Компенсационный метод измерения
ксной плоскости (рис. VI-30),
[pic]
Компенсационный метод измерения на переменном токе, так же как и на
постоянном, заключается в уравновешивании неизвестного напряжения
известным. Для того, чтобы скомпенсировать на переменном токе напряжение.
Ux, необходимо и достаточно приложить к нему другое напряжение Uк, равное
по амплитуде, форме кривой и частоте, но сдвинутое по фазе относительно Ur
на 180°.
[pic]
компенсаторы переменного тока значительно менее точны, чем компенсаторы
постоянного тока. Причиной тому служит отсутствие образцовой переменной
синусоидальной э. д. с., с помощью которой можно было бы установить рабочий
ток в компенсаторе, как это делается на постоянном токе. В компенсаторах
переменного тока величина рабочего тока устанавливается по амперметру
обычно электродинамической системы, класс точности которого в наилучшем
случае 0,1—0,2.
Таким образом, высокая точность измерения, свойственная компенсаторам
постоянного тока, на переменном токе теряется. Несмотря на это, компенсатор
переменного тока — один из важнейших приборов, позволяющий судить не только
о величине измеряемого напряжения, но и о его фазе.
Кроме того, в момент измерения компенсатор не потребляет мощности от
источника измеряемой величины и, следовательно, не оказывает влияния на
работу схемы, что тоже является его ценным качеством.
В уравнении (VI-46) представлены две формы записи комплексного
напряжения UX,.: алгебраическая— с двумя составляющими UXA и UXP и
показательная—с модулем Ux и фазой ?x- измеряемой величины. Если напряжение
Ux представить в алгебраической форме, то для компенсации его необходимо
скомпенсировать порознь активную и реактивную составляющие.
Если же напряжение Uх характеризовать модулем и фазой, то для
компенсации его нужно скомпенсировать модуль и фазу величины. В
соответствии с этим различают две группы компенсаторов:
а) полярно-координатные с отсчетом измеряемого напряжения 1в полярных
координатах;
б) прямоугольно-координатные с отсчетом действительной и мнимой
составляющих напряжения по действительной и мнимой осям.
Рассмотрим схему и принцип действия прямоугольно-координатного
компенсатора, изображенного на рис. VI-31.
[pic]
Рис. VI-31
Компенсатор состоит из двух контуров: / и //. Напряжение источника питания
схемы U, связанное с первым контуром через трансформатор, вызывает в этом
контуре ток I1, величину которого можно регулировать реостатом Rрег и
измерять амперметром.
Проходя по реохорду А—В, представляющему собой чисто активное
сопротивление, ток 1 создает на нем падение напряжения UKA совпадающее по
фазе с током.
Контур 1 связан с контуром 2 через воздушный трансформатор М (катушку
взаимной индуктивности без стального сердечника).
При протекании тока I1 через первичную обмотку катушки М в ней
возникает магнитный поток ф, находящийся в фазе с током I1 который вызовет
появление во .вторичной обмотке э д. с Е2 отстающей от потока ф на 90°.
Если пренебречь индуктивным сопротивлением вторичной обмотки воздушного
трансформатора, то можно считать, что ток второго контура I2 совладает по
фазе с э. д. с. Е2, а напряжение Uкр на реохорде А—В, представляющем собой
чисто активное сопротивление, совпадает по фазе с током I2.
Таким образом, в схеме создаются условия, при которых токи I1 и I2, а
также напряжения, снимаемые с реохордов А—В и А'—В', сдвинуты на угол 90°
одно по отношению к другому.
Векторная диаграмма компенсатора приведена на рис. VI-32. Как видно из
рис. VI-31, середины реохордов А—В и А'—В' электрически соединены, образуя
нулевую точку схемы.
Измеряемое напряжение UX=UXA+jUxp подводится к зажимам /—2 и далее,
через вибрационный гальванометр, к движкам Д и Д2.
Компенсирующее напряжение UX=UKA+ fUKp, равное геометрической сумме
напряжений Uha и UKp, возникающих па реохордах, снимается с движков Д и
Д2. Напряжение UKa. которое создается на реохорде первого контура, называют
активной составляющей компенсирующего напряжения, а напряжение UKP на
реохорде второго контура -- его реактивной составляющей.
[pic]
Меняя положение движков Д и Д2, можно получить компенсирующее
напряжение в любом из четырех квадрантов комплексной плоскости.
В момент компенсации вибрационный гальванометр, включенный
последовательно в цепь напряжений L и иы, покажет отсутствие тока.
Величины Uка и Uhp, имеющие место в момент компенсации схемы, отсчитываются
непосредственно по шкалам реохордов А—В и А'—В'.
| |  скачать работу |
Компенсационный метод измерения |
