Числовые параметры периодических сигналов
 |
Числовые параметры периодических сигналов
1.Период сигнала: 
(1)
где 
— угловая частота, 
— круговая частота;
2.Пиковые (амплитудные) значения 
;
при 
- амплитуда
3.Размах сигнала: 
4.Среднее значение сигнала: 
Если 
не равно 0, то в сигнале присутствует постоянная составляющая 
.
5.Средневыпрямленное значение сигнала: 
(5)
6.Среднеквадратическое значение: 
, где 
— усредненный квадрат, а 
— действующее значение, которое определяется как:
(6)
Действующее значение переменного напряжения эквивалентно по энергетическому действию такому же численному значению, постоянного напряжения.
7.Взаимосвязь амплитудного, действующего и среднеквадратического значений выражают через коэффициенты:
коэффициент амплитуды 
³ 1
коэффициент формы: 
³ 1
Пример: для синусоидального напряжения 
, 
; для меандра 
Электромеханические приборы (преобразователи)
Электромеханические приборы — это приборы, в которых происходит преобразование электрических величин (силы тока или напряжения) в соответствующее механическое (обычно вращательное) воздействие на подвижную часть прибора. Момент вращения 
должен быть функцией от измеряемой электрической величины 
. При этом угол поворота стрелки прибора 
должен соответствовать измеряемой величине. Для этого на ось стрелки должен действовать ещё противодействующий момент 
, где 
— коэффициент противодействия. Противодействующий момент может создаваться, например, при помощи пружины в виде спирали Архимеда. Очевидно, что равновесное значение угла поворота a определится равенством 
. Для подавления неравновесных колебаний стрелки, нужен ен щё момент демпфирования:
(9)
В зависимости от способов создания момента вращения различают разные типы приборов:
· магнитоэлектрические (МЭ);
· электромагнитные (ЭМ);
· электродинамические (ЭД) и ферродинамические (ФД);
· электростатические (ЭС);
· индукционные (Инд.);
· тепловые (Тепл.);
В дальнейшем мы будем рассматривать магнитоэлектрические приборы.
Конструкция МЭ прибора схематично изображена на рис. 2. В его состав входят:
1. постоянный магнит плоской конструкции;
2. магнитопроводы;
3. полюсные наконечники;
4. цилиндрический магнитный сердечник;
5. прямоугольная немагнитная подвижная рамка, на которую намотано определённое число витков w провода с током I;
6. магнитный шунт;
B — напряженность магнитного поля в зазоре.
Поле электрического тока и поле магнита, взаимодействуя между собой, создают момент вращения рамки 
вокруг оси. Здесь 
.- площадь рамки, Под действием этого момента рамка начнет вращаться и остановится, когда
, (10)
откуда 
(11)
Выражение (11) определяет угол отклонения стрелки. По его виду очевидно, что функция преобразования данного прибора линейна с чувствительностью 
.
Пусть ток, протекающий через прибор, переменный: 
.
Если 
, где 
— частота собственных механических колебаний стрелки, то 
.
При высокой частоте, когда стрелка не будет успевать отклоняться за изменением амплитуды тока, произойдет усреднение значения измеряемой величины, т. е. прибор будет показывать постоянную составляющую колебания. (Если измерять ток без постоянной составляющей, то прибор покажет 0).
(12)
При 
имеет место резонанс: стрелка сильно раскачивается при очень малых токах.
Для МЭ приборов можно охарактеризовать следующие основные свойства:
1. Эти приборы измеряют среднее значение тока
2. По сравнению с другими электромеханическими приборами МЭ приборы обладают высокой точностью и чувствительностью.
3. Шкала приборов равномерная.
Разновидностью МЭ приборов являются гальванометры, которые обладают особо высокой чувствительностью.
ЭМ приборы могут измерять действующее значение колебания, однако обладают низкой чувствительностью и точностью измерения, а также присутствует гистерезис.
ЭД приборы также могут показывать действующее значение, однако по сравнению с ЭМ приборами обладают более высокой точностью измерения за счет отсутствия гистерезиса.
ЭС приборы характеризуются низкой чувствительностью, однако позволяют измерять большие значения напряжения - постоянного и переменного (в действующих значениях).
Инд. приборы — это измерители электроэнергии.
Тепл. приборы — это приборы основанные на тепловом изменении геометрических размеров деталей (например, биметаллическая пластина).
Измерение тока