Логометры и электронные приборы

Логометры. В рассмотренных измерительных механизмах угол поворота φ подвижной части определяется значением тока, проходящего по их катушкам. Как следует из закона Ома, ток I зависит от напряжения U, питающего измерительную цепь. Однако при измерениях сопротивления, частоты переменного тока, температуры, давления и др. необходимо, чтобы угол φ зависел только от измеряемой величины, а изменение напряжения не оказывало влияния на результаты измерения. Поэтому для измерений указанных величин применяют логометры — показывающие электроизмерительные приборы, имеющие два измерительных механизма без противодействующих пружин, создающие два противоположно направленных момента. В результате этого угол поворота а подвижной части логометра определяется только отношением токов в катушках этих механизмов. А так как изменение напряжения оказывает одинаковое влияние на эти токи, то угол φ в этом случае изменяться не будет.

Логометры могут быть выполнены с измерительными механизмами любой системы. Характерной особенностью их является отсутствие механических свойств, создающих противодействующий момент, вследствие чего их подвижная часть при отсутствии тока в катушках находится в состоянии безразличного равновесия.

На рис. 1 в качестве примера показана принципиальная схема магнитоэлектрического логометра, который применяется в мегаомметрах. Он состоит из двух катушек 1 и 2, расположенных под некоторым углом и жестко укрепленных на общей оси. К этим катушкам подводятся токи I1 и I2 через три эластичные спирали 5, не создающие при закручивании механического момента.

Рис. 1. Принципиальная схема магнитоэлектрического логометра

Постоянный магнит 3 имеет форму эллипса, поэтому в воздушном зазоре между магнитом и наружным кольцом 4 образуется неравномерное магнитное поле.

В результате взаимодействия токов I₁ и I₂ с магнитным полем возникают два противоположно направленных момента M₁ и М₂, которые пропорциональны токам I₁ и I₂ и индукциям В₁ и В₂ в воздушном зазоре в тех местах, где находятся катушки.

При повороте подвижной части под действием разности M₁-M₂ значения индукций В₁ и B₂ изменяются, так как одна из катушек перемещается в область с увеличенным (или уменьшенным) воздушным зазором, а другая — в область с уменьшенным (или увеличенным) зазором. При этом изменяются моменты M₁ и М₂. При некотором положении подвижной части моменты M₁ и М₂ уравновешиваются, в этом случае

Таким образом, каждому определенному положению подвижной части логометра, характеризуемому отношением B₂/B₁, соответствуют определенные значения токов I₁ и I₂, проходящих по его катушкам. При изменении этого отношения будет изменяться угол φ.

Если обе измерительные цепи, в которые включены катушки прибора, питаются одним и тем же напряжением U, то показания прибора не будут зависеть от U, так как при его изменении изменяются пропорционально токи I₁ и I₂.

Электронные приборы.

Для измерения малых сигналов, а также для измерений в слаботочных цепях широкое распространение получили электронные приборы, представляющие собой сочетание электронного усилителя и магнитоэлектрического милливольтметра или системы цифровой индикации.

При измерении электронным прибором со стрелочной индикацией (рис. 2, а) измеряемая электрическая величина усиливается или ослабляется усилителем У и преобразуется в сигнал постоянного знака U=, который подается на милливольтметр, отградуированный с учетом коэффициента усиления усилителя.

Рис. 2. Структурные схемы приборов со стрелочной (а) и цифровой (б) индикацией

Усилитель имеет очень большое входное сопротивление, т. е. потребляет небольшой ток из измеряемой сети.

При измерении электронным прибором с цифровой индикацией (рис. 2,б) измеряемая величина (напряжение постоянного тока U_x, постоянный ток I_x или сопротивление R_x) подается на вход аналогового масштабного преобразователя (АМП), который преобразует ее в напряжение постоянного тока U= . Сигнал U= поступает на вход аналого-цифрового преобразователя АЦП, где происходит его измерение. Результат измерения с выхода АЦП выдается на устройство индикации УИ, где высвечивается измеряемая величина в цифровом значении.

Электронные приборы благодаря большому входному сопротивлению и малому потребляемому току находят широкое применение прежде всего для измерений в цепях различных электронных устройств управления, где использование обычных приборов может повлиять на режим работы измеряемой цепи. К таким цепям относятся системы управления тиристорами на тепловозах, электровозах и тяговых подстанциях, устройства радиосвязи и др.

Приборы с цифровой индикацией, кроме того, дают более точный отсчет измерений, независимый от человека, проводящего измерения.

Знаете ли Вы, что релятивистское объяснение феномену CMB (космическому микроволновому излучению) придумал человек выдающейся фантазии Иосиф Шкловский (помните книжку миллионного тиража "Вселенная, жизнь, разум"?). Он выдвинул совершенно абсурдную идею, заключавшуюся в том, что это есть "реликтовое" излучение, оставшееся после "Большого Взрыва", то есть от момента "рождения" Вселенной. Хотя из простой логики следует, что Вселенная есть всё, а значит, у нее нет ни начала, ни конца... Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.