Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике 1-2. МЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИНМерой называется средство измерения, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера (значения). По назначению меры разделяются на образцовые и рабочие. По воспроизводимым значениям — на однозначные, многозначные и наборы. Однозначные меры воспроизводят физическую величину одного размера; многозначные — ряд одноименных величин разного разряда; набор мер содержит комплект мер, применяемых как в отдельности, так и в различных сочетаниях. Набор мер, конструктивно объединенный в одно целое с переключающими устройствами для воспроизведения ряда одноименных величин различного значения (размера), называется магазином (магазин сопротивлений, магазин емкостей и т. п.). Среди образцовых средств измерений особое место занимает эталон единицы физической величины. Эталон обычно представляет собой комплекс средств измерений, выполненный по особой спецификации и утвержденный Госстандартом СССР в качестве эталона. Он предназначен для воспроизведения и (или) хранения единицы с целью передачи ее размера (обычно соответствующего определению) нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. Существуют эталоны единицы длины, времени (частоты), напряжения, тока, сопротивления, фазы и других величин.
Рис. 1-1. Упрощенная поверочная схема Для каждой единицы используют семейство эталонов: первичный эталон, воспроизводящий единицу с наивысшей в данной стране точностью; вторичный эталон, значение которого устанавливается по первичному эталону; эталон-копия — вторичный эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочему эталону; рабочий эталон, предназначенный для передачи размера единицы образцовым средствам измерений. Первичный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны, называется Государственным эталоном. Если данный государственный эталон нельзя быстро воспроизвести, то для проверки его сохранности и замены в случае порчи или утраты применяется эталон-свидетель. Следует иметь в виду, что все перечисленные эталоны представляют собой физические копии первичного эталона; различие в названиях характеризует лишь их назначение и использование. На рис. 1-1 отсутствует Государственный эталон, так как его не применяют в поверочных операциях. Он размещается в особо оборудованном помещении, в котором поддерживаются постоянные условия; к нему допускается узкий круг обслуживающих лиц, возглавляемых хранителем эталона. Таблица 1-1 (см. скан) Меры ЭДС. В качестве образцовой меры ЭДС используют нормальные элемента, составные части которых строго нормированы. Нормальные элементы выпускаются двух типов — насыщенные и ненасыщенные. У обоих типов элементов положительным электродом является ртуть, отрицательным — амальгама кадмия и электролитом — водный раствор сернокислого кадмия. Насыщенные элементы делятся на три класса: 0,001; 0,002; 0,005; эти числа показывают допустимые изменения ЭДС за год. Класо выпускаемых ненасыщенных элементов Эталон вольта состоит из 20 нормальных насыщенных элементов и компаратора для их сличения. Группа нормальных элементов помещена в термостат с нестабильностью Меры электрического сопротивления. В качестве мер сопротивления применяются образцовые резисторы, выполненные в виде катушек с одним значением сопротивления
Рис. 1-2. Эквивалентная схема: а — катушки сопротивления или катушки индуктивности; При включении катушки сопротивления в цепь переменного тока появляется реактивное сопротивление за счет индуктивности обмотки
Освобождаясь от мнимости в знаменателе и выполняя соответствующие преобразования, получаем формулу
Здесь Очевидно, что для уменьшения этого влияния катушка должна быть «безреактивной», т.е. быть ничтожно малым по сравнению с
Значения Государственный эталон ома состоит из группы манганиновых катушек с номинальным сопротивлением 1 Ом и мостовой измерительной установки. Среднее значение сопротивления группы из 10 катушек, определяющее размер единицы, равно 1,0000002 Ом. Среднеквадратическая погрешность хранения единицы электрического сопротивления и передачи ее размера вторичным эталонам составляет Меры индуктивности и взаимной индуктивности. Образцовые меры индуктивности изготовляют в виде плоских катушек, намотанных изолированным проводом или высокочастотным обмоточным проводом (литцендратом) на фарфоровый или керамический каркас, относительная магнитная проницаемость которого равна единице. Катушка индуктивности имеет собственную емкость С и активное сопротивление
Катушку индуктивности можно представить в виде двухполюсника, состоящего из последовательно соединенных активного сопротивления и индуктивности (рис. 1-2, б), которые будем называть действующими и обозначать и
Для того чтобы найти связь между значениями
Из формул Первичный эталон единицы индуктивности генри осуществлен в виде группы из четырех катушек со средним значением индуктивности группы, равным Меры электрической емкости. Образцовые конденсаторы постоянной емкости изготовляют с воздушным или слюдяным диэлектриком. Образцовые конденсаторы переменной емкости выполняют только с воздушным диэлектриком. Тангенс угла потерь не больше Первичный эталон единицы емкости фарада представляет собо расчетный конденсатор, в котором изменение емкости определяется по геометрическим размерам электродов, скорости света и магнитной постоянной. Размеры электродов измеряются при помощи интерферометра. Изменение емкости составляет Меры электрического тока. В качестве образцовых средств измерений тока применяют электродинамические амперметры соответствующих классов точности, а для воспроизведения единицы силы тока — ампера — так называемые токовые весы. Они представляют собою высокочувствительные равноплечие весы, у которых вместо одной из чашек подвешена плоская катушка, уравновешиваемая гирями, помещаемыми на другую чашку. Другая катушка, не связанная с весами, располагается коаксиально первой и соединяется с ней последовательно. Когда по катушкам протекает ток, вследствие электродинамического взаимодействия катушек подвижная катушка опускается и для сохранения равновесия весов необходимо добавить определенный груз, компенсирующий силу взаимодействия. Зная эту силу и параметры катушек, можно определить силу тока. Первичный эталон ампера состоит из электродинамической системы в виде двух катушек и весов с дистанционным управлением. Цена деления весов составляет Дальнейшее совершенствование эталонов физических величин заключается в переходе на эталоны, основанные на фундаментальных константах и устойчивых физических явлениях. Уже используются эталон метра, основанный на длине волны излучения криптона-86; эталон секунды, связанный с частотой квантового перехода в атомах цезня-133; эталон ЭДС, работающий на основе эффекта Джозефсона в сверхпроводнике.
|
1 |
Оглавление
|