 5), зависимость показаний от формы кривой измеряемой величины.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Магнитоэлектрические измерительные приборы.
2. Принцип действия электродвигателя. Электроизмерительные приборы.
3. Фотоэлектрические полупроводниковые приборы.
4. Электромагнитные измерительные приборы.