Приборы для измерения частоты.
В практике испытаний ЭМ приходится измерять частоты в довольно широком диапазоне примерно от 1 Гц до 60 кГц. Для этих целей применяются как аналоговые электромеханические частотомеры, так и цифровые электронно-счетные частотомеры. Возможности применения частотомеров могут быть расширены за счет различных измерительных преобразователей — для измерения температуры, давления, деформации, числа оборотов, скольжения и других величин.
Для измерения частоты в сетях переменного тока с частотой 50 Гц применяется частотомер типа Д126, а в сетях с частотой 400 или 500 Гц — частотомер Д126/1 ферродинамической системы, класса точности 1,5.
Более совершенными являются частотомеры электронные типа Ф5048 с прибором магнитоэлектрической системы в качестве отсчетного устройства. Частотный диапазон прибора разбит на 21 узкий диапазон измерений со средними частотами от 35 до 5000 Гц. Кроме того, он имеет следующие широкие диапазоны измерений: 0—200; 0— 400; 0—1000; 0—2000; 0—4000; 0—10000; 0—20000 Гц. Допускаемая погрешность не превышает ± 0,5% разности конечного и начального значений диапазона измерений для узких диапазонов измерений и конечного значения диапазона измерений для широких диапазонов измерений. Диапазон входных напряжений 1—500 В. Входное сопротивление прибора не менее 20 МОм.
Применение при испытаниях ЭМ электронно-счетных частотомеров (ЭСЧ) с цифровой индикацией позволяет с возможно высокой степенью точности проводить измерение частоты и периода электрических колебаний, длительность импульсов, интервал времени, отношение частот двух сигналов, количество электрических импульсов, отклонение частоты от номинального значения. ЭСЧ работают в диапазоне частот от 0,1 Гц до 50 МГц.
Принцип работы ЭСЧ заключается в подсчете числа периодов измеряемых колебаний за определенный промежуток времени. Основными элементами ЭСЧ являются электронный счетчик импульсов (ЭСИ) с запоминающим устройством и системой цифровой индикации; временной селектор; формирующие устройства (ФУ), вырабатывающие нормированные по значению и временным параметрам сигналы; устройство формирования времени счета (УФВС), в состав которого входит блок декадных делителей частоты (ДДЧ), устройство управления, обеспечивающее необходимую синхронизацию работы всех элементов ЭСЧ в различных режимах работы.
Рис. 1.17. Электронно-счетный частотомер, работающий в режиме измерения частоты
Рис. 1.18. Электронно-счетный частотомер, работающий в режиме измерения периодов
В режиме измерения частоты (рис. 1.17) импульсы, вырабатываемые из измеряемого сигнала, поступают через селектор, открытый на время, формируемое сигналом образцовой частоты, на ЭСИ, на цифровом табло которого индицируется среднее значение измеряемой частоты в единицах частоты. Время счета (усреднения) тсч = 1, 10, 100 мс, 1 или 10 с определяется числом ДДЧ.
В режиме измерения периода (рис. 1.18) УФВС вырабатывает импульс длительностью 1 или 10й (п — целое положительное число) периодов входного сигнала, открывающий селектор. Через открытый селектор на ЭСИ от устройства формирования сигнала (УФС) поступают импульсы, сформированные из сигнала образцовой частоты. На цифровом табло ЭСЧ индицируется значение одиночного или усредненного периода в единицах времени (микросекундах, миллисекундах). Коэффициент усреднения 10" определяется числом п делителей, включенных в тракт формирования времени счета.
Погрешность частотомера не превышает значения нестабильности образцовой частоты внутреннего генератора, суммированного с одной единицей младшего разряда отсчетного устройства.
Все ЭСЧ имеют цифровой выход и могут успешно применяться в автоматизированных измерительных системах. Технические данные ЭСЧ приведены в [1.7,1.8].
Приборы для измерения сопротивления.
Для измерения активного сопротивления электрических машин широко применяются мосты постоянного тока.
Одинарные мосты постоянного тока.
Одинарными мостами постоянного тока принято называть четырехплечие мосты с питанием от источника постоянного тока. Известен ряд конструкций этих приборов с различными характеристиками. Погрешность моста зависит от пределов измерения.
При измерении малых сопротивлений на результат измерения значительное влияние оказывают сопротивления контактов и соединительных проводов, суммируемые с измеряемым сопротивлением. Для уменьшения этого влияния используют специальное четырехзажимное присоединение. В настоящее время выпускается одинарный мост типа Р369 (МО-4), обеспечивающий измерение сопротивления от 10+4 до 1,11111 · 10+10 Ом на постоянном токе при четырехзажимном подключении, с классами точности от 1,0 до 0,005 в зависимости от выбранного диапазона измерений и диапазоном рабочих температур 10—35 °С. Мост имеет автономную поверку.
Двойные мосты для измерения малых сопротивлений.
С целью расширения пределов измерения в промышленных приборах двойные мосты совмещаются с одинарными, обеспечивая широкие пределы измерений. Выпускаемый промышленностью одинарно-двойной мост типа Р3009 предназначен для измерения электрического сопротивления в пределах от 10-8 до 1,11111 · 10+10 Ом на постоянном токе, с классом точности для одинарного моста 0,02, а для двойного моста от 0,01 до 2,0 в зависимости от схемы измерения и диапазоном рабочих температур 10—35 °С.
Таблица 1.5
Для измерения индуктивности обмоток ЭМ применяются мосты переменного тока. В большинстве случаев мосты переменного тока делаются универсальными, т. е. позволяют кроме индуктивности измерять емкость, добротность катушек индуктивности, тангенс угла диэлектрических потерь и сопротивление. К таким приборам, например, относится мост переменного тока типа Р571, имеющий класс точности 0,1. Основные технические характеристики моста при измерении индуктивности приведены в табл. 1.5. Остальные характеристики при измерениях по другим параметрам, а также технические данные аналогичных приборов приводятся в справочной литературе.
Для измерения сопротивления изоляции выпускаются мегаомметры типов М4100/1—М4100/5. Приборы предназначены для измерения изоляции электрических цепей, не находящихся под напряжением. Класс точности приборов 1. Диапазоны измерения от 0 до 1000 МОм. Выходное напряжение в соответствии с индексами типов приборов 1, 2, . . ., 5 составляет 100, 250, 500, 1000 и 2500 В. Питание приборов типа М4100 осуществляется от встроенного генератора с ручным приводом.
