2-ma’ruza temir yo‘l avtomatika va telemexanika tizimlaridagi o‘lchash asbob va vositalari

R1 = r_i /(n₁ - 1)= 19/(20- 1)= 1 Om; R2 = 19/(2000 — 1) = 0,01 Om;
R3= 19/(4000- 1) = 4,75-10^-3 Om.
2-misol. r_i = 9,8 Om hamda strelkasining to’liq og’ish toki 20 mA bo’lgan magnitli elektr o’lchagich uchun tok kuchining chegaraviy qiymatlari 1, 5 va 50 A larni o’lchash uchun ko’p me’yorli (chegarali) universal shunt qarshiliklari qiymatlari hisoblab aniqlansin.
SHuntlovchi ko’paytirgichlarni aniqlaymiz:
n₁=I/I_i = 50/0,02 = 2500; n₂ = 5/0,02 = 250;
n₃=1/0,02 = 50.
SHuntning umumiy qarshiligini aniqlaymiz:
R_sh = = r_i /(n - 1) = = r_i /(n₃ - 1) = 9,8/49 = 0,2 Om.

Kontur qarshiligi
R = r_i + R_sh = 9,8 + 0,2 = 10 Om.

Uchastkalar bo’yicha qarshiliklar qiymatini hisoblab topamiz:
R1 + R2 = R/n₂ = 10/250 = 0,04 Om;
R1= R/n₁= 10/2500 = 0,004 Om.
Bundan
R2 = 0,04 -0,004 = 0,036 Om;
R3 = R_sh - (R1+R2) = 0,2 -0,04 = 0,16 Om.
Qo’shimcha rezistorlar hisobi. Magnitli elektr o’lchagich kuchlanishni o’lchash maqsadida bevosita zanjirga ulanganida o’lchash me’yori (chegarasi) asbob strelkasining to’liq og’ish kuchlanishi U_i = I_ir_i ga teng bo’lgan millivol’tmetr sifatida qo’llanilishi mumkin. o’lchash me’yorlarini U = nU_i qiymatiga qadar kengaytirish uchun o’lchagich bilan oldinma-ketin tartibda bir yoki bir necha qo’shimcha qarshiliklar ulanadi (6.30-rasm). Bunda o’lchanayotgan kuchlanishning bir qismi qo’shimcha qarshiliklarda R_q, qolgan qismi esa – o’lchagich r_i qarshiligida tushib ketadi.
O’lchagich orqali va qo’shimcha qarshilik orqali o’tadigan tok bir xil qiymatga ega bo’lib, shu sababli U/(r_i+ R_d) = = U_i/ r_i , va undan qo’shimcha qarshilikning qiymatini aniqlab olish mumkin:
R_d = r_i (U/ U_i -l) = r_i (n-1) (6.2)
bunda n = U/U_u – qo’shimcha rezistor ko’paytirgichi, u kuchlanish bo’yicha o’lchash chegarasi (me’yori) necha barobar kattalashganini ko’rsatadi.
6.30,a-rasmda tasvirlangan, sxema uchun mo’ljallangan har bitta qo’shimcha qarshilik har bir o’lchash kichik diapazoni uchun (6.2) formulaga binoan hisoblab topiladi.

2.6-rasm. Qo’shimcha qarshilikli asboblarning ulanish sxemalari

Vol’tmetrlarda ko’pincha qo’shimcha rezistor R1, R2, R3 va shu kabi uchastkalardan tashkil topadi (6.30,b-rasm). Bu holda hisob-kitobda avval o’lchashlarning talab etilgan ikkinchi chegarasi (me’yori) uchun R_d2 aniqlanib, so’ng natijadan R1 qiymatini ayirib tashlab, R2 kattaligiga ega bo’ladilar.
Qo’shimcha rezistorlar manganin yoki konstantan simli karkasga bifilyar seksiyali qilib o’ralgan g’altaklar yoki plastinalar ko’rinishida tayyorlaydilar. 600V gacha bo’lgan vol’tmetrlarda qo’shimcha rezistorlar asbob korpusi ichida o’rnatiladi. Nisbatan yuqori kuchlanishlarda esa tashqi qo’shimcha qarshiliklar qo’llab, ularni xuddi shuntlarni kabi individual va o’zaro almashtiriladigan (o’rnini bosadigan) kalibrlangan turlarga ajratadilar. Kalibrlangan R103/1, R103M qo’shimcha qarshiliklari 600 dan 3000 V gacha kuchlanishlarni o’lchash uchun mo’ljallangan bo’lib, 3 dan 7,5 mA gacha nominal tokka hamda ±(0,025 – 0,5)% me’yorida o’zgarib turadigan xatolikka ega.
3-misol. Keng me’yorli (chegarali) vol’tmetr tomonidan iste’mol qilinadigan R₁, R₂, R₃ qo’shimcha qarshiliklar qiymatlari, r_i =10 Om ga teng bo’lgan, hamda to’liq og’ish toki 2 mA bo’lganida 3, 30 va 300 V o’lchash me’yorlari (chegaralari) uchun hisoblab topilsin.
O’lchagich strelkasining to’liq og’ish kuchlanishini aniqlaymiz
U_i = I_i r_i = 0,002-10 = 0,02 V.
Qo’shimcha rezistorlar ko’paytirgichlari
n₁= U₁ / r_i = 3/0,02 =150; n₂ = 30/0,02= 1500;
n₃ = 300/0,02= 15 000.
Qarshilik
R₁ = r_i (n₁-1)= 10(150—1)= 1490 Om.
Ikkinchi o’lchash chegarasi (me’yori) uchun qarshilik qiymati
R₁ + R₂ = r_i (n₂-1)= 10(1500-1)= 14,99 kOm,
Bundan kelib chiqib
R₂ = 14990 - R1= 14 990- 1490= 13,5 kOm.
Qarshilik
R₃= r_i (n₃-1) — 14 990=10-14 999— 14 990=135 kOm.
Asbob tomonidan iste’mol qilinadigan quvvat
P₁ = U₁ I₁ = 3-0,002 = 0,006 Vt;
R₂ = U₂ I₂ = 30-0,002 = 0,06 Vt;
R₃ = U₃ I₃ = 300- 0,002 = 0,6 Vt.
O’lchagichni zanjirga shunsiz ulashda tashqi muhit harorati o’lchash natijasiga deyarli ta’sir ko’rsatmaydi, chunki o’lchanayotgan tok asbob ramkasi bo’ylab o’tib, uning qiymati butun zanjir qarshiligi bilan belgilanadi va haroratning ramka o’tkazgichlari qarshiligiga ta’siri katta bo’lmaydi.

2.7-rasm. Harorat kompensatsiyasi sxemalari

Ampermetrlarda shuntning ulanishi manzarani o’zgartirib yuboradi. Manganin shunt qarshiligi deyarli doimiy bo’lib, manganinning harorat koeffitsiyenti taxminan nolga teng. Mis o’ram qarshiligi haroratga bog’liq ravishda o’zgarib turadi (misning harorat koeffitsiyenti 0,44% ga teng), shuning uchun parallel tarmoqlarda toklar qayta taqsimlanishi ro’y berib, shuntlovchi ko’paytirgich almashadi va asbob ko’rsatmalarida qo’shimcha xatolik paydo bo’ladi.
Ana shu xatolikning oldini olish maqsadida ampermetrlarda ramka bilan oldinma-ketin manganin simdan yasalgan qo’shimcha rezistor g_q ulanadi (6.31,a-rasm). Bu holda ramka va shunt qarshiliklarining nisbiy o’zgarishi, shuningdek yuzaga keladigan xatolik kichrayadi. Qo’shimcha rezistorning qo’shilishi harorat kompensatsiyasi deb nomlanadi. Asbobning aniqlik toifasiga bog’liq ravishda sxema nisbatan murakkabroq bo’lishi ham mumkin.
Vol’tmetrlarda qo’shimcha rezistorlarni qo’llash qo’shimcha ravishda harorat kompensatsiyasini ta’minlab beradi. Ba’zi millivol’tmetrlarda parallel ulangan termoqarshilik s (TQ) va manganindan ishlangan R rezistordan iborat bo’lgan termokompensatorlar ham qo’llaniladi (6,3,b-rasm). Bunday bo’g’in qarshilikning haroratga deyarli chiziqli bog’liqligiga ega bo’lib, ishonchli harorat kompensatsiyasini ta’minlab beradi.
Elektron vol’tmetrlar o’lchash chegaralarini o’lchanayotgan kuchlanish jihatidan ham kattalashtirish, ham kamayish tomoniga o’zgartirish talab etiladi. Asbobning o’lchash chegaralarini (me’yorlarini) sig’imlar yoki rezistorlar asosidagi kuchlanish bo’lgichlar yordamida kirishdagi o’lchanayotgan kuchlanishlarni pasaytirish yo’li bilan kengaytiradilar.

2.8-rasm. Kuchlanish bo’lgichlar sxemalari

Kuchlanishlarni o’lchash chegaralari (me’yorlari) kichik kuchlanishlarni o’lchashda doimiy va o’zgaruvchan tok kuchaytirgichlari yordamida kamaytiriladi.
Detektor-kuchaytirgich tipidagi vol’tmetrlarda odatda sig’imli bo’lgich (ajratgich) qo’llanilib (6.4,a-rasm), uning ajratish (bo’lish) koeffitsiyenti 10 karrali bo’ladi. CHiqish kuchlanishi katta sig’imli S2 kondensatoridan olinadi. Bunday bo’lgich (ajratgich)ning bo’linish nominal koeffitsiyenti (S1+S2)/S1 nisbatiga teng. Biroq real sxemalarda asbobning bir necha pikofarada qiymatiga ega bo’lgan kirish sig’imi S_kir, S2 ni shuntlaydi. Bo’lish koeffitsiyenti S_kir ni hisobga olgan holda aniqlanadi:

k = U_vx/U_vix=1+(S2 + S_vx)/S1.
Sig’imli bo’lgichlarning kamchiligi kirish va chiqish qarshiliklarining chastotaga bog’liqligi bo’lib, shu sababli ularni bir necha o’nlab megagerslargacha bo’lgan chastotalarda qo’llaydilar.
Kuchaytirgich-detektor tipidagi vol’tmetrlarda esa RS elementli, asbob korpusiga o’rnatilgan kuchlanish bo’lgichlari (ajratgichlari) qo’llaniladi. Bu tipdagi bo’lgichlar (ajratgichlar) ajratgich bo’g’inlari doimiy vaqti tengligi sharti bilan ajratgich qarshiliklari va sig’imlarini yaxshi tanlanganligi tufayli keng chastotalar diapazonidagi ajratish (bo’lish) doimiy koeffitsiyentlariga egadirlar
τ₁=R₁TS₁=τ₂= R₂TS₂..
Kuchlanishlarni o’lchash me’yorlari (chegaralari) kichrayganida doimiy tok kuchaytirgichlari detektor-kuchaytirgich tipidagi vol’tmetrlarda, o’zgaruvchan tipdagi kuchaytirgichlarni esa – kuchaytirgich-detektor tipidagi vol’tmetrlarda qo’llaydilar. Kuchaytirgichlarning har ikkala tipi doimyiy kuchayish koeffitsiyentiga ega bo’lishi, o’zgaruvchan tokning dastlabki (boshlang’ich) kuchaytirgichlari esa sezilarli buzilishlar (xatoliklar) kiritmasligi lozim.