Санкт – Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения Учебный военный центр Отдел Военно-воздушных сил Тема № 8 «Источники тока и напряжений» Групповое занятие № 12: «Меры электрических величин»
ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: 1) Изучить назначение и классификацию источников токов и напряжений. 2) Изучить основные характеристики и структурные схемы стабилизированных источников токов и напряжений. 3) Изучить основные характеристики и структурные схемы нестабилизированных источников токов и напряжений. 4) Изучить основные характеристики и обобщённую структурную схему калибратора напряжения и тока.
1. Общие сведения об источниках тока и напряжения. 2. Линейные и импульсные источники питания 3. Калибраторы напряжения и силы тока
ЛИТЕРАТУРА 1. Измерения в электронике: Справочник/ В. А. Кузнецов, В. А. Долгов, В. М. Коневских и др. ; Под ред. В. А. Кузнецова. – М. : Энергоатомиздат, 1987. – 512 с. : ил. 2. Метрологическое обслуживание вооружения и военной техники войск ПВО, М. : Воениздат, 1990. 3. А. Г. Леонтьев, В. В. Котович. Средства измерений электрических и радиотехнических величин. Книга 1. – СПб. : СПБГУАП, – 200 с. : ил. 4. Ким К. К. , Анисимов Г. Н. , Барборович В. Ю. , Литвинов Б. Я. Метрология, стандартизация, сертификация и электроизмерительная техника. – СПб. : Питер, 2006. – 368 с. : ил.
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСТОЧНИКАХ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ. Источники тока и напряжения – это устройства, в которых происходит преобразование какого-либо вида энергии в электрическую энергию. Существуют различные виды источников тока: 1) Механический источник тока – механическая энергия преобразуется в электрическую энергию. -электрофорная машина. (рис. 1) -динамо-машина; -генераторы. Рис. 1. Электрофорная машина 2) Тепловой источник тока – внутренняя энергия преобразуется в электрическую энергию. -термоэлемент (рис. 2) Рис. 2. Тепловой источник тока (термоэлемент)
1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИСТОЧНИКАХ ТОКА И НАПРЯЖЕНИЯ. 3) Световой источник тока – энергия света преобразуется в электрическую энергию. -фотоэлемент (рис. 3) Рис. 3. Световой источник тока (фотоэлемент) 4) Химический источник тока – в результате химических реакций внутренняя энергия преобразуется в электрическую. -гальванический элемент (рис. 4) Рис. 4. Химический источник тока (гальванический элемент)
2. ЛИНЕЙНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 2. 1. Линейные источники питания отличаются предельной простотой и надежностью, отсутствием высокочастотных помех. Эффективность и рациональность применения линейных ИП значительно снижается при токах потребления более 1 А. Причинами этого являются следующие явления: • колебания сетевого напряжения сказываются на коэффициенте стабилизации; • на входе стабилизатора приходится устанавливать напряжение, которое будет заведомо выше минимально допустимого при любых колебаниях напряжения в сети. • большой потребляемый ток требует применения габаритных радиаторов на выпрямляющих диодах и регулирующем транзисторе, ухудшает тепловой режим и габаритные размеры устройства в целом.
2. ЛИНЕЙНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 2. 1. Линейные источники питания Типичный линейный ИП содержит в своем составе: ― ― ― сетевой понижающий трансформатор; диодный мост с фильтром; стабилизатор Основным недостатком такой схемы является низкий КПД и необходимость резервирования мощности практически во всех элементах устройства. Причиной этого является принцип, по которому функционируют стабилизаторы линейных ИП. Он заключается в рассеивании на регулирующем элементе некоторой мощности.
2. ЛИНЕЙНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 2. 1. Линейные источники питания Стабилизация осуществляет функцию контроля. Линейные стабилизаторы позволяют управлять выходным напряжением или током с помощью набора реостатов, связанных обратной связью с выходом. Выпрямление преобразует переменный ток, который периодически меняет направление потока, в постоянный, который течет всегда в одном направлении. Линейный стабилизированный источник питания
2. ЛИНЕЙНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 2. 1. Линейные источники питания Простейшие (т. н. параметрические) стабилизаторы основаны на использовании особенностей вольтамперных характеристик некоторых полупроводниковых приборов – в основном, стабилитронов. а) б) Параметрические стабилизаторы: а – с гасящим резистором; б – с эмиттерными повторителями ― Cф – конденсатор, сглаживающий пульсации напряжения на нагрузке Rн; ― ∆вх – возможное отклонение входного напряжения U вх от номинального значения, %; ― Rг – гасящий резистор; ― VD 1 – стабилитрон с напряжением стабилизации Uст, минимальным током стабилизации Iст. мин. и дифференциальным сопротивлением rст.
2. ЛИНЕЙНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 2. 1. Линейные источники питания Сопротивление гасящего резистора определяется из выражения: Значение коэффициента стабилизации равно:
2. ЛИНЕЙНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 2. 1. Линейные источники питания Последовательные проходные линейные стабилизаторы отличаются следующими характеристиками: напряжение на нагрузке не зависит от входного напряжения и тока нагрузки, допускаются высокие значения тока нагрузки, обеспечивается высокий коэффициент стабилизации и малое выходное сопротивление. Последовательные проходные линейные стабилизаторы
2. ЛИНЕЙНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 2. 2. Импульсные источники питания Импульсный источник питания
2. ЛИНЕЙНЫЕ И ИМПУЛЬСНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПИТАНИЯ 2. 2. Импульсные источники питания Существует три типовых схемы построения импульсных ИП: а)повышающая (выходное напряжение выше входного); б)понижающая (выходное напряжение ниже входного); в)инвертирующая (выходное напряжение имеет противоположную по отношению к входному полярность)
3. КАЛИБРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СИЛЫ ТОКА Калибраторами называют средства измерений, воспроизводящие калиброванные (нормированные) значения выходного сигнала. Простейшая структурная схема калибратора напряжений и токов
3. КАЛИБРАТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ И СИЛЫ ТОКА К числу метрологических характеристик калибраторов относятся: - диапазон воспроизводимых значений физической величины; - дискретность установки; - предел допускаемой погрешности установленного значения; - диапазон частот, воспроизводимых переменных напряжений и токов; - допустимый уровень пульсаций постоянного напряжения и тока или допустимый уровень искажений формы кривой переменного напряжения и тока; - допустимая мощность нагрузки калибратора, выраженная в вольт-амперах, в ваттах или в омах, либо выходное сопротивление калибратора.
Скачать презентацию Санкт Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения Учебный
МР.ТСМО_Т8-4 Источники токов и напряжений.ppt