74. Магнитоэлектрические амперметры.

Амперметры включаются в цепь, по которой протекает измеряемый ток, последовательно с нагрузкой, имеющей сопротивление (рисунок 2.3).

– внутреннее (собственное) сопротивление амперметра, которое равно сумме сопротивлений витков катушки и токопроводящих элементов. Если у амперметра есть схема термокомпенсации, то в добавляется еще сопротивление термокомпенсирующего резистора.

Рисунок 2.3 - Схема включения амперметра

Вследствие конечного значения изменится режим электрической цепи после включения в нее амперметра, т.е. измеренное значение тока не будет равно действительному значению тока , протекающего по цепи до включения амперметра. Действительно:

, а и .

Следовательно, возникает методическая погрешность измерения тока, обусловленная конечным значением собственного сопротивления амперметра . Ее можно определить, воспользовавшись общими выражениями для погрешностей результатов измерений. Относительная методическая погрешность измерения тока будет ровна:

(2.11)

• погрешность тем меньше, чем меньше по сравнению с , т.е. для уменьшения погрешности необходимо чтобы при выборе амперметра всегда выполнялось условие << ;

• она всегда отрицательна, т.к. < ;

• значение погрешности не зависит от класса точности амперметра, а полностью определяется отношением / ;

• является систематической погрешностью с известным значением и знаком, т.е. может быть исключена из результатов измерений с помощью поправки.

Если при измерениях значение становится больше верхнего предела измерения амперметра , то, чтобы его измерить, необходимо уметь расширить пределы измерения амперметра. Для этого на практике при измерении тока применяются масштабные преобразователи – измерительные шунты, которые подключаются параллельно амперметру. Измерительная схема принимает вид, как показано на рисунке 2.4.

Рисунок 2.4 – Схема включения амперметра с шунтом

Коэффициент преобразования (шунтирования) равен Для рассматриваемой цепи выражение для можно получить также из первого и второго законов Кирхгофа (2.13) Из этого выражения можно определить значение сопротивления шунта , необходимое для расширения пределов измерения амперметра в n раз (2.14) Шунты применяются главным образом для расширения пределов измерения магнитоэлектрических амперметров на постоянном токе. Они изготавливаются из манганина и конструктивно подразделяются на внутренние (токи до 30 А) и наружные (токи до 7500 А). Основные параметры шунтов регламентируются стандартом, и они имеют свои классы точности.

75. Скоростные осциллографы.

Рисунок 6.6 – Структурная схема скоростного осциллографа

Характерной особенностью скоростного осциллографа является отсутствие УВО. Исследуемый сигнал либо прямо, либо через ЛЗ подаётся на отклоняющую систему ТБВ. Таким образом, обеспечение требуемой широкополосности достигается за счёт свойств ТБВ, а чувствительность канала вертикального отклонения полностью определяется чувствительностью ТБВ.

Отклонение луча по горизонтали осуществляется в ТБВ, как и в обычных ЭЛТ, с помощью пластин Х. Поэтому канал Х в целом аналогичен каналу Х универсального осциллографа, а получение требуемых характеристик развертывающего напряжения достигается схемными решениями. Характерной особенностью канала X является возможность осуществления синхронизации и запуска развертки световыми сигналами (например, от ОКГ) с помощью оптического преобразователя, который преобразует эти световые сигналы в электрические. В скоростных осциллографах отсутствует усилитель Z. Поэтому подсвет прямого хода луча осуществляется с помощью специальной импульсной схемы подсвета.

Измерения в скоростных осциллографах проводятся с помощью калибратора длительности и формирователя растров.

Если функции калибратора длительности нам уже известны, то назначение формирователя растров требует пояснений. Дело в том, что в связи с отсутствием УВО применение калибратора амплитуды становится невозможным. В то же время нелинейность отклонения канала Y вносит довольно существенную погрешность в результаты измерения . Уменьшение этой погрешности и достигается с помощью формирователя горизонтального растра, представляющего собой напряжение ступенчатой формы (например, 0,2,4,6 В и т.д.) с погрешностью установки каждой «ступеньки» не более . Для наблюдения линий горизонтального растра на экране ЭЛТ выход формирователя соединяется кабелем с разъемом «Вход Y», а развертка синхронизируется схемой формирования «ступенек».

Таким образом, с помощью горизонтального растра может быть реализован метод сравнения при измерении . Поскольку напряжение растра и исследуемый сигнал подаются на отклоняющую систему ТБВ поочередно, применение этого метода наиболее эффективно при регистрации растра и осциллограммы на фотопленку с последующим визуальным сравнением изображений или измерением их параметров с помощью специальных оптических устройств.

Кроме горизонтального растра, формирователь растров позволяет сформировать на экране ЭЛТ вертикальный растр, необходимый для проверки погрешности ортогональности ЭЛТ. В этом режиме ступенчатое напряжение подается на вход УГО (вместо напряжения развертки), а отклонение луча по вертикали осуществляется специальными импульсами, генерируемыми формирователем растров и также синхронизированными схемой формирования «ступенек». Оценку погрешности ортогональности удобно проводить регистрацией вертикального растра на фотопленку и последующим измерением параметров изображения.

В связи с тем, что характерным режимом работы скоростных осциллографов является фоторегистрация однократных и редкоповторяющихся сигналов, эти осциллографы характеризуют таким специфическим дополнительным параметром, как скорость фотозаписи – максимальная линейная скорость движения луча по экрану ЭЛТ, измеряемая в км/с, которая может быть зарегистрирована фотографированием.