- •2.4 Измерение температуры
- •2.4.2 Термометры сопротивления
- •2.4.1 Термоэлектрические термометры
- •2.4 Измерение температуры
- •2.4.3 Пирометры излучения
- •2.4.4 Цветовые пирометры
- •2.5 Измерение механических усилий, давления и разряжения
- •2.5.1 Магнитоупругие датчики
- •2.5.2 Измерение давления и разряжения датчиками типа «Сапфир»
- •I. По принципу действия:
- •II. По роду измеряемой величины:
- •2.6 Измерение расхода пара, газа и жидкости
- •2.6.1 Вихреакустические преобразователи
- •2.6 Измерение расхода пара, газа и жидкости
- •2.6.2 Вихревые преобразователи
- •2.6 Измерение расхода пара, газа и жидкости
- •2.6 Измерение расхода пара, газа и жидкости
- •2.6.3 Метод переменного перепада давления
- •2.6 Измерение расхода пара, газа и жидкости
- •2.6.4 Кориолисовые расходомеры
- •2.7 Методы и приборы для измерения уровня
- •2.9 Измерение электрических величин.
- •2.9.1 Приборы непосредственной оценки
- •2.9.1.1 Системы электроизмерительных приборов
- •2.9.1.2 Приборы магнитоэлектрической системы
- •2.9.1.3 Приборы электромагнитной системы
- •2.9.1.4 Приборы электродинамической системы
- •2.9.1.5 Приборы индукционной системы
- •2.9.2 Приборы сравнения
- •2.9.2.1 Принцип работы потенциометра
- •2.9.2.2 Автоматические электрические потенциометры
- •2.9.2.3 Электростатические приборы
- •2.9.2.4 Метод измерения сопротивления
- •2.9.3 Использование электроизмерительных приборов
2.9.1.2 Приборы магнитоэлектрической системы
В конструкции приборов магнитоэлектрической системы можно выделить магнитную и подвижную системы (см. рисунок 2.45). Первая состоит из подковообразного магнита 1, полюсных наконечников 2 и цилиндрического сердечника 3. Кольцевой зазор между сердечником и полюсными наконечниками характеризуется наличием практически равномерного электромагнитного поля.
В этом зазоре соосно с сердечником размещается рамка 4, которая монтируется на кернах, опирающихся на подпятники, либо на натянутых нитях. Момент сил, противодействующий вращению рамки, создается специальными пружинами.
Взаимодействие тока, протекающего по рамке, с полем постоянного магнита 2 вызывает появление вращающего момента, который, будучи уравновешен противодействующим моментом пружин, поворачивает рамку на определенный угол. Вращающий момент, действующий на рамку, равен
Мвр = w*B*L*I*d = C1*I,
где w – число витков рамки, В – индукция поля постоянного магнита, L и d – ширина и длина рамки, С1 = w*B*L*d – коэффициент. Так как параметры w, B, L и d неизменны для прибора, то коэффициент С1 является постоянным. То есть вращающий момент пропорционален величине тока и его изменения зависят только от изменения тока.
Пружины создают противодействующий момент
Мпр = С2*,
где С2 – коэффициент, зависящий от жесткости пружины, - угол поворота.
Так как
Мвр = Мпр,
то отсюда
С1*I = C2*
или
= (С1 / С2)*I.
Таким образом, угол поворота рамки пропорционален величине протекающего по рамке тока. Угол поворота рамки показывается прикрепленной к ней стрелкой.
Данный принцип измерения лежит в основе работы амперметров и вольтметров. Соответственно, шкалы этих приборов проградуированы в единицах силы тока и напряжения.
Достоинства приборов данной системы:
- точность показаний,
- малая чувствительность к посторонним электромагнитным полям,
- незначительное потребление мощности,
- равномерность шкалы.
Недостаток: принцип не предназначен для измерения переменного тока. Для использования прибора в цепях переменного тока необходимы преобразователи.
2.9.1.3 Приборы электромагнитной системы
Принцип действия основан на втягивании стального сердечника 2 (см. рисунок 2.46) в неподвижную рамку с током 1. На рисунке 2.46,а показан разрез рамки, на рисунке 2.46,б – вид сбоку. Рамка может иметь квадратную, круглую или, как в данном случае, овальную форму.
Сердечник вращается на оси, к которой прикреплена стрелка, показывающая на шкале угол поворота. Сердечни уравновешен пружиной (на рисунке не показана).
При протекании тока I через рамку возникает магнитное поле, втягивающее сердечник в внутрь рамки. Полностью втянуться ему не дает пружина. Вращающий момент, действующий на сердечник:
Мвр = С1*I2,
где С – постоянный коэффициент.
Противодействующий момент пружины
Мпр = С2*.
Тогда, учитывая, что в уравновешенном состоянии прибора Мвр = Мпр, можно получить:
= (С2 / С1)*I2,
то есть, угол поворота сердечника и стрелки пропорционален квадрату величины тока.
Достоинства приборов данной системы:
- пригодность для измерения как постоянного, так и переменного токов;
- простота конструкции (по сравнению, например, с приборами магнитоэлектрической системы они имеют меньше элементов);
- надежность (как следствие простоты конструкции).
Недостатки:
- малая чувствительность,
- значительное потребление мощности из измеряемой цепи,
- влияние температуры, посторонних электромагнитных полей и др. на точность показаний,
- неравномерность шкалы (из-за того, что зависит от квадрата тока, расстояния между делениями шкалы будут неравномерны).
25. Приборы непосредственной оценки. Приборы электродинамической системы. Приборы индукционной системы.