Будова і принцип дії приладу магнітоелектричної системи

Основні поняття. Похибки вимірювань.

Оскільки процеси, що відбуваються в електричних колах, для спо­стереження та кількісної оцінки недоступні, електровимірювальні . прилади особливо важливі як засоби контролю за цими процесами.

Без електровимірювальних приладів неможливі безперебійна ро­бота деяких електротехнічних установок і керування багатьма техно­логічними процесами.

Електровимірювальні прилади призначені для порівняння вимі­рюваної величини з іншою однорідною величиною, що приймається за одиницю і називається мірою.

Класифікація вимірювальних приладів.

Робота електровимірювальних приладів полягає в переміщенні їх рухомої частини, спричинюваному механічними зусиллями, що вини­кають у приладі внаслідок одного з проявів електричного струму (теп­лового, магнітного, індукційного, електродинамічного та ін.).

Усі електровимірювальні прилади класифікуються за такими ознаками: родом вимірюваної величини; родом струму; ступенем точнос­ті; принципом дії (система приладу); способом оцінки вимірюваної ве­личини.

За видом вимірюваної величиникласифікація електровимірювальних

приладів така:

Рід вимірюваної величини Найменування приладу

Струм Амперметр

Напруга Вольтметр

Електрична потужність Ватметр, кіловатметр

Електрична енергія Лічильник кіловат-годин

Опір Омметр

Зсув фаз Фазометр

Частота Частотомір

За родом струмуелектровимірювальні прилади поділяються на три групи:

1) прилади, що вимірюють тільки постійний струм;

2) при­лади, які вимірюють тільки змінний струм;

3) прилади, що вимірюють як постійний, так і змінний струм.

За класом точностіелектровимірювальні прилади охоплюють такі класи: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 5,0.

Ці дані стосуються основної зведеної похибки приладів.

По принципу роботи електровимірювальних приладів поділяється на використанні таких систем: магнітоелектричної, електромагнітної, електродинаміч­ної, індукційної, теплової, вібраційної, термоелектричної, детектор­ної, електронної, електростатичної, електролітичної, фотоелектричної. Найбільш поширеними є перші чотири системи.

Умовні позначення приладів різних систем наведено в табл. 6.1.

Заспособом оцінки вимірюваної величиниелектровимірювальні при­лади поділяються на прилади безпосередньої оцінки та прилади порівняння. Перші показують числове значення вимірюваної величини, а другі порівнюють вимірювану величину з відповідною мірою. Напри­клад, вимірювальний міст порівнює вимірюваний опір з певним ві­домим опором, змонтованим у ньому.

Умовні позначення

Будова і принцип дії приладу магнітоелектричної системи.

Будову приладів цієї системи, які працюють за принципом взаємо­дії провідника зі струмом і магнітного поля, показано на рис. 6.1.

У повітряному зазорі між полюсними наконечниками та стальним циліндром 2 постійний магніт 1 створює сильне магнітне поле. Сталь­ний циліндр охоплює легка алюмінієва рамка 4, на якій укладено об­мотку з тонкого ізольованого провода. Рамку закріплено на двох півосях 3 та 5, кінці яких спираються на підп'ятники. До одної з пів­осей прикріплено дві спіральні пружини 6, 7 і вказівну стрілку 8, яка показує на шкалі вимірювану величину. Стальний циліндр 2 сприяє зменшенню опору магнітного кола між полюсними наконечниками, а також створенню в повітряному зазорі рівномірного магнітного поля.

Спіральні пружини створюють протидіючий момент, потрібний для роботи кожного приладу, й іноді використовуються для підведення струму до обмотки рухомої рамки. Струм /, проходячи через цю обтмотку, взаємодіє з магнітним полем постійного магніту, внаслідок чого утворюється пара сил, яка прагне повернути рамку за напрямом руху годинникової стрілки. Цьому повороту протидіють спіральні пружини, які, закручуючись, створюють момент опору.

Коли обертаючий момент М і момент опору М_пр зрівняються, рамка і стрілка займуть певне положення, що визначається кутом повороту а від по­чаткового положення їх. При рівно­мірному магнітному полі в повітряно­му зазорі обертаючий момент пропор­ційний вимірюваному струму в рамці:

Як відомо, момент опору спіраль­ної пружини пропорційний куту її закручування, тобто

При рівновазі рамки

М= М_пр,

Звідки

або

тобто кут повороту рамки пропорційний струму, що проходить через її обмотку.

Кожний стрілочний електровимірювальний прилад повинен мати заспокоювач, який гасив би тривалі коливання стрілки, що виникають при вмиканні приладу або при різкій зміні вимірюваної величини. За­спокоювачі бувають різних конструкцій.

Прилади магнітоелектричної системи мають магнітний заспокоювач, роль якого відіграє алюмінієвий каркас рамки приладу. При її коливанні в магнітному полі постійного магніту в каркасі, як у замкненому контурі, індукується струм. Цей струм, взаємодіючи з магнітним потоком приладу, створює гальмуючий момент, який швидко заспокоює рухому частину вимірювального механізму.

Для встановлення стрілки в нульове положення за шкалою в приладі є коректор. Напрям повороту вимірювального механізму залежить від напряму струму в обмотці рамки. Щоб уникнути неправильного вмикання приладу, вхідний затискач позначається знаком «+».

Для змінного струму цей прилад непридатний, бо рухома частина вимірювальної системи через інерцію не встигає за швидкими змінами напряму змінного струму, залишаючись нерухомою.

Щоб рамка приладу була досить легкою, її обмотка виготовляєть­ся з дуже тонкого провідника, який допускає проходження струму

від 10^-8 до 10^-2 А.

До позитивних якостей приладів магнітоелектричної системи належать: рівномірність шкали, велика чутливість, висока точність, невелике споживання енергії, невелика чутливість до зовнішніх маг­нітних полів. До недоліків їх слід віднести: чутливість до переванта­жень, високу вартість, придатність для вимірювань тільки на постій­ному струмі.

Прилади цієї системи мають велике поширення. Особливо широко використовуються вони як контрольні та лабораторні прилади, що забезпечують високу точність.

Поиск по сайту: