Анализ элементов электрических измерительных цепей

Одним из элементов электрических измерительных цепей является измерительный резистор. Приближенная эквивалентная схема резистора для цепи переменного тока представлена на рис.1.

Рис.1.Эквивалентная схема резистора для цепи переменного тока

На рис.1 - сопротивление резистора для цепи постоянного тока, - индуктивность обмотки, - емкость, включенная между концами резистора, которая эквивалентна распределенной межвитковой емкости обмотки. Выражение для полного комплексного сопротивления резистора имеет вид

Создать измерительный резистор, в котором ток и напряжение точно совпадают по фазе, невозможно, так как несмотря на применение различных способов намотки провода резистора, уменьшающих реактивное сопротивление, в резисторах всегда имеются некоторые остаточные реактивности.

При изготовлении резисторов в зависимости от номинального значения сопротивления резисторов применяются различные способы намотки.

Индуктивности резисторов в генри определяются по следующим формулам:

а) петлевого резистора(рис. 2а)

б) с унифилярной обмоткой (рис. 2б)

а) б)

Рис.2. Измерительные резисторы:

а) петлевой резистор; б) резистор с унифилярной формой.

Все размеры выражаются в метрах, а коэффициент определяется по кривой (рис. 3.)

Рис.3. Кривая зависимости

Измерительные конденсаторы, предназначенные для работы при низких напряжениях, имеют чаще всего плоские электроды, а для работы при высоких напряжениях используют конденсаторы с цилиндрическими электродами.

Емкость в пикофарадах плоского конденсатора, состоящего из N обкладок, соединенных через одну параллельно, равна

Где s - площадь обкладки, м;

d- расстояние между обкладками, м;

- относит.диэлектрическая проницаемость диэлектрика.

Емкость, в пФ, цилиндрического конденсатора, представляющего коаксиально расположенные проводящие цилиндры равна

Где l- длина цилиндров, м;

D1 - внешний диаметр внутреннего цилиндра, м;

D2 - внутренний диаметр внешнего цилиндра, м.

К измерительным конденсаторам предъявляют следующие требования:

1) постоянство емкости во времени;

2) минимальные потери в диэлектрике;

3) высокое сопротивление изоляции;

) независимость емкости от температуры, частоты, напряжения и формы его кривой.

В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяют воздушные конденсаторы.

В качестве элементов измерительных цепей широко используются катушки индуктивности.

Индуктивность в генри тороидальной катушки определяется по формулам:

1) для катушек с каркасом прямоугольного сечения:

2) для катушки с каркасом круглого сечения

Взаимная индуктивность в генри тороидальной катушки определяется по формулам:

1) для катушки с каркасом прямоугольного сечения

2) для катушки с каркасом круглого сечения

Еще статьи по технике и технологиям

Система охранно-пожарной сигнализации
Под системой охранно-пожарной сигнализации следует понимать целый комплекс технических устройств, которые способствуют своевременному обнаружению, обработке и передаче поступившего сигнала о начале возгорания, наруш ...

Разработка цифрового микропрограммного автомата
Потребность в вычислениях возникла у людей на самых ранних стадиях развития человеческого общества. В любой сфере человеческой деятельности - в науке, технике, производстве, методы и средства Вычислительной техники направлены на повыш ...