Проектирование миллиамперметра переменного тока с магнито-, электромеханическим преобразователем

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Федерального государственного образовательного учреждение

высшего профессионального образования

«НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. Р.Е.АЛЕКСЕЕВА»

Арзамасский политехнический институт (филиал)

Кафедра: «Авиационные приборы и устройства»

Практическая  работа

Проектирование миллиамперметра переменного тока с магнито-, электромеханическим преобразователем

Вариант 4

                                                                        Выполнил:

                                                                                                       студент группы

                                                                                                      Принял:

                                                               Гайнов С.И.

Арзамас 2020

Цель работы: Выработать практические навыки разработки электрических узлов аналоговых устройств (миллиамперметр), наработать опыт аналитической работы с элементами схемотехники. Закрепить навыки расчетной инструментальной погрешности.

Исходные данные:

Iх= 5 мА - предел измерения;

 =5% - класс точности;[pic 1]

f=100÷1000 (Гц) – частотный диапазон;

Rх=1 Ом – входное напряжение;

Марка: М1692 (рабочее положение - вертикальное);

r0=50 Ом - cопротивление рамки постоянного тока;

I=150 мкА – предельный ток;

α0=100 - число деления шкалы;

=0,5%.[pic 2]

1.Определение постоянного напряжения полного отклонения рамки

[pic 3]

2. Исходя из параметров и принципов работы головки ЭМХИП, для корректировки работы, к прибору необходимо прикладывать напряжение Uп, соответствует измеряемому току. На данном низкочастотном диапазоне необходимо преобразовать ток в напряжение. Можно применить преобразование с помощью образцового шунта

Согласно заданию Rвх=Rш= Rх=1 Ом[pic 4]

Оно  будет являться сопротивлением образцового шунта и U=Rш, и численно равно коэффициенту преобразования тока в напряжение

[pic 5]

Переменное напряжение при протекании предельного входного тока

[pic 6]

Напряжение Uш << Uп, поэтому необходимо  производить усиление и преобразование.

3. Далее разрабатываем структурную схему.

Согласно п.2 ток преобразуется шунтом, который является 1-м звеном.

[pic 7]

Выходным сигналом шунта является напряжение. Поэтому совокупность последующих звеньев будет представлять собой функционально вольтметр с высоким входным сопротивлением, чтобы не оказывать влияние на работу шунта.

[pic 8]

Поэтому необходимо произвести усиление на широкополосном усилителе (с высоким входным сопротивлением). Учитывая особенности конструкции ( работа на постоянном токе), необходимо выпрямить напряжение до постоянного, причем напряжение выпрямителя должно быть близко к амплитудному.

, это выполняется с помощью ПАЗ (преобразователь амплитудных значений). Представляет собой однополупериодный диодный выпрямитель с фильтрующим конденсатором. Выпрямленное напряжение полается на магнитоэлектрический механизм.[pic 9]

Согласно структурной схеме, уравнение статического напряжения имеет вид:

[pic 10]

4. Градуировка шкалы прибора.

Примем число α=100. Примем градуировку одного основного деление, через 10 дополнительных. Т. о. рассчитаем коэффициент передачи прибора

[pic 11]

Шкала будет иметь равный характер. Соседние деления равны. Рассчитаем цену деления n.

[pic 12]

Шкала прибора имеет вид:                    0     0,1     0,2    0,3   0,4                               1 [pic 13][pic 14][pic 15][pic 16][pic 17][pic 18][pic 19][pic 20][pic 21][pic 22]