Вимірювальні механізми вібраційної системи

ЧАСТОТОМІРИ З ЛОГОМЕТРИЧНИМИ ВИМІРЮВАЛЬНИМИ МЕХАНІЗМАМИ

 

Частотоміри з електродинамічними, феродинамічними, електромагнітними й магнітоелектричними вимірювальними механізмами, вібраційні частотоміри, застосовуються для виміру низьких частот. Особливо широке поширення одержали електродинамічні й феродинамічні частотоміри. частотомір електромагнітний вібраційний

 

Рис. 1. Схема електродинамічного частотоміра

 

Електродинамічний частотомір. Кут повороту будь-якого логометра залежить від відношення струмів. Якщо ці струми або один з них зробити частотно-частотно-залежними, то логометр може служити частотоміром.

Одна з можливих схем електродинамічного частотоміра представлена на рис. 1. До приладу підводить напруга вимірюваної частоти. Котушки логометра включаються в частотно-частотно-залежні ланцюги: котушки А и Б₁ — послідовно з коливальним контуром, що складається з L і С₁, і додатковим резистором R_д; котушка Б₂ включена послідовно з конденсатором С₂. На резонансній частоті значення струму I₁ максимально. Зі зміною частоти струм зменшується, змінюється також і кут зрушення між струмами I₁ й I₂. Таким чином, кут повороту рухливої частини, обумовлений для електродинамічного логометра рівнянням, залежить від частоти. Шкала приладу градуюється безпосередньо в герцах.

Електродинамічні частотоміри випускаються різних класів точності, аж до 0,5. Межі їхнього виміру звичайно становлять ±10% деякого середнього значення, що звичайно лежить у діапазоні від 50 до 1500 Гц.

Випрямний частотомір. Випрямний частотомір, схема якого представлена на мал. 2, складається з магнітоелектричного логометра й двох випрямлячів, що харчують його обмотки.

 

Рис. 2. Схема випрямного частотоміра

 

У ланцюг першої обмотки логометра включена індуктивність L й ємність С, у ланцюг другої обмотки - активний опір R. Опір першої галузі, що включає реактивні опори, індуктивності і ємності, залежить від частоти, опір другої галузі від частоти не залежить. Струми, як відомо, обернено пропорційні опорам тих ланцюгів, по яких вони протікають. Отже, у рівнянні рухливої частини магнітоелектричного логометра відношення струмів можна замінити відношенням опорів:

 

де Z₁ — повний опір першої галузі.

Оскільки величина Z₁ залежить від частоти, кут повороту рухливої частини логометра також залежить від частоти й прилад може використатися для її виміру.

Найчастіше випрямні частотоміри випускаються у вигляді самописних приладів з межами вимірів порядку 45-55 Гц і звичайно мають клас точності 2,5.

 

ВИМІРЮВАЛЬНІ МЕХАНІЗМИ ВІБРАЦІЙНОЇ СИСТЕМИ

 

Вібраційні вимірювальні механізми (язичкові) є різновидом електромагнітної системи. Вони застосовуються в частотомірах, призначених для виміру низької частоти, головним чином промислової.

 

Рис. 3. Пристрій вібраційного частотоміра

 

Схема пристрою вібраційного частотоміра показана на рис. 3, а. Обмотка електромагніта 1 живиться змінним струмом, частоту якого потрібно виміряти. Тонкі сталеві пластини 2, називані язичками (на рисунку видний тільки один язичок), укріплені на загальній планці 4. Ця планка жорстко скріплена з якорем 3, розташованим поблизу сердечника електромагніта. Язички мають різні частоти власних коливань. Для зручності спостереження їхні загнуті наконечники пофарбовані світлою фарбою.

Під дією змінного магнітного поля якір двічі за період притягається до сердечника й відходить від нього. Разом з якорем вібрують язички. Найбільшої буде амплітуда коливань того язичка, у якого частота власних коливань збігається із частотою змушених. На шкалі приладу поруч із кожним, язичком зазначена частота, з якої він резонує. Для спостерігача коливний язичок має вигляд білої смужки, по якій і відраховують показання. На рис. 3, б показаний вид шкали, коли вимірювана частота дорівнює 49 Гц. Вібраційні частотоміри, як правило, мають невеликі межі виміру, наприклад від 45 до 55 Гц. Точність їх визначається в основному точністю настроювання язичків. Вібраційні частотоміри звичайно мають погрішність порядку ±1%. Ці прилади можуть використатися тільки в стаціонарних умовах, тому що частота зовнішніх вібрацій може збігатися із власною частотою окремих язичків, що викликає резонанс й, отже, неправдиві свідчення.