Электродинамические и электромагнитные измерительные приборы - ABCD42.RU

Электродинамические и электромагнитные измерительные приборы

Измерительные приборы электромагнитной и электродинамических систем

Для измерения синусоидальных токов в напряжений в большинстве случаев используют приборы электромагнитной системы .

Активную мощность измеряют приборами электродинамической системы.

Измерительный элемент приборами электромагнитной системы (рис.1.14) имеет катушку 1 и сердечник (листочек ) 2 из магнитомягкого материала , укрепленный на оси 3.При протекании измеряемого тока через катушку в неё втягивается сердечник ,т.е создается электромагнитный момент , поворачивающий ось со стрелкой .

Спиральная пружина 4, закручиваясь ,создает противодействующий момент .Равенство этого момента электромагнитному наступает при некотором угле поворота подвижной системы (сердечник +стрела). По положению стрелки 5 прибора относительно его шкалы производится отсчёт измеряемой величины .Шкала градуируется для действующего значения измерительного тока или напряжения .

Значение коэффициента ,связывающего угол поворота подвижной системы с током катушки , зависит от взаимного положения катушки и сердечника При втягивании сердечника значение коэффициента меняется ,поэтому шкала прибора нелинейная .Начальная часть шкалы (0.25 от номинальной величины) не градуируется.

Катушки амперметров и вольтметров электромагнитной системы имеют различные параметры .Катушка вольтметра имеет тонкий провод с большим числом витков. Катушка амперметра имеет малое число витков провода значительно большого сечения.

Приборы электромагнитной системы (приборы массового применения сравнительно невысокого класса точности ) в основном используют для измерения токов и напряжений частотой 50 Гц.

Измерительный элемент прибора электродинамической системы (рис 1.15) имеют неподвижную 1 и подвижную 2 катушки .Подвижная катушка расположена на оси прибора 3 и соединена с внешней цепью через спиральные пружины 4, которые являются токоподводами, так и упругими элементами. Они создают

момент ,противодействующий электромагнитному моменту, возникающему при взаимодействии магнитных полей катушек .Угол отклонения подвижной системы (подвижная катушка + стрелка) пропорционален произведению токов катушек .

Такой измерительный элемент используют в ваттметрах. Через неподвижную (токовую) катушку протекает ток потребителя , подвижную катушку (катушка напряжения) включают на напряжения потребителя. Если бы подвижная система была без инерционной , то стрелка прибора , непрерывно изменяя свое положение , показывала бы функцию p(t)- зависимость мгновенной мощности от времени .Однако из-за инерционности подвижной системы стрелка показывает среднее значение этой функции ,являющейся активной мощностью P потребителя. В многопредельных ваттметрах катушки имеют несколько номинальных значений токов и напряжений(пределов). Номинальная мощность равна произведению выбранных для конкретной цепи пределов .

При измерении мощности некоторого потребителя начала токовой обмотки и обмотки напряжения ваттметра (их обозначают звездочками или точками (рис 1.15) и называют генераторными зажимами ) подключают к одному из полюсов источника энергии .

Погрешность измерения рассчитывать по ласу точности прибора относительно его номинальной мощности .

Ошибку при определении коэффициента мощности cos можно определить следующим образом .

Коэффициент мощности рассчитывают исходя из уравнения :

P= UI cos .

Мощность измеряется в ваттметром на 75 Вт номинальной величины ,напряжение – вольтметром на 75 В, ток — амперметром на 1 А.Все приборы имеют класс точности 2.5 .При измерении ваттметр показал , например 13,8 Вт ,вольтметр — 30В,амперметр — 1А .Тогда коэффициент мощности cos = = = 0.92

Абсолютная погрешность расчета коэффициента мощности равна полному дифференциалу расчетного выражения для cos :

=

Абсолютные погрешности измерения мощности ,напряжения и тока соответственно :

=

U = .

Абсолютная погрешность расчета коэффициента мощности

Электроизмерительные приборы

Учреждение образования «Брестский государственный университет

имени А.С. Пушкина»

Детали электроизмерительных приборов

В 1733 – 1737 г французский ученый Ш. Дюфе создал электроскоп. В 1752-1754 г его работы продолжили М. В. Ломоносов и Г. В. Рихман в процессе исследований атмосферного электричества. В середине восьмидесятых годов 18 века Ш. Кулон изобрёл крутильные весы- электростатический измерительный прибор.

В первой половине 19 века, когда уже были заложены основы электродинамики(законы Био-Савара и Фарадея, принцип Ленца), построены гальванометры и некоторые другие приборы, изобретены основные методы электрических измерений – баллистический (Э. Ленц 1832 г.), мостовой(Кристи, 1833 г.), компенсационный(И. Поггендорф, 1841 г.). В середине 19 века отдельные ученые в разных странах создают меры электрических величин, принимаемые ими в качестве эталонов, производят измерения в единицах , воспроизводимыхэтими мерами, и даже проводят сличение мер в разных лабораториях. В России в 1848 г. Академик Б. С. Якоби предложил в качестве эталона единицы сопротивления применять медную проволоку длиной 25 футов(7,61975 м) и весом 345 гран(22,4932 г), навитую спирально на цилиндр из изолирующего метала. Во Франции эталоном единицы сопротивления служила железная проволока диаметром в 4 мм и длиной в 1 км(единица Бреге). В Германии таким эталоном являлся столб ртути длиной 1 м и сечением 1 при 0˚С. Вторая половина 19 века была периодом роста новой отрасли знаний- электротехники. Создание генераторов электрической энергии и применение их для различных практических целей побудили крупнейших электротехников второй половины XIXв. заняться изобретением и разработкой различных электроизмерительных приборов, без которых стало немыслимо дальнейшее развитие теоретической и практической электротехники. В 1871 году А. Г. Столетов впервые применил баллистический для магнитных измерений и исследовал зависимость магнитной восприимчивости ферромагнетиков от напряженности магнитного поля, создав этим основы правильного подхода к расчету магнитных цепей. Это метод используется в магнитных измерениях и в настоящее время. В 1880 – 1881 гг. французские инженер Депре и физиолог д’Арсонваль построили ряд высокочувствительных гальванометров с зеркальным отсчетом. В 1881 г. Немецкий инженер Ф. Уппенборн изобрёл электромагнитный прибор с эллиптическим сердечником, а в 1886 г. Он же предложил электромагнитный прибор с круглой катушкой и двумя цилиндрическими сердечниками. В 1894 г. Немецкий инженер Т. Бругер изобрел логометр.

В развитии электроизмерительной техники конца второй половины XIX и начала XX ст. значительные заслуги принадлежат М.О.Доливо Добровольскому. Он разработал электромагнитные амперметры и вольтметры, индукционные приборы с вращающимся магнитным полем (ваттметр, фазометр) и ферродинамический ваттметр.

Принцип измерения электрических величин был впервые предложен основоположником русской науки М.В. Ломоносовым. Который экспериментально пришёл к выводу, что «Электричество взвешено быть может». Первый электроизмерительный прибор был построен в России современником Ломоносова Г. В. Рихманом. Это был электрометр со шкалой и стрелкой, принцип действия которого положен в основу устройства большинства современных приборов.

Электроизмерительные приборы – техническое устройство с помощью которого происходит измерение электрических величин.

Электроизмерительные приборы классифицируют по следующим признакам:

— По роду измеряемой величины: для измерения тока-амперметры, миллиамперметры, гальванометры; для измерения напряжения – вольтметры, милливольтметры, гальванометры; для измерения мощности – ваттметры, киловаттметры; для измерения энергии – счётчики; для измерения сдвига фаз и коэффициента мощности – фазометры; для измерения частоты – частотометры; для измерения сопротивлений – омметры и мегомметры.

— По роду измеряемого тока: для измерения в цепях постоянного, переменного, постоянного и переменного токов, а также в трёхфазных цепях.

— По степени точности: приборы делят не восемь классов точности – 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5;и 4,0.Класс точности – отношение предельной абсолютной погрешности к максимальному(номинальному) значению измеряемой величины, выраженное в процентах.

— По принципу действия: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, индукционные, тепловые, термоэлектрические, электростатические, электронные, электролитические, фотоэлектрические.

Читайте также  Потребительские кооперативы понятие и виды

ДЕТАЛИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Устройство для создания противодействующего момента.

Принцип работы большинства электроизмерительных стрелочных приборов основан на повороте подвижной их части под действием вращающегося момента. Последний создается током, связанным определенной зависимостью с измеряемой электрической величиной.

Если этому повороту ничем не противодействовать, то подвижная часть прибора либо повернется на наибольший возможный угол, либо придет в ускоренное движение.Противодействующий момент у большинства приборов создается закручивающейся упругой бронзовой пружиной 1, концы которой прикреплены: один — к оси подвижной части прибора 2, а другой — к неподвижной части прибора ( к вилке пружинодержателя) 3. Очевидно, что чем больше ток, проходящий через прибор, тем больше вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора. Под действием этого вращающего момента подвижная часть прибора поворачивается, закручивая спиральную пружину. Пружина, в свою очередь, препятствует этому повороту. Поворот будет происходить до тех пор, пока вращающий и противодействующий моменты не сравняются: . Кроме того, спиральная пружина возвращает подвижную часть прибора в первоначальное (нулевое) положение после того, как прибор выключен из цепи.

Для уравновешивания стрелки прибора иногда применяют грузики 4 (противовесы), навинченные на стержни с мелкой резьбой, посредством которой можно изменять расстояние грузиков от оси вращения.Для установки стрелки прибора против нулевого деления служит корректор, состоящий из поводка 5 и винта 6. Эксцентрично поворачивающийся выступ винта 6 изменяет положение пружино-держателя 3 и одного конца спиральной пружины 1, поворачивая тем самым стрелку 7 в нужную сторону. У многих приборов по две противодействующих пружины. Они помещаются либо рядом, либо у концов оси подвижной системы.

Шкалы приборов. Шкала прибора служит для отсчета значений измеряемой величины. Кроме того, на шкалу обычно наносят условные обозначения, соответствующие характеристикам данного прибора (род измеряемой величины, род тока, класс точности, принцип действия и т. д.).В многопредельных приборах шкала имеет определенное число условных делений, по которым путем пересчета определяют измеряемую величину в нужных единицах. Шкалы других приборов градуируют непосредственно в значениях измеряемой величины, — это шкалы непосредственного отсчета.Различают равномерные и неравномерные шкалы. Достоинством равномерной является постоянство масштаба вдоль всей шкалы, что обеспечивает простоту отсчета измеряемой величины в любой части шкалы.Обычно в стрелочных приборах стрелка находится на некотором расстоянии от шкалы, а для снятия показаний приборов приходится проецировать положение стрелки на шкалу. При этом положение проекции стрелки зависит от угла между лучом зрения на стрелку и плоскостью шкалы, т. е. от положения глаза относительно стрелки и шкалы. Этот угол должен быть прямым. На практике трудно добиться такого угла, поэтому получается так называемая погрешность от параллакса (параллакс — видимое смещение предмета из-за перемены места наблюдения). Для устранения этой параллактической погрешности на шкалах наиболее точных приборов укрепляют плоскую зеркальную пластину. Отсчет показаний снимают одним глазом, причем глаз располагают относительно стрелки и шкалы так, чтобы стрелка и ее изображение в зеркале сливались воедино.

Успокоители. Подвижную часть прибора с противодействующей спиральной пружиной можно рассматривать как некоторую колебательную систему. В самом деле, при включении прибора в цепь подвижная его часть под действием толчка, создаваемого быстро нарастающим вращающим моментом, поворачивается, но не сразуможет остановиться в положении, в котором вращающий и противодействующий моменты равны (подобно тому, как маятник не в состоянии остановиться, проходя через положение равновесия). Подвижная часть прибора будет совершать затухающие колебания, и для снятия показаний необходимо некоторое время для полной остановки его стрелки.Для быстрой остановки подвижной части прибора применяют специальные устройства — успокоители. Наиболее распространенными успокоителями являюгся воздушные и магнитоиндукционные.

Воздушный успокоитель представляет собой дугообразный цилиндр1, запаянный с одного конца. Внутри цилиндра находится поршень 2. Он жестко связан с подвижной частью прибора и не касается стенок цилиндра. Зазор между поршнем и цилиндром невелик и при быстрых перемещениях поршня давление внутри цилиндра не успевает выровняться с атмосферным. В цилиндре создаются то сгущения, то разрежения воздуха, которые препятствуют движению поршня и тем самым быстро успокаивают подвижную систему. При медленном же движении поршня часть воздуха может свободно входить в цилиндр и выходить из него через зазор, не препятствуя поворотам подвижной части прибора.

Иногда воздушный успокоитель имеет форму замкнутой коробочки со щелью .Эта щель служит для перемещения рычага /, на котором укреплена пластинка 2. Последняя не касается стенок коробочки и выполняет ту же роль, что и поршень. При движении пластинки в коробочке одновременно действуют и сгущения (по одну сторону пластинки) и разрежения (по другую сторону), препятствующие колебаниям.

Магнитоиндукционный успокоитель представляет собой перемещающуюся между полюсами постоянного магнита М легкую алюминиевую пластину А, жестко связанную с подвижной системой прибора. При колебаниях пластинки в магнитном поле постоянного магнита в соответствии с законом Ленца в ней индуцируются токи, препятствующие этим колебаниям, поэтому колебания подвижной системы и стрелки быстро прекращаются. Астатические измерительные приборы применяют для устранения влияния внешних магнитных полей на показания электромагнитных и электродинамических приборов. Астатический прибор — это совокупность двух измерительных механизмов, подвижные системы которых объединены в одном приборе и воздействуют на одну и ту же ось со стрелкой. При этом измерительные механизмырасположены так, что под действием внешнего поля вращающий момент одного из них увеличивается, тогда как другого на столько же уменьшается, а общий вращающий момент, действующий на всю подвижную систему прибора, остается неизменным.

Условные обозначения на шкалах электроизмерительных приборов. Для правильного выбора приборов и их эксплуатации на шкалах изображают следующие обозначения:

1) Условное обозначение единицы измерения (или измеряемой величины) либо начальные буквы наименования прибора.

Электроизмерительные приборы

Электроизмерительные приборы — класс устройств, применяемых для измерения различных электрических величин. В группу электроизмерительных приборов входят также кроме собственно измерительных приборов и другие средства измерений — меры, преобразователи, комплексные установки.

Амперметр переменного тока

Вольтметр переменного тока

Содержание

Применение

Средства электрических измерений широко применяются в энергетике, связи, промышленности, на транспорте, в научных исследованиях, медицине, а также в быту — для учёта потребляемой электроэнергии. Используя специальные датчики для преобразования неэлектрических величин в электрические, электроизмерительные приборы можно использовать для измерения самых разных физических величин, что ещё больше расширяет диапазон их применения.

Классификация

  • Наиболее существенным признаком для классификации электроизмерительной аппаратуры является измеряемая или воспроизводимая физическая величина, в соответствии с этим приборы подразделяются на ряд видов:
    • амперметры — для измерения силы электрического тока;
    • вольтметры — для измерения электрического напряжения;
    • омметры — для измерения электрического сопротивления;
    • мультиметры (иначе тестеры, авометры) — комбинированные приборы
    • частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока;
    • магазины сопротивлений — для воспроизведения заданных сопротивлений;
    • ваттметры и варметры — для измерения мощности электрического тока;
    • электрические счётчики — для измерения потреблённой электроэнергии
    • и множество других видов
  • Кроме этого существуют классификации по другим признакам:
    • по назначению — измерительные приборы, меры, измерительные преобразователи, измерительные установки и системы, вспомогательные устройства;
    • по способу представления результатов измерений — показывающие и регистрирующие ( в виде графика на бумаге или фотоплёнке, распечатки, либо в электронном виде);
    • по методу измерения — приборы непосредственной оценки и приборы сравнения;
    • по способу применения и по конструкции — щитовые (закрепляемые на щите или панели), переносные и стационарные;
    • по принципу действия:
      • электромеханические:
        • магнитоэлектрические;
        • электромагнитные;
        • электродинамические;
        • электростатические;
        • ферродинамические;
        • индукционные;
        • магнитодинамические;
      • электронные;
      • термоэлектрические;
      • электрохимические.
Читайте также  Стихотворение Заболоцкого Читая стихи

Обозначения

В зарубежных странах обозначения средств измерений устанавливаются предприятиями-изготовителями, в России (и частично в других странах СНГ) традиционно принята унифицированная система обозначений, основанная на принципах действия электроизмерительных приборов. В состав обозначения входит прописная русская буква, соответствующая принципу действия прибора, и число — условный номер модели. Например: С197 — киловольтметр электростатический. К обозначению могут добавляться буквы М (модернизированный), К (контактный) и другие, отмечающие конструктивные особенности или модификации приборов.

  • В — приборы вибрационного типа (язычковые)
  • Д — электродинамические приборы
  • Е — измерительные преобразователи
  • И — индукционные приборы
  • К — многоканальные и комплексные измерительные установки и системы
  • Л — логометры
  • М — магнитоэлектрические приборы
  • Н — самопишущие приборы
  • П — вспомогательные измерительные устройства
  • Р — меры, измерительные преобразователи, приборы для измерения параметров элементов электрических цепей
  • С — электростатические приборы
  • Т — термоэлектрические приборы
  • У — измерительные установки
  • Ф — электронные приборы
  • Х — нормальные элементы
  • Ц — приборы выпрямительного типа
  • Ш — измерительные преобразователи
  • Щ — ?
  • Э — электромагнитные приборы

БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

08.04.2019

Приборы для электрических измерений

Электроизмерительные приборы можно разделить на ряд типов в зависимости от физических явлений, на которых основан принцип их действия. Наиболее распространены приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, ферродинамической и индукционной систем.

Схема прибора магнитоэлектрической системы показана на рис. 1.

Неподвижная часть состоит из магнита 6 и магнитопровода 4 с полюсными наконечниками 11 и 15, между которыми установлен строго центрированный стальной цилиндр 13. В зазоре между цилиндром и полюсными наконечниками, где сосредоточено равномерное радиально направленное магнитное поле, размещается рамка 12 из тонкой изолированной медной проволоки.

Рамка укреплена на двух осях с кернами 10 и 14, упирающихся в подпятники 1 и 8. Противодействующие пружины 9 и 17 служат токоподводами, соединяющими обмотку рамки с электрической схемой и входными зажимами прибора. На оси 4 укреплена стрелка 3 с балансными грузиками 16 и противодействующая пружина 17, соединенная с рычажком корректора 2.

При прохождении тока по виткам обмотки рамки возникает взаимодействие между магнитным полем тока и полем постоянного магнита, в результате чего рамка поворачивается и стрелка, перемещаясь вдоль шкалы 5, показывает значение силы постоянного тока или напряжения.

Успокоение подвижной части происходит вследствие взаимодействия магнитного поля и индукционных токов, возникающих в каркасе рамки 12 при движении ее в магнитном поле.

В табл. 1. приведены характерные неисправности магнитоэлектрических приборов, их возможные причины и способы устранения.

В приборе электромагнитной системы (рис. 2) неподвижная катушка 9 помещена в экран 8; внутри катушки находится ферромагнитная пластина 11. Аналогичная пластина 12 жестко соединена с осью 13, которая упирается в подпятники 1 и 10. На оси укреплены стрелка 5, алюминиевый лепесток 4 успокоителя, расположенный под полюсами постоянных магнитов 6, а также балансные грузики 14 и противодействующая пружина 3, один конец которой припаян к рычажку корректора 2.

При прохождении тока по катушке 9 пластины 11 и 12 намагничиваются одинаковой полярностью и, отталкиваясь, создают вращающий момент. Противодействующий момент создается пружиной 3.

В приборе электродинамической системы (рис. 3) катушка 6 неподвижна, а подвижная катушка 7 крепится на оси 10, которая упирается в подпятники 1 и 9. К этой же оси прикреплена стрелка 4, оканчивающаяся алюминиевым сектором 11, который вместе с постоянным магнитом 12 служит успокоителем. Подвижная часть прибора уравновешена балансными грузиками 13.

Концы обмотки катушки 7 присоединены к спиральным пружинам 3 и 8. Корректором 2 перед измерением стрелка устанавливается на нулевую отметку шкалы 5. Приборы этой системы чаще всего применяют в ваттметрах.

Схема прибора ферродинамической системы изображена на рис. 4.

Катушки 1 и 5 насажены на сердечник 2, между полюсами которого расположен цилиндр 6 подобно прибору магнитоэлектрической системы. В зазоре помещена рамка 8 с обмоткой.

Одна из полуосей, на которых закреплена рамка, соединена с противодействующей пружиной 7.

При прохождении тока по катушкам сердечник намагничивается и в зазоре возникает магнитное поле, с которым взаимодействует поле тока, протекающего в обмотке, рамки 8.
К индукционной системе относятся счетчики электрической энергии (рис. 5).

Алюминиевый диск 3, закрепленный на оси 5, находится между двумя электромагнитами 1 и 2, имеющими сердечник из трансформаторной стали, на который намотаны токовая обмотка и обмотка напряжения. Ось связана червячной передачей 6 с шестернями 7, которые вращают обоймы счетного механизма 8.

При включении прибора ток нагрузки Iн проходит по обмотке электромагнита 1, а ток Iи пропорциональный напряжению, подведенному к цепи,— по параллельно включенной обмотке электромагнита 2. Возникают магнитные потоки, пронизывающие диск 3, в котором индуктируются вихревые токи.

В результате взаимодействия между магнитными потоками, созданными измеряемым и вихревыми токами, возникает вращающий момент. Постоянный магнит 9 создает противодействующий момент. Вихревые токи, взаимодействуя с полем постоянного магнита, тормозят движение диска.

В практике электрических измерений, а также с целью проверки других приборов часто применяются высокоточные мосты постоянного тока для измерения электрических сопротивлений; потенциометры — для измерения ЭДС и напряжения; магазины сопротивлений — для использования в качестве меры электрического сопротивления.

§ 97. Электромагнитные приборы

Электромагнитные приборы и их устройство.

Принцип работы приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного поля, создаваемого катушкой 1 со стальным сердечником 3, помещенным в поле этой катушки. Электромагнитный измерительный механизм выполняют с плоской (рис. 324, а) или круглой (рис. 324,б) катушкой.

Рис. 324. Устройство электромагнитных измерительных механизмов с плоской (а) и круглой (б) катушками

В приборах с плоской катушкой сердечник установлен на оси, несущей стрелку. При прохождении тока по катушке 1 сердечник 3 будет намагничиваться и втягиваться в катушку, поворачивая ось и стрелку. Повороту оси препятствует спиральная пружина 2. Когда усилие, создаваемое пружиной, уравновесит усилие, созданное катушкой, подвижная система прибора остановится и стрелка зафиксирует на шкале определенный ток.

Вращающий момент, воздействующий на подвижную часть прибора, пропорционален силе притяжения F электромагнита, под действием которой сердечник втягивается в катушку. Сила притяжения F, как было показано в § 93, пропорциональна квадрату индукции в, создаваемой магнитным полем катушки; следовательно, она пропорциональна квадрату тока I в катушке. Поэтому вращающий момент

где c1 — постоянная величина, зависящая от конструктивных параметров прибора (числа витков и размеров катушки, материала и формы сердечника) и положения сердечника относительно катушки.

При втягивании сердечника в катушку вращающий момент М изменяется пропорционально I 2 .

Под действием момента М подвижная часть прибора будет поворачиваться до тех пор, пока этот момент не будет уравновешен противодействующим моментом Mпр = c2α, созданным пружинами или растяжками. В момент равновесия М = Mпр, откуда

α= (c1/c2) I 2 = kI 2 (97)

где к — постоянная величина.

Следовательно, в приборах с электромагнитным измерительным механизмом угол поворота а подвижной части и стрелки пропорционален квадрату тока, проходящего по катушке. Поэтому такой прибор имеет неравномерную (квадратичную) шкалу. Для сглаживания этой неравномерности сердечнику придается особая лепестко-образная форма, вследствие чего форма магнитного поля и усилие, создаваемое катушкой, изменяются по мере втягивания сердечника.

Читайте также  Этилен и его производные в промышленном органическом синтезе

Устранение колебаний подвижной системы прибора при переходе стрелки из одного положения в другое осуществляется демпфером 5.

В приборах с круглой катушкой подвижная система поворачивается в результате взаимодействия двух стальных намагничивающихся пластинок 3, расположенных внутри катушки 1. Одна из них укреплена на оси прибора, а другая — на внутренней поверхности каркаса катушки.

При прохождении тока по катушке пластины намагничиваются, и их одноименные полюсы оказываются расположенными друг против друга. Между ними возникают силы отталкивания и создается вращающий момент, поворачивающий ось со стрелкой 4.

Применение.

Электромагнитные приборы используют, главным образом, для измерения тока и напряжения в промышленных установках переменного тока. При периодическом изменении тока, проходящего через прибор, усилие, создаваемое его катушкой, не будет изменяться по направлению, так как оно пропорционально квадрату тока.

Угол отклонения стрелки определяется некоторым средним усилием F, значение которого пропорционально среднему квадратичному значению тока или напряжения. Следовательно, электромагнитные приборы в цепях переменного тока измеряют действующие значения тока или напряжения.

Катушка при измерениях может быть включена в электрическую цепь последовательно или параллельно двум точкам, между которыми действует некоторое напряжение. В первом случае прибор будет работать в качестве амперметра, во втором — в качестве вольтметра.

Достоинством приборов электромагнитной системы являются простота и надежность конструкции, невысокая стоимость, стойкость к перегрузкам и пригодность для измерений в цепях переменного и постоянного тока. К недостаткам относятся невысокая точность, малая чувствительность, неравномерность шкалы и зависимость показаний от внешних магнитных полей и частоты переменного тока.

Астатические приборы.

Катушки электромагнитных приборов создают относительно слабое магнитное поле, так как силовые линии этого поля проходят в основном по воздуху. Поэтому такие приборы весьма чувствительны к влиянию внешних магнитных полей. Для защиты от этих влияний электромагнитные приборы окружают стальными экранами или выполняют астатическими.
В астатическом приборе имеются две плоские катушки 1 и два сердечника 2, расположенные на общей оси (рис. 325).

Рис. 325. Устройство астатического измерительного механизма

Обмотки катушек включают так, чтобы направления их магнитных потоков Ф1 и Ф2 были противоположны. Вращающие моменты действуют на подвижную систему прибора в одинаковом направлении. Поэтому внешний магнитный поток Фвн будет усиливать поле одной катушки и ослаблять поле другой; создаваемый же ими суммарный вращающий момент будет оставаться неизменным.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: