Широкодиапазонные электростатические и электродинамические компараторы переменного тока для измерений электроэнергетических величин

• Автор: Нефедьев, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 350 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Принятые сокращения

Основные обозначения

Введение

Глава 1. Анализ современного состояния и принципы

построения электромеханических компараторов

1.1 Устройство и области применения электромеханических компараторов

1.2 Электростатические компараторы постоянного и переменного напряжения одновременного и разновременного сравнения

1.3 Электродинамические компараторы одновременного и разновременного сравнения

1.4 Измерение мощности при помощи электромеханических ваттметров

1.4.1 Измерение мощности при помощи электростатических ваттметров
1.4.2 Измерение мощности при помощи электродинамических ваттметров
1.5 Погрешности измерений при помощи компараторов
1.6 Направления совершенствования и способы снижения погрешностей электромеханических компараторов
1.7 Децентрализованная система повышения точности измерения переменного напряжения (тока, мощности) на основе электромеханического компаратора
ВЫВОДЫ к Г лаве
Глава 2. Анализ поведения и математическое моделирование подвижной части компаратора
2.1. Выделение компонентов подвижной части ЭКН
2.2. Анализ функционирования подвижной части ЭКН

2.3. Синтез формального описания функционирования
подвижной части ЭКН
2.4 Моделирование подвижной части ЭКН блоками параллельно функционирующих компонентов
2.5 Математическое моделирование поведения подвижной
системы ЭКН при воздействии помех
Выводы к Главе
Глава 3. Методы и средства повышения точности
электростатического компаратора
3.1. Вводные замечания
3.2. Метод построения и разработка структурной схемы ЭКН
3.3. Разработка ЭКН одновременного сравнения
3.4. Исследование порога чувствительности ЭКН
3.5. Разработка жидкостного успокоителя колебаний подвижной
части
3.6. Повышение точности ЭКН введением компенсатора противодействующего момента растяжек
3.7. Разработка и исследование электростатического
компаратора мощности
3.7.1 Разработка структурной схемы ЭКМ
3.7.2 Практическая реализация электростатического компаратора мощности
3.8. Анализ погрешностей и требования к метрологическому обеспечению ЭКН
3.8.1 Метод расчета погрешности ЭКН
3.8.2 Анализ и определение путей уменьшения погрешностей ЭКН
3.8.2.1 Анализ систематических составляющих погрешности
3.8.2.2 Анализ случайных составляющих погрешности

3.9. Расчетно-экспериментальный метод определения
погрешностей компарирования
3.10. Анализ погрешностей компарирования, вносимых
средствами измерений и источником постоянного напряжения
3.11. Анализ погрешностей компарирования, вносимых источником переменного напряжения
3.12. Экспериментальное определение погрешности ЭКН
методом противопоставления
3.13. Повышение точности компарирования ЭКН на основе инструментальной избыточности
3.14 Обработка результатов измерений
Выводы к Г лаве
Глава 4. Методы и средства повышения точности
электродинамического компаратора
4.1. Вводные замечания
4.2 Метод построения и разработка структурной схемы ЭДК
4.3 Принцип действия и конструкция ЭДК одновременного
сравнения
4.4 Усовершенствование конструкции ЭДП
4.5 Анализ чувствительности ЭДК
4.6 Трехфазный электродинамический компаратор мощности
4.6.1 Разработка структурной схемы ЭДКМ
4.6.2 Конструкция трехфазного ЭДКМ
4.7. Методы и средства метрологического обеспечения ЭДК
4.7.1 Метод расчета погрешности ЭДК
4.7.2 Анализ и методы снижения погрешности
компарирования ЭДК
4.8 Расчетно-экспериментальный метод определения
погрешностей компарирования

Рис. 1.8 ЭКН одновременного сравнения до 1000В
Экспериментальное исследование ЭКН [67] показало, что его порог чувствительности составил 0,0001% при напряжении 1000В. Полученные результаты показывают, что впервые преодолен основной недостаток ЭСП -низкая чувствительность. Это свидетельствует о том, что возможности совершенствования компараторов на основе ЭСП исчерпаны далеко не полностью.
Недостатки данного компаратора заключаются в следующем:
1. Идентичность характеристик ЭСП такого типа обеспечивается применением делителя постоянного напряжения с регулируемым коэффициентом деления. Следовательно, идентичность ЭСП может быть достигнута только на постоянном напряжении, что приводит к появлению погрешности от асимметрии.
2. Для работы данного ЭКН требуются особые условия - практически полное отсутствие механических помех, так как для крепления подвижной части используется подвеска Петерсона, которая не стабилизирует положение подвижной части. Такие условия невозможно обеспечить в условиях измерительной лаборатории.