Приборы электродинамической системы

Особенности ЭМ приборов.

Амперметры и вольтметры.

В основе конструкции амперметров ЭМ системы лежит катушка, состоящая из нескольких секций (рис. 3.8, а), переключением которых можно изменять пределы измерения токов: I1 > I2> I3.

n В простейшей схеме вольтметра последовательно с катушкой включается добавочный резистор RV, (рис. 3.8, 6).

 

n В такой схеме с ростом частоты напряжения ω линейно растет индуктивное сопротивление ХL катушки измерительного механизма:ХL = jωL

n При этом растет суммарное сопротивление цепи, ток в катушке падает, что приводит к уменьшению показаний прибора.

n Для поддержания полного комплексного сопротивления примерно постоянным в достаточно широком диапазоне частот в схему вольтметра (рис. 3.8, в) вводится цепь частотной коррекции (конденсатор Ск и резистор RК), сопротивление которой с ростом частоты падает, компенсируя возрастание сопротивления катушки.

n С помощью добавочных резисторов RдI и Rд2 обеспечивается возможность работы в нескольких диапазонах измерения напряжения.

Достоинства.

n Приборы электромагнитной системы могут быть использованы для измерения и постоянных, и переменных напряжений и токов.

n Приборы реагируют на истинное среднее квадратическое (действующее) значение переменного сигнала независимо от его формы (в пределах своего сравнительно неширокого частотного диапазона)

n Приборы этой системы выдерживают значительные перегрузки (возможны двух- и трехкратные перегрузки), имеют сравнительно простую конструкцию

n надежны и дешевы.

n ЭМ приборы — это самые распространенные щитовые приборы.

Недостатки приборов ЭМ системы:

n • нелинейная (квадратичная) шкала;

n • узкий частотный диапазон измеряемых сигналов (сотни герц — единицы килогерц);

n • заметное влияние внешних магнитных полей;

n • невысокий класс точности (типично — 1,5... 2,5 %).

n Обозначение приборов ЭМ системы на шкалах:

 

 

 

n Конструкция и принцип действия. На рис. 3.9 приведена упрощенная конструкция электродинамического (ЭД) измерительного механизма. Неподвижная катушка 1 с током I1 разделена на две части. Подвижная катушка 2 с током I2 закреплена на оси З внутри неподвижной катушки. Спиральная пружина 4 служит для создания противодействующего момента.

 

n Принцип действия основан на взаимодействии магнитных потоков двух катушек с токами I1 и I2 .Протекающие по катушкам токи создают магнитные потоки, которые стремятся принять одно направление, при этом подвижная катушка поворачивается внутри неподвижной. Вращающий момент М для постоянных токов:

n M = I1 I 2 (dL1-2 /dα ),

n где L1-2 — взаимная индуктивность катушек; α — угол поворота подвижной части.

n Электродинамические приборы могут быть использованы в цепях как постоянного, так и переменного тока

n При синусоидальных токах вращающий момент определяется по формуле:

n М = I1 ·I 2 cos φ(dL1-2 /dα ),

n где I1, I2 - действующие значения переменных токов в катушках;φ— угол сдвига фаз между токами в катушках.

 

n На базе ЭД механизма выпускаются амперметры, вольтметры, ваттметры, фазометры.