Измерение электрических и магнитных величин

Промышленностью выпущено несколько типов ядерно-прецессионных тесламетров. Приведем основные характеристики одного из них — тесламетра типа Ш1-1, который имеет пределы измерения магнитной индукции 0,025—2,5 Тл для постоянных магнитов и 0,057—0,7 Тл для катушек с током; погрешность измерений не превышает ±(0,01 + +0,001/В)% при неоднородности поля не более 0,02 %/см и +0,1 % при неоднородности поля (0,02-г-0,05) %/см.

  Таким образом, изучив средства измерений магнитных величин, мы можем сделать следующие краткие выводы.

   Для измерения  магнитных величин применяют  индукционные преобразователи, которые  используются в таких приборах  как баллистический гальванометр  и веберметры; гальваномагнитные  преобразователи, которые подразделяются  на преобразователи Холла и магниторезистивные преобразователи; ферромодуляционные преобразователи и ядерные преобразователи.

   Баллистические  гальванометры и веберметры используют  для измерений в постоянных  магнитных полях. В практике  измерений магнитных величин  применяют веберметры различных типов. Это магнитоэлектрические, фотокомпенсационные и электронные веберметры. К числу недостатков магнитоэлектрического веберметра следует отнести низкую чувствительность и невысокую точность. Более чувствительным являются фотокомпенсационные веберметры.

  Гальваномагнитные  преобразователи используют для  измерений как в переменных, так  и в постоянных магнитных полях.

 Достоинством преобразователей  Холла является то, что они  позволяют измерять индукцию  и напряженность как в постоянных, так и в переменных магнитных полях в широком диапазоне частот; их малые размеры делают доступными измерения в зазорах магнитных цепей. Погрешность преобразования составляет 1—3%. Однако она может быть снижена схемотехническими методами более чем на порядок. Недостатки преобразователей Холла заключаются в невысокой чувствительности и сильной зависимости постоянной Холла от температуры.

Промышленностью выпускается  ряд приборов с преобразователями  Холла: тесмалетр типа Ш1-8, миллитесмаметр типа Ф4356, цифровой миллитеслпметр типа Г75.

 Менее распространенными,  чем преобразователи Холла, являются  магниторезистивные преобразователи.  Недостаток магниторезистивных преобразователей, как и преобразователей Холла, состоит в сильной зависимости функции преобразования от температуры.

Ферромодуляционные преобразователи  пригодны для измерений как в  постоянных, так и в переменных магнитных полях. Магнитоизмерительные приборы с этими преобразователями  являются одними из самых чувствительных.

     Ядерные  преобразователи относятся к группе квантовых преобразователей, работа которых основана на взаимодействии микрочастиц с магнитным полем. Наиболее универсальными являются ядерные преобразователи с использованием вынужденной прецессии в движущемся рабочем веществе, с индикацией сигнала ядерного магнитного резонанса методом нутации. Они позволяют измерять магнитную индукцию в широком диапазоне (10^-5 —25 Тл) при неоднородности поля до 10 %/см.

 

 

Заключение

 

Посредством магнитных и электрических измерений решается весьма широкий круг научных и прикладных задач. А развитие электроизмерительной техники весьма эффективно способствует углублению знаний, новым открытиям и всестороннему прогрессу во всех отраслях науки и техники.

В нашей курсовой работе мы подробно ознакомились с основными электрическими и магнитными величинами, рассмотрели методы и средства их измерения. На основе изученного материала мы можем сделать следующие выводы.

В большинстве случаев  измерение постоянных токов и напряжений осуществляется с помощью магнитоэлектрических приборов. Магнитоэлектрические амперметры являются сочетанием милливольтметра с шунтом, а вольтметры — миллиамперметра с добавочным сопротивлением. Магнитоэлектрические приборы принадлежат к наиболее точным приборам непосредственной оценки и выпускаются, как правило, универсальными и многопредельными.

Электромагнитные, электродинамические, ферродинамические и электростатические измерительные механизмы могут быть использованы для измерений действующих значений переменного тока и напряжения. Электродинамические амперметры и вольтметры являются наиболее точными приборами на переменном токе.

Измерения средних и амплитудных значений переменного тока могут быть осуществлены путем использования магнитоэлектрического измерительного механизма в сочетании с полупроводниковыми и вакуумными диодами – выпрямительные приборы, а также вакуумными триодами – ламповые приборы.

Измерение сопротивления  постоянному току R может быть осуществлено с помощью амперметра – вольтметра, а также с помощью омметров, которые можно разделить на две группы: омметры, показания которых зависят от напряжения, и омметры, показания которых не зависят от напряжения.

Что же касается методов измерения сопротивления, то их тоже несколько. Измерение сопротивления постоянному току R может быть осуществлено с помощью амперметра — вольтметра. Также используют мостовые методы. Для измерения сопротивлений примерно от 1 Ом и выше применяются одинарные мосты. Для измерения весьма малых сопротивлений (меньше 1 Ом) используются двойные мосты. Данный тип мостов относится к равновесным. Существуют также неравновесные и автоматические мосты.

Определение емкости  конденсатора или других устройств  емкостного характера так же может  осуществляться различными способами. Простейший из них – метод амперметра – вольтметра. Измерение малых по величине емкостей удобнее производить методом резонанса, а измерение больших емкостей  проще всего производить путем разряда конденсатора на известное сопротивление R. Емкости конденсаторов можно измерять также с помощью мостов переменного тока.

Измерение индуктивностей несколько сложнее. Оно может  быть определено методом амперметра – вольтметра путем измерения  напряжения и тока измерительными приборами. При малых значениях индуктивности  можно воспользоваться резонансной схемой. Для измерения индуктивности можно также использовать мосты переменного тока.

В цепях постоянного  тока для измерения мощности применяются электродинамические ваттметры, а в цепях однофазного тока — электродинамические, ферродинамические и индукционные ваттметры.

Измерение энергии в  цепях постоянного тока чаще всего осуществляется электродинамическими счетчиками. Измерение энергии в цепях переменного тока осуществляется индукционными счетчиками.

 

 

 

 

 

 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Малиновский В.Н. Электрические измерения. Учеб. пособие для вузов/ В.Н. Малиновский, Р.М. Демидова – Панферова, Ю.Н. Евланов и др. Под ред. д – ра техн. наук В.Н. Малиновского. – М.: Энергоатомиздат, 1985 – 416 с.

2.  Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин: учеб. пособие для вузов/ Э.Г. Атамалян. – 3 – е изд., перераб. и доп. – М.:Дрофа, 2005. – 415 с.

3. Профос Измерения в промышленности. Справ. изд. в 3 – х книгах  кн.1 Теоретические основы. Пер. с  нем./ Под редакцией Профоса П. – 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: Металлургия, 1990 – 492 с.

4.

5.  Электрорадиоизмерения/ Под ред. В.Ю.Шишмарева, В.И.Шанин. – М.:ACADEMA, 2004 – 336 с.

6. Зайцев С.А. Контрольно – измерительные приборы и инструменты. Учебник для нач. проф. образования/ С.А.Зайцев, Д.Д. Грибанов, А.Н. Толстов. – М.: И.д. «Академия»,2002 – 464 с.