РЕГИСТРИРУЮЩИЕ ПРИБОРЫ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ САМОПИШУЩИЕ

В данном параграфе рассматриваются вопросы, связанные с регистрирующими приборами прямого действия, предназначенными для регистрации изменения электрических сигналов в диапазоне частот до 1 Гц. Структурная схема таких приборов представлена на рис. 9. На вход изме­рительной цепи прибора подается регистрируемая электрическая величина Y Измерительная цепь преобразует

Рис. 9 Рис. 10

величину Y в ток I достаточный для приведения в действие измерительного механизма ИМ. Угол поворота подвижной части измерительного механизма преобразуется в перемещение указателя по шкале отсчетного устройства ОУ и регистрирующего органа в регистрирующем устройстве РУ.

В рассматриваемых регистрирующих приборах применяются магнитоэлектрический и ферродинамический измерительные механизмы, обеспечивающие относительно большой вращающий момент.

В соответствии ,с ГОСТ 9999—79 промышленностью выпускаются щитовые и переносные амперметры и вольтметры для регистрации постоянных токов и напряжений и действующих значений периодических токов и напряжений, одно- и трехфазные ваттметры и варметры, фазометры, частотомеры и некоторые регистрирующие приборы, используемые в специальных, например медицинских, целях.

Большинство приборов — это щитовые приборы с размерами фланца 160X160 мм. Используемый метод регистрации чернильный с запасом чернил в чернильнице на 30 сут. Носитель-—диаграммные ленты типов ЛПГ и J1R с шириной поля записи Х = 100 мм. Внешний вид регистрирующего щитового миллиамперметра типа Н392 с магнитоэлектрическим измерительным механизмом приведен на рис. 10, Пределы допустимых основных погрешностей приборов по записи значений измеряемой величины (по оси амплитуд графика) и времени (по оси времени графика) нормируются раздельно в зависимости от класса точности по соответствующей измеряемой величине. Классы точности по записи значений измеряемой величины (по оси амплитуд графика) определяются по основной приведенной погрешности. Большинство приборов имеют классы 1,0 и 1,5 при регистрации изменений постоянных напряжений и токов и класс 2,5 и 4,0 при регистрации изменений периодических сигналов. Обычная номинальная область частот регистрируемых периодических сигналов 45—1000 Гц и расширенная область частот 1000—10 000 Гц.

Классы точности регистрирующих приборов по записи времени (по оси времени графика) определяются по основ­ной относительной погрешности, %,:

d = [(S_д/v_ном× t)-1)],

где S_Д — расстояние, на которое переместилась диаграммная лента за время испытаний, мм; v_ном— номинальная скорость перемещения диаграммной ленты, мм/ч; t — время испытаний, ч.

Наиболее распространенные классы точности по записи времени 0,5 и 1,0.

Все выпускаемые промышленностью регистрирующие приборы имеют лентопротяжные механизмы, позволяющие производить регистрацию при нескольких номинальных скоростях перемещения диаграммной ленты. Смена скоростей, как правило, производится заменой нескольких шестерен редуктора лентопротяжного механизма при полной остановке регистрирующего прибора.

Обычно у каждого прибора имеется возможность установки шести различных номинальных скоростей перемещения диаграммой ленты: 20, 60, 180, 600, 1800 и 5400 мм/ч.

Динамические свойства регистрирующих приборов в соответствии с ГОСТ 9999—79 определяются двумя динамическими характеристиками: временем успокоения и значением первого переброса указателя или регистрирующего органа Время .успокоения — это время от момента изменения регистрируемой величины Y до момента, когда, отличие показания прибора от установившегося показания не превышает 1,5 % ширины поля записи. Обычно время успокоения не превышает 2 с. Наибольшее значение первого переброса при скачкообразном изменении входного сигнала Y не должно превышать 7 % ширины поля записи. Переносные многодиапазонные регистрирующие прибо­ры обычно выпускаются со встроенными или сменными уси­лителями. На рис. 11 показан внешний вид переносного

Рис. 11. Переносной регистрирующий прибор прямо­го действия типа Н339

регистрирующего выпрямительного ампервольтметра типа Н339 со сменным усилителем постоянного напряжения. Прибор предназначен для измерения и регистрации изменений как постоянных токов и напряжений, так и действующих значений периодических токов и напряжений, имеющих частоту 45—10000Гц. Применяется чернильный метод регистрации на диаграммной ленте типа ЛПГ с шириной поля записи L = 100 мм. Класс точности по измеряемой величине 1,5 для постоянных токов и напряжений и 2,5 для периодических. Наименьшие значения верхних пределов без усилителя 5 мА и 5 В, с усилителем 1 мВ и 1 мкА. При работе с усилителем производится регистрация только постоянных напряжений и токов.

.4. БЫСТРОДЕЙСТВУЮЩИЕ РЕГИСТРИРУЮЩИЕ ПРИБОРЫ

Как указывалось ранее, к быстродействующим регистрирующим приборам относятся регистрирующие приборы, предназначенные для регистрации значений электрических величин, частота изменения которых превышает

1 Гц. Вследствие этого отсчетные устройства в быстродействующих регистрирующих приборах (БСП) отсутствуют, так как скорость изменения поступающей измерительной информации превышает предельные возможности непосредственного отсчета показаний оператором. Наибольшее распространение получили БСП прямого действия с измерительными механизмами с относительно большим значением частоты собственных колебаний подвижной части fo. В современных БСП применяются магнитоэлектрический измерительный механизм и электромагнитный поляризованный измерительный механизм.

Теоретические и экспериментальные исследования показали, что значение частоты f₀ у магнитоэлектрических механизмов при сохранении относительно высокой чувствительности и ширины поля записи (не менее 40 мм) не может быть более 40—50 Гц. Такие, магнитоэлектрические механизмы обычно имеют относительно большие габариты, обусловленные одновременным применением внутрирамочного и внешнего магнитов с целью максимально возможного увеличения индукции в зазоре для повышения чувствительности, высокое потребление (ток в рамке — десятки и сотни миллиампер) и относительно высокую стоимость.

В БСП применяются обычные регистрирующие устройства с регистрацией, как правило, на диаграммных лентах типа ЛRБП с шириной поля записи L =40-=-80 мм. Наиболее распространенные методы регистрации — чернильный, чернильный струйный и плавильный.

В соответствии с ГОСТ 19875—79 статическая погреш­ость быстродействующих регистрирующих приборов по записи определяется основной приведенной погрешностью в которой за нормирующее значение принимают номиналь­ную ширину поля записи. Наиболее распространенными пределами допустимой основной приведенной статической погрешности современных БСП являются 2,5; 4 и 5 %.

Предел допустимой относительной погрешности по записи времени определяется так же, как и в обычных реги­стрирующих приборах прямого действия .

Основными нормируемыми динамическими характеристиками БСП являются АЧХ (рабочий диапазон частот) и переходная характеристика (переброс регистрирующего органа).

В технических условиях на БСП указывается рабочий частотный диапазон для входного сигнала, имеющего при записи удвоенную амплитуду, равную 25 % ширины поля записи канала. При этом спад АЧХ на верхней границе ра­бочего частотного диапазона не превышает 3 дБ.

Значение максимального переброса регистрирующего органа обычно не превышает 5 % ширины поля записи измерительного канала. Время успокоения БСП ввиду малости не нормируется.

Для расширения рабочего частотного диапазона БСПв последние годы широкое распространение получил метод активной коррекции частотных характеристик. В цепь БСП включается специальный корректирующий усилитель с частотно-зависимым делителем в цепи отрицательной обратной связи, благодаря этому коэффициент, усиления усилителя увеличивается с увеличением частоты. Применение метода активной коррекции частотных характеристик позволяет расширить частотный диапазон БСП (верхний предел 150—200 Гц).

Примером современного быстродействующего регистрирующего прибора может служить прибор типа Н338. Приборы выпускаются одно-, двух-, четырех, шести и восьмиканальными. На рис. 12 изображен четырехканалъный прибор типа Н338-4.

Рис. 12

Благодаря применению электромагнитного поляризо­ванного измерительного механизма и корректирующего усилителя прибор имеет рабочий частотный диапазон 0— 150 Гц. Метод регистрации чернильный. Регистрация про­изводится на одном носителе, но с различными диаграмма-. ми типа ЛR для каждого канала. Ширина поля записи в каждом канале 40 мм. В приборах типа Н338Б применяется плавильный метод регистрации на диаграммных лентах типа ЛПГ.

Постоянные регистрации (т. е. отношение входной величины к отклонению указателя) в каждом канале могут изменяться в диапазоне от 0,02 до 4 В/см. С помощью кнопочного переключателя можно изменять (без выключения прибора из питающей сети) скорость перемещения носителя в диапазоне от 1 до 250 мм/с.

Примером БСП с магнитоэлектрическим измерительным механизмом может служить многоканальный (1; 2; 3; 4) прибор типа Н3021. Встроенный корректирующий усилитель обеспечивает рабочий .частотный диапазон 0—45 Гц.

Применяется чернильный метод регистрации на диаграммной ленте типа ЛПГБП с шириной поля записи каждого канала 80 мм.