Общие замечанияВысокая чувствительность, точность и малое собственное потребление мощности выгодно отличают магнитоэлектрические приборы от других электромеханических приборов. Ввиду этого понятно стремление использовать магнитоэлектрический измерительный механизм для измерений на переменном токе. Эта задача решена путем преобразования переменного тока в постоянный, с последующим измерением его обычным магнитоэлектрическим прибором. В качестве преобразователей переменного тока в постоянный вменяются полупроводниковые выпрямители, термопреобразователи, электронные лампы и полупроводниковые триоды. В соответствии с используемым типом преобразователя приборы носят название: выпрямительные, термоэлектрические и электронные. Полупроводниковые выпрямители имеют неограниченный срок службы, малые габариты и вес, что позволяет сделать выпрямительные приборы компактными, простыми и надежными в работе. Выпрямительные приборы отличаются высокой чувствительностью и малым потреблением мощности. Нестабильность характеристик проводниковых выпрямителей и сильное влияние температуры приводят к снижению точности выпрямительных приборов. Область применения таких приборов ограничена частотами порядка 10 - 20 кгц, что объясняется влиянием собственной емкости полупроводниковых выпрямителей. Термоэлектрические преобразователи обладают малой индуктивностью и малой емкостью, ввиду чего показания термоэлектрического прибора мало зависят от частоты. Использование теплового действия тока в термоэлектрических приборах приводят к заметному увеличению потребляемой прибором мощности. Термоэлектрические приборы применяются главным образом в качестве высокочастотных амперметров. Электронные измерительные приборы занимают особое место среди магнитоэлектрических приборов с преобразователями переменного тока в постоянный. Использование в качестве преобразователя электронной лампы значительно изменяет характеристики прибора. В ряде случаев электронные приборы оказываются незаменимыми, и их применение значительно расширяет возможности электроизмерительной техники. К числу основных достоинств электронных приборов нужно отнести их высокую чувствительность, получаемую за счет использования усилительных свойств электронных ламп, что особенно важно для измерений на переменном токе. Приборы могут работать в широком диапазоне частот: от постоянного тока до частот порядка сотен мегагерц. Практическое отсутствие потребления мощности из измеряемой цепи позволяет использовать эти приборы для измерений в маломощных цепях (наладка радиосхем, схем связи). Наряду с этими достоинствами электронные измерительные приборы обладают также и недостатками, к числу которых следует отнести в первую очередь сравнительно невысокую точность, а также наличие источника питания, потребляющего значительную мощность от сети, и связанную с этим громоздкость прибора. Срок службы электронных приборов ограничен сроком службы электронных ламп. Некоторые из этих недостатков могут быть частично устранены заменой электронных ламп полупроводниковыми элементами. Как известно, полупроводники имеют ряд преимуществ по сравнению с электронными лампами: малые габариты, большой срок службы, механическая прочность, малое собственное потребление, отсутствие цепи накала. Однако полупроводники имеют пока меньшую стабильность и больший разброс параметров, чем электронные лампы. В настоящее время наиболее распространены электронные вольтметры переменного и постоянного тока, электронные частотомеры, тераомметры, приборы для измерения емкости и индуктивности и другие. Ряд перечисленных приборов, например вольтметры, частотомеры, тераомметры, серийно выпускаются отечественной промышленностью.
Выпрямительные приборы Выпрямительные приборы представляют собой соединение магнтоэлектрического измерительного механизма с одним или несколькими полупроводниковыми выпрямителями. Чаще в выпрямительных приборах применяются меднозакисные, германиевые и кремниевые выпрямители. Устройство меднозакисного и германиевых выпрямителей (точечного и плоскостного) показано на рис.24. Меднозакисный выпрямитель (рис.24, а) представляет собой пластинку (или шайбу), на которой путем нагревания и последующего быстрого охлаждения образован слой закиси меди. Решающую роль в процессе выпрямления играет очень тонкий слой между медью и закисью меди, называемый запирающим слоем.
Рис. 24 Устройство полупроводниковых выпрямителей
|
