Индукционные измерительные приборы. Большая энциклопедия нефти и газа

Для слабослышащих людей производители оборудования для инвалидов разработали целую линейку аппаратуры. Доступная среда для людей с нарушениями слуха формируется достаточно легко, однако необходимо учитывать, что существует множество зашумленных мест. В их числе - здания ж/д и аэровокзалов, большие торговые центры, детские садики и школы (вспомните поведение учеников на переменах).

В этих местах инвалид по слуху может не услышать, или услышать в исковерканном виде важную информацию. Номер и время отправления рейса авиалайнера, стоимость проезда. Слуховой аппарат не может создать в таких местах полноценную сферу обитания инвалида, известную как безбарьерная среда.

Решить задачу усиления мощности индивидуального слухового аппарата способен ассортимент такого оборудования для инвалидов, как индукционная петля. В нашем онлайн-каталоге представлен ряд оборудования, который составляет проверенные, качественные индукционные системы. Доступная среда, сформированная для инвалидов по слуху с их помощью, имеет масштаб от расчетной кассы до зала ж/д вокзала.

Структура индукционной системы

На практике подобная общественная система усиления слышимости для инвалидов имеет следующую структуру. Основа системы - контроллер индукционной петли. В его задачу входит прием, обработка и передача звукового сигнала на слуховой аппарат инвалида. Звук в здании, помещении, общественном транспорте на первой стадии принимают и передают контроллеру сеть таких устройств, как выносные панели.

Далее индукционная петля для слабослышащих (общее название системы) передает адаптированный для индивидуального устройства повышения слышимости инвалида сигнал потребителю. Чтобы воспринимать такой сигнал в зашумленном месте, инвалид на своем слуховом аппарате включает режим «Т».

Профессиональные индукционные системы отличаются возможностью подключения к одному контроллеру большого количества разных типов выносных панелей. Благодаря этому можно создать уникальную систему слышимости, когда инвалид по слуху будет отчетливо слышать каждый звук в самых отдаленных уголках помещения.

Индукционная петля, варианты исполнения которой представлены на нашей виртуальной полке, может быть стационарная, либо мобильная. Этот признак определяется весом прибора и его массой. Питание переносной системы обычно осуществляется напряжением 12 V, блок питания не оказывает существенного влияния на общий вес аппаратуры.

Мобильная индукционная петля легко устанавливается в общественном транспорте. Её также легко использовать при проведении деловых переговоров «на выезде». При её эксплуатации важно обратить внимание на безопасную транспортировку оборудования.

Стационарная индукционная петля для слабослышащих работает от обычной электрической сети в 220 V. Её подключение не составляет труда в любом месте помещения, она может быть размещена так, что не будет нарушать интерьер.

Где купить индукционную систему?

Купить индукционную петлю можно в нашем интернет-магазине. Основной параметр при её выборе - площадь покрытия. Индукционные системы, образцы которых представлены в каталоге, могут охватывать площадь от 1,2 до 500 кв. м и более. Расширить эти зоны поможет такое устройство, как выносная панель. Оно также широко представлено в магазине. Облегчить ориентирование на территории инвалиду поможет предлагаемый звуковой маячок. Проектировщикам и монтажникам систем для слабослышащих пригодится в работе такое устройство, как тестер индукционной системы.

Индукционные измерительные приборы . Счетчики электрической энергии.

На основе индукционного измерительного механизма выполняются, как правило, счетчики электрической энергии. Устройство и векторная диаграмма прибора индукционной системы показаны на рисунке:

Механизм состоит из двух индукторов выполненных в виде стержневого и П-образного индукторов, между которыми находится подвижный неферромагнитный (алюминиевый) диск. На индукторах намотаны обмотки, по которым протекают соответственно токи I 1 и I 2 , возбуждающие магнитные потоки Ф 1 и Ф 2 . С осью диска связан счетный механизм, который считает число оборотов диска. Для предотвращения холостого вращения диска (для предотвращения самохода) в непосредственной близости от него укреплен постоянный магнит (тормозной магнит). Принцип действия прибора следующий:

При подключении прибора в сеть переменного тока токи I 1 и I 2 возбуждают магнитные потоки Ф 1 и Ф 2 , которые совпадают по фазе с соответствующими токами (см. векторную диаграмму). Магнитные потоки, пересекая плоскость диска, индуцируют в нем переменные Э.Д.С. Е 1 и Е 2 которые отстают от своих потоков на угол 90 ° . Под действием этих Э.Д.С. в диске возникают два вихревых тока I д1 и I д2 совпадающих по фазе с соответствующими Э.Д.С. (сопротивление диска считаем чисто активным).

В результате втягивания контура тока I д1 потоком Ф 2 и выталкивания контура тока I д2 потоком Ф 1 , возникают два противоположно-направленных момента, действующих на диск. Их мгновенные значения:

к 1 и к 2 - коэффициенты пропорциональности.

Уравнения для магнитных потоков можно записать как:

Вихревые токи, наводимые в диске соответствующими потоками, будут определяться как:

Среднее значение моментов можно рассчитать по формулам:

Так как, а уравнение для суммарного вращающего момента, действующего на диск, будет равно:

Токи, наводимые в диске, могут быть определены как:

И.

f- частота питающий цепи, к3 и к4- коэффициенты пропорциональности.

С учетом этого:

Или:

где К=k 1 k 4 +k 2 k 3 .

Максимальный вращающий момент достигается при.

Для создания тормозного момента и обеспечения равномерного вращения диска в конструкции предусмотрен постоянный тормозной магнит.

В результате взаимодействия поля магнита и вращения диска, возникает вихревой ток:

ω - угловая скорость вращения диска, к5- коэффициент пропорциональности.

Взаимодействие iв с Фп вызывает тормозной момент, равный:

Или.

Кт=К 5 К 6 .

Достоинства приборов индукционной системы.

Приборы имеют большой вращающий момент, мало подвержены влиянию внешних магнитных полей и имеют большую перегрузочную способность.

Недостатки приборов индукционной системы.

К недостаткам следует отнести невысокую точность, большое самопотребление, зависимость показаний от частоты и температуры.

Однофазный счетчик электрической энергии.

Если катушку 1 включить параллельно источнику энергии, а катушку 2 последовательно потребителю, тогда:

или:

где k вр =k U k I.

Из векторной диаграммы видно, что при.

Тогда можно записать:

При неизменной мощности нагрузки Р, вращающий и тормозной моменты равны друг другу.

М вр =М т. Поэтому можно записать:

Или. Если это равенство представить в виде: , то после интегрирования за промежуток времени от t 1 до t 2 получим:

Постоянная прибора; N- число оборотов за время t=t 2 -t 1

Величина, называемая постоянной счетчика, определяется следующим выражением:

Величина, называемая номинальной постоянной счетчика, определяется как:

k- передаточное число счетчика – число оборотов на единицу энергии.

Погрешность счетчика, обусловленная трением оси в опорах и другими неучтенными факторами, рассчитывается по формуле:

Однофазные счетчики выпускают на частоты 50 и 60 Гц, на рабочий ток до 40 А и на напряжения 110, 120, 127, 220, 230, 240 и 250 В. Классы точности счетчиков ниже 1.

Совокупность двух или трех однофазных измерительных механизмов образуют трехфазный счетчик.

Промышленностью выпускаются счетчики типов:

Счетчики активной энергии – СА 3- для трех проводных цепей и СА 4 для четырех проводных цепей.

Счетчики реактивной энергии – СР 3 для трех проводных цепей и СР 4 для четырех проводных цепей.

Счетчики реактивной энергии для однофазных цепей не выпускаются.

Cтраница 1

Приборы индукционной системы основаны на принципе взаимодействия вращающегося или бегущего магнитного поля, возбуждаемого переменными токами, протекающими по системе неподвижных обмоток прибора, с токами, индуктируемыми в подвижной части измерительного устройства, приходящей при этом в движение. Эти приборы применяются исключительно в цепях переменного тока одной определенной частоты, указанной на приборе, отличаются большим вращающим моментом, стойкостью к перегрузкам, малой зависимостью показаний от внешних магнитных полей. Однако точность их невысока, а подвижная часть обладает большой инерцией, затрудняющей выполнение измерений при быстро протекающих процессах.  

Приборы индукционной системы в настоящее время служат для измерения расхода электрической энергии в цепях переменного тока. Действие индукционного счетчика основано на взаимодействии вихревых токов с вращающимся магнитным полем.  

Приборы индукционной системы предназначены только для пе - ременного тока и применяются главным образом в качестве счетчиков или ваттметров. Работа этих приборов основана на явлении взаимодействия вращающегося или бегущего магнитного поля с диамагнитным металлическим (например, алюминиевым) диском, укрепленным на оси.  

Приборы индукционной системы пригодны для измерений только в цепях переменного тока промышленной частоты, а практически они строятся лишь для переменного тока частотой 50 гц.  

Приборы индукционной системы, напротив, пригодны и поверяются только при переменном токе. Частота тока при этом должна быть равна обозначенной на приборе.  

Приборы индукционной системы предназначены для измерения электрических величин только в цепях переменного тока.  

Приборы индукционной системы пригодны только для измерения переменного тока определенной частоты. Они обладают большим вращающим моментом, устойчивы к перегрузкам, просты по устройству и дешевы.  

Приборы индукционной системы - раздел Приборостроение, АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ Конструкция И Принцип Действия.Принцип Действия Индукци­Онны...

Конструкция и принцип действия. Принцип действия индукци­онных приборов основан на взаимодействии двух или нескольких переменных магнитных потоков с токами, индуцированными в подвижном проводнике (например, диске). Типичным представите­лем этой системы является классический индукционный счетчик – измеритель активной энергии.

Рассмотрим устройство и принцип действия индукционного од­нофазного счетчика активной энергии. На рис. 3.15 показана упро­щенная конструкция такого прибора. Основными элементами при­бора являются два магнитопровода со своими обмотками (напря­жения и токовой), вращающийся диск и счетный механизм. Как и ваттметр, счетчик содержит обмотки тока и напряжения. Включает­ся счетчик в цепь так же, как и ваттметр.

Схема (рис. 3.16) и векторная диаграмма (рис.3.17) поясняют принцип действия этого прибора.

Рассмотрим работу счетчика на примере входных сигналов на­пряжения и тока синусоидальной формы с действующими значе­ниями, равными, соответственно, U и I. Входное напряжение U, приложенное к обмотке напряжения 2, создает в ней ток I U , име­ющий по отношению к напряжению U сдвиг по фазе, близкий к 90° (из-за большого индуктивного сопротивления этой обмотки). Ток I U рождает магнитный поток Ф U в среднем сердечнике магни­топровода обмотки напряжения 1. Этот поток Ф U делится на два потока: нерабочий поток Ф U 1 , который замыкается внутри магни­топровода 7 ; и основной поток Ф U 2 , пересекающий диск 6, закреп­ленный на оси 7 и вращающийся вместе с нею. Этот основной поток замыкается через противополюс 5 .

Рис.3.15. Упрощенная конструкция индукционного однофазного счетчика

Рис. 3.17. Векторная диаграмма

Входной ток I , текущий в обмот­ке тока 4, создает в магнитопроводе 3 магнитный поток Ф I , который дваж­ды пересекает диск 6. Поток Ф I от­стает от тока I на небольшой угол потерь α I , (поскольку сопротивление токовой обмотки мало).

Таким образом, диск пересека­ют два магнитных потока Ф U 2 и Ф I , не совпадающих в пространстве и имеющих фазовый сдвиг ψ. При этом в диске возникает вращающий момент М:

M = cf Ф U 2 Ф I sin ψ,

где с – некая константа; f – частота напряжения.

При работе на линейном участке кривой намагничивания мате­риалов магнитопроводов можно считать, что

Ф I = k 1 I ; Ф U 2 = k 2 I U =k 2 U / Z U ,

где k 1 и k 2 – коэффициенты пропорциональности; Z U – полное комплексное сопротивление обмотки напряжения.

Учитывая, что реактивная (индуктивная) составляющая сопро­тивления обмотки напряжения Z U гораздо больше активной, мож­но записать

Z U ≈ 2π f L U ,

где L U – индуктивность обмотки напряжения. Тогда

Ф U 2 = k 2 U /( 2πfL U ) = k 3 U / f ,

где k 3 = k 2 /(2πL U).

Следовательно, вращающий момент М в данной электромаг­нитной механической системе можно определить следующим об­разом:

М = kUI sinψ,

где k – общий коэффициент пропорциональности.

Для того чтобы вращающий момент был пропорционален теку­щей активной мощности, необходимо выполнение условия

А это в свою очередь будет выполняться, если ψ + φ = 90°. Это равенство может быть обеспечено изменением (регулировкой) угла потерь α I . Изменение этого угла реализуется двухступенчато: гру­бо – изменением числа короткозамкнутых витков, надетых на магнитопровод 3, а плавно – изменением сопротивления вспомога­тельной цепи (эти элементы конструкции на рис. 3.15 и 3.16 не показаны).

Таким образом обеспечивается пропорциональность вращаю­щего момента М текущему значению активной мощности. Для по­лучения результата определения потребленной активной энергии достаточно проинтегрировать значения текущей мощности. Это ин­тегрирование реализовано счетным механизмом 9, связанным с осью 7 червячной передачей 8.

Постоянный магнит служит для создания тормозного момента и обеспечения угловой скорости вращения, пропорциональной те­кущему значению активной мощности. Кроме того, в реальной конструкции есть элементы, обеспечивающие дополнительный момент, компенсирующий момент трения, а также элементы уст­ранения «самохода» (на рис. 3.15 и 3.16 не приведены).

Включение счетчика. На рис. 3.18 приведена схема включения однофазного счетчика активной энергии.

При необходимости работы в цепях с напряжениями и/или токами, большими, чем номинальные для конкретного счетчика, используются измерительные трансформаторы напряжения и/или тока. Схема подключения такая же, как и в подобном случае с ваттметроми.

Рис. 2.18. Схема включения однофазного счетчика активной энергии

Для измерения реактивной энергии также используются ин­дукционные счетчики. Их принцип действия аналогичен рассмот­ренному. Некоторые различия в конструкции, организации подключения и, как следствие в векторных диаграммах, позволяют получить скорость вращения диска, пропорциональную значению текущей реактивной мощности.

Номинальная постоянная счетчика. Число оборотов диска, при­ходящееся на единицу учитываемой счетчиком энергии, называ­ют передаточным числом счетчика. Например, в паспорте сказано «2000 оборотов соответствуют 1 кВт · ч». Коэффициент, обратный передаточному числу, т.е. энергия, приходящаяся на один оборот диска, называется номинальной постоянной счетчика С ном. Напри­мер:

С ном = 3600 · 1000/2000 = 1800 Вт·с /об.

Зная С ном и число оборотов N , можно определить потребленную активную энергию:

W = С ном N.

Пример. Значение номинальной постоянной счетчика известно С ном = 1800 Вт·с/об. За время наблюдения зафиксировано 400 обо­ротов диска (N = 400 об). Определим значение активной энергии W, потребленной за время наблюдения:

W= 1800 · 400 = 720 000 Вт · с = 0,2 кВт · ч.

Классы точности индукционных счетчиков (задаются относительной погрешностью) обычно невысоки: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.

Обозначение индукционной системы на шкалах приборов:

Трехфазные счетчики. Для учета суммарной активной и реактивной энергии в трехфазных цепях исполь­зуются двухэлементные и трехэлемен­тные счетчики. В таких счетчиках при­меняются те же конструктивные эле­менты (два или три механизма), что и в однофазных приборах. Диски (два или три) закреплены на общей оси. Вращающие моменты дисков склады­ваются, и скорость вращения оси за­висит от суммарной текущей потреб­ляемой мощности. На рис. 3.19 упро­щенно показано устройство двухэле­ментного трехфазного счетчика.

Рис. 2.19. Двухэлементный трех­фазный счетчик

Скорость вращения в данном случае определяется суммой моментов М 1 и М 2 . Включаются трехфазные счетчики так же, как и трехфаз­ные ваттметры.

Сегодня в задачах измерения активной энергии все шире при­меняются цифровые (микропроцессорные) счетчики энергии. В за­дачах технических экспресс-измерений для оценки потребленной энергии в кратковременных экспериментах используют автоном­ные малогабаритные цифровые измерительные регистраторы (анализаторы), которые имеют режим вычисления активной и реак­тивной энергии или позволяют найти эти величины с помощью компьютера и специализированного программного обеспечения.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

На сайте сайт читайте: АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ.

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях: