Elektrradio o’lchashlar fanidan

Elektrradio o’lchashlar fanidan.

Elektromexanik o‘lchash o‘zgartkichlari
Reja:

9.1. Analog o‘lchash asboblari.

9.2. Magnitoelektrik tizim asboblari.

9.3. Elektromagnit tizim asboblari.

9.4. Elektrodinamik tizim asboblari.

9.5. Indusion tizim asboblari.

Agar o‘lchash asbobining ko‘rsatishi o‘lchanayotgan kattalik o‘zgarishining uzluksiz funksiyasi bo‘lsa, bunday asbobga analog o‘lchash asbobi deyiladi. Masalan: sanoq qurilmasi, ko‘rsatkich va shkaladan iborat bo‘lgan elektr o‘lchash asbobi analog asbobdir.

Qo‘yiladigan talablar, ish sharoitlari, tuzilishi va boshqa belgilariga qarab elektr o‘lchash asboblari turli guruhlarga ajratiladi.

a) bevosita ko‘rsatadigan, jamlaydigan va o‘zi yozadigan, ya’ni qayd qiluvchi asboblar;

b) moslanuvchi asboblar.

Bevosita ko‘rsatadigan asboblar ko‘p uchraydi: ularning darajalangan shkalalari bo‘ylab ko‘rsatkich yoki yorug‘lik shu’lasi shakldagi ko‘rsatkich harakat qiladi. Bunday asboblar-statsionar va ko‘chma asboblarga bo‘linadi. Statsionar asboblar: panellarda va pultlarda o‘rnatiladi, qo‘zg‘atilmay ishlatiladi, ko‘chma asboblar esa laboratoriyalarda ba’zi texnik o‘lchashlarda va tadqiqot ishlarida qo‘llaniladi.

Barcha asboblar aniqlik sinfiga ko‘ra tasniflanadi. Moslanuvchi asboblar vositasida bajariladigan o‘lchashlarning hammasida asbobning biron qismini qo‘l bilan harakatga keltirish lozim bo‘ladi. Masalan: turli potensiometrlar, o‘lchash ko‘priklari.

Asboblarning ishlash prinsiplari ularning tizimlariga qarab belgilanadi.

Bevosita o‘lchaydigan elektr o‘lchash asboblari ikkita asosiy qism, ya’ni o‘lchash zanjiri va o‘lchash mexanizmidan iboratdir.

o‘lchash o‘zgartirgichi

o‘lchash mexanizmi

Х

У

α

15 – rasm. Analog o‘lchash asbobining tuzilishi.
O‘lchash zanjiri bir yoki bir nechta o‘lchash o‘zgartkichlaridan iborat bo‘lib, ular yordamida o‘lchanayotgan X kattalik elektr kattalik Y-ga aylantiriladi. X va Y kattaliklar orasida funksional bog’lanish mavjud bo‘lishi kerak.

Y = φ(x) (1)

Y - kattalik o‘lchash mexanizmiga ta’sir ko‘rsatadi va uning harakatlanuvchi qismini qo‘zg‘atadi. Shunday qilib, elektr kattalik mexanik ko‘chishga aylanadi.

Elektromexanik asboblarning o‘lchash mexanizmlari elektromagnit maydon energiyasini mexanik energiyaga aylantiradi va quyidagi tizimlarga bo‘linadi.

1. 
   Magnitoelektrik tizim asboblari tok o‘tayotgan o‘tkazgichga magnit maydoni ta’sir qilganda hosil bo‘ladigan elektromagnit kuchlar asosida ishlaydi.
   

2. 
   Elektromagnit tizim asboblarining ishlash prinsipi solenoid orqali o‘tgan tok magnit maydonining qo‘zg‘aluvchan ferromagnit o‘zakka ko‘rsatadigan ta’siriga asoslangan.
   

3. 
   Elektrodinamik tizim asboblarining ishlashi bittasi qo‘zg‘aluvchan, ikkinchisi qo‘zg‘almas g‘altaklar orqali o‘tuvchi toklarning bir-biriga ta’sir etishi hodisasiga asoslangan.
   

4. 
   Elektrostatik tizim asboblarining ishlashi elektr zaryadli elektrodlarning o‘zaro ta’siriga asoslangan.
   
5. 
   Induksion tizim asboblari faqat o‘zgaruvchan tok zanjirida ishlaydi va elektr energiyasi sarfini hisoblaydi.
   
6. 
   Issiqlik tizimi asboblarining ishlashi harakatlanuvchi qismining og‘ishi, jismni elektr toki orqali qizdirganda, uning geometrik o‘lchamlarining o‘zgarishiga ta’siri ostida ro‘y beradi.
   

Bevosita o‘lchaydigan asboblar elektr zanjirida o‘lchash mexanizmiga bevosita ta’sir etuvchi yordamchi elektr miqdori hosil qilinadi.

O‘lchanayotgan miqdor X asbobga ta’sir etganda, biror kuch paydo bo‘ladi: bu kuch o‘lchanadigan miqdor funksiyasining momenti

ni hosil etadi.

Shu moment ishlovchi elementga ta’sir etib, asbobning qo‘zg‘aluvchan qismini aylantiradi.

Asbobning qo‘zg‘aluvchan qismi o‘lchanadigan miqdorning har bir qiymatiga tegishlicha berilishi zarur: buning uchun aylanuvchi moment burilish burchagiga bog‘liq bo‘lgan aks ta’sir etuvchi moment bilan muvozanatda bo‘lishi kerak. Agar ana shunday moment bo‘lmasa, asbobning qo‘zgaluvchan qismi qo‘zgalmas qismiga borib taqalguncha aylanaveradi. Ko‘pchilik asboblarda aks ta’sir etuvchi moment bir yoki ikki spiral prujina vositasida hosil qilinadi. Shunday prujinaning bir uchi asbobning o‘qiga, ikkinchi uchi esa korrektor deb atalgan maxsus tuzilmaga mahkamlanadi. O‘lchamdan avval korrektor vositasida asbobning ko‘rsatkichi nolga to‘g‘rilab qo’yiladi.

Prujina hosil qilgan moment miqdori uning burilish burchagi (α)ga, ya’ni qo‘zg‘aluvchan qismning aylanish burchagiga proporsionaldir.

W - prujinani xarakterlovchi o‘zgarmas son.

Demak, qo‘zg‘aluvchan qism asbobdagi prujinaning aks ta’sirida muayyan burchak hosil qilib aylanadi. Aylanuvchi momentga qarshi va teng moment shu burchakni belgilaydi.

Asbobning qo‘zg‘aluvchan qismi muvozanatda bo‘lganida

ya’ni asbob qo‘zg‘aluvchan qismining burilish burchagi o‘lchanadigan miqdorning funksiyasi ekan.

Asbob qo‘zg‘aluvchan qismning inersiyasi tufayli posongi bo‘lsa ham, uning aylanishi (M = Wα) darrov to‘xtamaydi. Qo‘zg‘aluvchan qism muvozanat holati atrofida bir oz tebranib, so‘ngra tinchlanadi. Bu maqsadda asbobga tinchlantirgich o‘rnatiladi ular dam-havo bilan ishlaydigan va induksion bo‘ladi.

Elektr o‘lchash asboblari quyidagi talablarga javob berishi kerak.

1. 
   O‘lchash asbobi tekshirilayotgan zanjir ish rejimini buzmasligi kerak, ya’ni ularning quvvati kam bo‘lishi lozim.
   
2. 
   Asbob ko‘rsatishi tegishli aniqlikka javob berishi shart.
   
3. 
   Shkalasi tekis bo‘lishi kerak.
   
4. 
   Asbob harakatlanuvchi qismining tinchlanish muddati kam bo‘lishi zarur.
   
5. 
   Yuklanish asbob uchun xavfsiz bo‘lishi kerak.
   

Magnitoelektrik o‘lchash asboblari.

Magnitoelektrik o‘lchash mexanizmi doimiy magnit va tokli konturdan iborat bo‘lib, bu kontur g‘altak ko‘rinishida bo‘ladi. Mexanizmning harakatlanuvchi qismini qo‘zg‘atish uchun magnitning magnit maydoni va g‘altakning magnit maydoni o‘zaro ta’siridan foydalaniladi. Bunday mexanizm doimiy qo‘zg‘almas magnit va qo‘zg‘aluvchan g‘altakdan, bundan tashqari, qo‘zg‘almas g‘altakli va qo‘zg‘aluvchan tokli ramkadan iborat bo‘ladi.

Magnitoelektrik mexanizmlarda tinchlantirgich bo‘lmaydi.

Magnitoinduksion tinchlanish g‘altak alyuminiy karkasi doimiy magnit maydonida harakatlanganida ro‘y beradi.

Aylantiruvchi moment: bu moment ta’sirida o‘lchagichning harakatlanuvchi qismi buriladi va aks ta’sir qiluvchi prujinalarni o‘raydi. Aylantiruvchi va aks ta’sir momenti tenglashganda, harakatlanuvchi qism to‘xtaydi.

α

J

CY

2-rasm. MES – asbobining statistik xarakteristikasi
S1 –asbobning tokka bo‘lgan sezgirligi bo‘lib, ramkaning burilish burchagiga bog‘liq emas va shkala bo‘yicha doimiydir. Shunga ko‘ra, magnitoelektrik asbob shkalasi teng taqsimlangan, ya’ni bir tekisdir.

Agar tokning yo‘nalishi o‘zgarsa, asbob qo‘zg‘aluvchan qismi teskari tomonga aylanadi. Asbobga ''+'' va ''-'' ishoralari qo’yilgan. Magnitoelektrik asboblar o‘zgarmas tok zanjirlarida o‘lchashi mumkin.

O‘zgaruvchan kuchlanishning butun davr mobaynidagi o‘rtacha qiymati “0”ga teng bo‘lganidan asbobning qo‘zg‘aluvchan qismi aylanmaydi.

Bu tizim asboblari elektr miqdorini (galvanometr), tokni (ampermetr), kuchlanishni (voltmetr) va qarshilikni (ommetr) o‘lchashda ishlatiladi.

Afzalligi: juda aniq o‘lchaydi, yuqori sezgirlikka ega, ko‘p quvvat sarflamaydi, shkala bo‘limlarining tengligi, ko‘rsatishlarning tashqi magnit maydon ta’siriga bog‘liq bo‘lmasligidir.

Kamchiligi: o‘zgaruvchan tokni o‘lchamasligi, qimmatroq turishi, me’yoridan ortiq tok va kuchlanishlarga chidamasligidir.

Elektromagnit tizim asboblari.

Shartli belgisi

α

Y

3 – rasm. EMS – asbobining elektrostatik tavsifi.

Shkala tenglamasi:


Tenglamadan ko‘rinib turibdiki, asbob qo‘zg‘aluvchan qismining burilish burchagi tokning kvadratiga to‘g‘ri proporsional bo‘lar ekan, demak, asbob shkalasi tekis emas, ya’ni kvadratlidir.

Bu tizim asboblari tok zanjirlarida A va V sifatida ishlatiladi.

Afzallik tomoni tuzilishining soddaligi, arzonligi va ishonchli ishlatilishi, katta tok va kuchlanishlarga chiday olishidir.

Kamchiligi: shkala bosh qismining bir tekis bo‘lmasligi, asbob ko‘rsatishning tashqi magnit maydonlariga bog‘liq bo‘lishi, katta quvvat sarf qilishidir.

Elektrodinamik tizimining o‘lchash asboblari (EDT).

EDT asboblari o‘zgarmas va o‘zgaruvchan toklarda ham ishlaydi va tok, kuchlanish va quvvatni o‘lchashda qo‘llaniladi.

1. 
   Ketma-ket ulangan qo‘zg‘almas g‘altaklar.
   
2. 
   Qo‘zg‘aluvchan g‘altak.
   
3. 
   Asbob shkalasi.
   

Shartli belgisi

O‘zgarmas kuchlanish uchun shkala tenglamasi:

O‘zgaruvchan kuchlanish uchun shkala tenglamasi:



- 3

- 2

1

Y_A





Y_B

4 – rasm. Elektrodinamik tizim asbobining tuzilishi.
Agar iA va iB toklar faza bo‘yicha mos kelsa, o‘lchash yagona shkalaga va uchun ega bo‘lishi mumkin. 0,1; 0,2; 0,5 klassda tayyorlanadi.

Yutug‘i: yuqori darajada aniq o‘lchaydi.

Kamchiligi: o‘lchash natijalariga tashqi magnit maydon ta’siri, katta quvvat sarf qilishi, yuqori kuchlanish va tokka chidam bermasligi, sezgirligining kamligi va asbobning qimmat turishidir.
α

Y

5 – rasm. EDS – asbobining – statik tavsifi

Elektrodinamik tizim asboblarining keng qo‘llaniladigan xili ferrodinamik asboblardir, bu asbob ham yuqoridagi prinsipda ishlaydi, farqi-qo‘zg‘almas cho‘lg‘ami po‘lat o‘zakli qilib yasaladi. Bu tizimdagi g‘altaklar bir-biriga har xil ulanadi. A-larda parallel, V-da ketma-ket, W-da esa biri zanjirga ketma-ket, ikkinchisi parallel qilib ulanadi.

Induksion tizim asboblari.

IT - asboblari qatoriga elektr energiyasi sarfini hisobga oladigan hisoblagich kiradi. Hisoblagichning asosiy qismi ikkita cho‘lg‘amli magnit tizimidir. Bir cho‘lg‘am zanjirga ketma-ket; ikkinchisi esa parallel ulanadi.

Har bir cho‘lg‘amdan o‘tayotgan o‘zgaruvchan tok o‘zgaruvchan magnit oqimini, bu oqim esa aylantiruvchi magnit maydonini hosil qiladi.

Elektrostatik tizim asboblari.

Bu tizim asboblarining asosini elektrostatik o‘lchash mexanizmi va sanoq qurilmasi tashkil qiladi.

Elektrostatik mexanizmda aylantiruvchi moment, bittasi qo‘zg‘almas bo‘lgan ikkita zaryadlangan plastinalarning o‘zaro ta’siriga asoslangan. Harakatlanuvchi qism kuchganda plastinalar orasidagi sig‘im o‘zgaradi.

EST asbobini qarab chiqamiz.

1

2

3

4

6-rasm. EST asbobining qurilmasi.

1. 
   Qo‘zg‘almas qism parallel plastinalar tizimidan iborat.
   
2. 
   Ko‘rsatkich.
   
3. 
   O‘q.
   
4. 
   Sektorsimon alyuminiy plastina.
   

Bundan tashqari, aks ta’sir etuvchi prujina, balans yuklari, korrektor, shkala hamda havoli yoki magnitoinduksion tinchlantirgichga ega.

Asboblar faqat o‘zgaruvchan va o‘zgarmas kuchlanishlarni o‘lchashga yaroqli. O‘lchanayotgan kuchlanish ta’siri ostida elektr maydon paydo bo‘ladi va bu maydon kuchlari qo‘zg‘aluvchan plastinani va u bilan mexanik ravishda bog‘langan ko‘rsatkich kuchishini ta’minlaydi.

Aylantiruvchi moment (12) ifodadan aniqlanadi.


Harakatlanuvchi qismning burilish burchagi (13) ga teng.

Afzalliklari:

-keng chastotalar diapazonida o‘zgaruvchan va o‘zgarmas tok zanjirida qo‘llaniladi;

-kam quvvat sarflaydi;

-yuqori kuchlanishlarni o‘lchay oladi.

Kamchiligi:

-shkalasining kvadratliligi va shkala boshida darajalash mumkin emasligi;

-aniqligi va sezgirligi yuqori emasligi;

-tashqi magnit maydonlari va namlikning ta’siridir.

Qo‘llanish sohasi: EST - asboblari asosan tajribaxona o‘lchashlarida va yuqori kuchlanishli kam quvvatli simli va radioaloqada ishlatiladi.

Yuqori kuchlanishlarni o‘lchash uchun S-110, S-196 tipli, aniqlik sinfi 1.0 va o‘lchash chegarasi 100 kV gacha bo‘lgan voltmetrlardan foydalaniladi.