Большая энциклопедия техники - Коллектив авторов

В Советском Союзе на измерительные трансформаторы напряжения распространялись стандарты (ГОСТы), нормировавшие погрешность коэффициента трансформации и сдвига фазы, прочность изоляции, нагрузочную способность вторичной цепи (т. е. полную проводимость нагрузки), маркировку клемм.

Для измерительных трансформаторов напряжения по ГОСТам СССР требовалось соблюдение правил подключения к измеряемой цепи. В соответствии с такими правилами один из полюсов вторичной цепи должен быть защищен, а незащищенный полюс вместе с сердечником должен быть заземлен. Номинальный коэффициент трансформации К данного трансформатора выражается через номинальные значения напряжений и количество витков в обмотках следующим образом:

где индекс P указывает на первичную, а индекс S – на вторичную обмотку.

  4. Измерительный трансформатор тока – устройство, применяемое в сильноточной электротехнике для целей измерений, защиты и безопасности. Данные трансформаторы тока являются трансформаторами малой мощности, посредством которых осуществляется экономичное и безопасное измерение тока на электроустановках среднего и высокого напряжений. В распространявшихся на измерительные трансформаторы тока в Советском Союзе стандартах (т. е. ГОСТах) нормировались погрешности коэффициента трансформации и сдвига фазы, прочность изоляции, нагрузочная способность вторичной цепи (т. е. полное сопротивление нагрузки) и обозначение клемм. Кроме того, по условиям ГОСТов требовалось соблюдение правил подключения измерительного трансформатора тока. Основным условием при этом являлось то, что вторичная цепь не должна работать в режиме холостого хода. Таким образом, возможны два варианта: либо номинальное полное сопротивление нагрузки, либо короткое замыкание вторичной обмотки. Поэтому устройства защиты данного прибора во вторичную цепь не включаются. В данном случае номинальный коэффициент трансформации определяется через параметры первичной (индекс n) и вторичной (индекс B) цепей – номинальные токи i и число витков N:

Разновидностями конструкции измерительного трансформатора тока являются многодиапазонный и суммирующий трансформаторы тока, из переносных конструкций – измерительный трансформатор тока проходной и токотрансформаторные клещи (также применяются для выполнения измерений.

  1. Измерительный трансформатор электрический – рабочее средство сильноточной электротехники, являющееся вспомогательным для измерительных устройств.

В электроизмерительной технике трансформаторы электрические измерительные служат для пропорционального и согласованного по фазе преобразования подлежащих измерению переменных токов и напряжений до уровней, которые могут быть измерены. В результате достигаются расширение диапазонов измерения используемых измерительных приборов и гальваническое разделение измерительной цепи от измеряемой, к которой подключены измерительные приборы.

Индуктивный датчик

Индуктивный датчик, или первичный индуктивный преобразователь, является составной частью какого-либо средства измерения. Такое средство измерения с индуктивным датчиком называется электронной измерительной системой, которая состоит из двух частей:

  1) индуктивного датчика (или первичного индуктивного преобразователя);

  2) электронного блока с отсчетным устройством.

Индуктивный датчик имеет стержень измерительный с якорем и ряд катушек (электрических) индуктивности (индуктивность есть физическая величина, определяющая магнитные свойства электрической цепи).

Индуктивный датчик обычно монтируется в трубке-корпусе с наружным присоединением (диаметром 8 мм или 28 мм в зависимости от диапазона измерений и показаний). Индуктивный датчик может устанавливаться в стойке типа C-I или C-III – в зависимости от цены деления шкалы отсчетного устройства и диаметра присоединительной трубки, как обычная инструментальная измерительная головка.

Электронный блок имеет корпус, в котором смонтирована преобразующая группа, получающая сигналы от индуктивного датчика и подающая затем их преобразованными в угловые повороты стрелки-указателя.

Эти повороты отсчитываются по специальной шкале электронного блока.

В последних моделях электронной измерительной системы с индуктивным датчиком электронный блок подключается к компьютеру с принтером и показания фиксируются в виде цифр.

Применение электронной измерительной системы, содержащей индуктивный датчик:

  1) измерение малых линейных перемещений;

  2) измерение линейных размеров высокой точности изготовления методом сравнения с мерой;

  3) измерение отклонений формы поверхности или отклонений расположения поверхностей.

Преимущество индуктивного датчика: он может находиться на расстоянии от электронного блока со шкалой (в разных помещениях, внутри какого-либо агрегата, а блок – на столе исполнителя, рядом с компьютером.

Калибратор

Калибратор – источник (генератор) образцового сигнала или сигнала с известным параметром (в виде электрического напряжения, частоты временного интервала, амплитуды и др.); предназначен для настройки и проверки средств измерений, а также для точных измерений некоторых электрических мер.

Этот прибор применяется в основном в электротехнической и радиоэлектронной промышленности России.

Калориметр

Калориметр (от лат. calor – «топливо» и metreo – «измеряю») – прибор для определения различных тепловых характеристик и величин: удельной теплоемкости, теплоты сгорания, теплоты растворения, энергии излучения (например, лазеров) и т. д. Действие калориметра основано на измерении количества теплоты, переходящей от одного объекта к другому.

Калориметры предназначены для измерения количества теплоты, выделившейся:

  1) на разных стадиях процесса (какого-либо вида) – так называемые калориметры-осциллографы;

  2) в течение всего процесса – так называемые калориметры-интеграторы.

В жидкостных калориметрах введенное количество теплоты определяется по изменению температуры калориметрической системы прибора (сосуд с жидкостью, камера и другие части калориметра); в изотермических калориметрах измеряется масса вещества, изменившего агрегатное состояние (например, растаявший лед). Калориметры используются также при проведении научноисследовательских работ для изучения скорости протекания каких-либо процессов, структуры растворов и др. В целом калориметры широко применяются во многих отраслях промышленно-хозяйственного комплекса России.

Квадрант

Квадрант (от лат. quadrans (quadrantis) – «четвертая часть» – различаются:

  1) квадрант плоскости – любая из четырех областей (углов), на которые плоскость делится двумя взаимно перпендикулярными прямыми, принятыми в качестве осей координат;

  2) квадрант круга – сектор с центральным углом в 90°; 1/4 часть круга.

Квадрант – простейший астрономический прибор, применявшийся в глубокой древности для определения положения небесных светил на небесной сфере.

Квадрант широко использовался мореплавателями и путешественниками древности и Средневековья для определения своего местонахождения в морях и океанах, в пустынных, безлюдных районах Земли.

Квантовый магнитометр

Квантовый магнитометр – прибор, предназначенный для измерения напряженности магнитных полей, базирующийся на квантовых явлениях. Подобные явления – квантовые изменения магнитного потока в сверхпроводящем контуре, квантовые переходы между магнитными подуровнями атомов, а также упорядоченная свободная прецессия электронных или ядерных магнитных моментов.

Квантовые магнитометры используются в основном для измерения напряженности слабых магнитных полей и, например, магнитного поля Земли и его аномалий на ее поверхности и на высотах, которые соответствуют орбитам искусственных спутников Земли и баллистических ракет, для измерения в космическом пространстве магнитных полей планет Солнечной системы. Квантовые магнитометры используются также для обнаружения полезных ископаемых, поиска затонувших судов, для магнитного каротажа и т. п.

Уровни энергии молекул, атомных ядер или электронов атомов, которые обладают магнитными моментами, в магнитном поле разделяются на несколько подуровней, разность энергий между которыми напрямую зависит от величины магнитного поля и во многих случаях пропорциональна его напряженности. Частицы могут перемещаться с одного магнитного подуровня на другой, излучая или поглощая порцию электромагнитной энергии. Частота электромагнитного поля равна частоте прецессии магнитного момента, расположенного вокруг направления магнитного поля. Частота 0,1 лежит в радиодиапазоне. Измеряя ее по резонансному поглощению веществом радиоволн, можно узнать напряженность магнитного поля. Исходя из того, что коэффициент пропорциональности между частотой и полем выражается с помощью атомных констант, характеризующихся весьма высокой воспроизводимостью и стабильностью, чувствительность таких квантовых магнитометров высока. Наиболее совершенные квантовые магнитометры данного типа обладают чувствительностью до 10-8 э или 10-3 гамм.