Практическая работа № 3

 

ТЕМА: Изучение электромеханических измерительных

Приборов

ЦЕЛЬ: Изучить принцип работы электромеханических измерительных приборов различных систем.

ЗАДАНИЕ

Изучить принцип работы, определение класса точности и применение электромеханических измерительных приборов магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической и индукционной систем, условными обозначениями приборов, способами измерения электрических величин, общими правилами выполнения измерений.

Сделать вывод о проделанной работе.

Выполнить контрольные задания.

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Современная наука и техника немыслимы без электроизмерительных приборов. С их ПОМОЩЬЮ можно просто, быстро и с высокой ТОЧНОСТЬЮ измерять не только электрические, но и многие неэлектрические величины. Электроизмерительные приборы используют при изучении различных физических явлений, испытании машин, а также для контроля и управления производственными процессами.

Н аиболее широкое применение в технике получили приборы, непосредственно указывающие числовые значения измеряемых величин. Такие приборы называют п о к а з ы в а ю щ и м и п р и б о р а м и. К НИМ относятся, наапример, амперметры, вольтметры, счетчики, ваттметры. Они снабжаются отсчетными приспособлениями - стрелками со шкалами или счетными механизмами.

Шкалы приборов со стрелкой-указателем предварительно градуируют в числовых значениях измеряемой величины(рис.1).

Электроизмерительные приборы, применяемые для повседневных измерений, называют рабочими, а приборы, используемые только для поверки и градуировки рабочих приборов, - образцовыми. В качестве образцовых приборов служат измерительные приборы высокой точности.

Основным элементом каждого показывающего прибора является измерительный механизм. Он состоит из подвижной и неподвижной частей, заключенных в корпусе прибора. Подвижная часть механизма перемещается - обычно поворачивается вокруг оси-при включении. прибора в контролируемую электрическую цепь.

Действие· измерительных· механизмов основано на использовании различных физических явлений. В одних приборах отклонение подвижной части измерительного механизма вызывается силами взаимодействия между проводником с током и полем постоянного магнита; в других - силами втягивания легких феррромагнитных сердечников внутрь катушки с измеряемым током; в третьих - силами взаимодействия двух проводников с токами и т.д. Момент сил, вызывающий перемещение подвижной части механизма, называют вращающим моментом.

Если перемещению подвижной части прибора не будет оказано упругое противодействие, то измерения таким прибором будут невозможны, так как при любом вращающем моменте стрелка расположится у края шкалы. Для того чтобы стрелка прибора отклонялась на угол, соответствующий измеряемой величине, необходимо вращающему моменту противопоставить момент сил обратного направления. Момент сил, препятствующий перемещению подвижной части прибора, называют противодействующим моментом. Величина этого момента должна возрастать с увеличением отклонения подвижной части. В большинстве приборов такой момент создается силами упругости спиральных или ленточных пружин. При их закручивании или раскручивании оказываемое ими противодействие пропорционально углу поворота подвижной части прибора.

Таким образом, при включении прибора в электрическую цепь на подвижную часть его измеритёльного механизма будут действовать два момента сил: вращающий и противодействующий. Перемещение подвижной части происходит только до тех пор, пока вращающий момент превышает момент противодействующий. Когда возрастающий с углом закручивания противодействующий момент окажется paвным вращающему моменту, перемещение подвижной части прибора прекратится и наступит равновесие. Отклонившаяся стрелка прибора займет определённое положение в соответствии с измеряемой величиной.

После выключения прибора его подвижная часть под дeйствием момента закрученной пружины возвращается в исходное положение.

При включении прибора в цепь подвижная часть измерительного механизма будет перемещаться к положению равновесия. Если не принять специальных мер, то по инерции она пройдет это положение. Затем, под воздействием спиральных пружин, подвижная часть начнет перемещаться в обратную сторону, снова пройдет положение равновесия и подобно маятнику будет совершать затухающее колебательное движение около положения равновесия. Время этого движения может быть очень большим, что задержит отсчет. Для того чтобы заставить подвижную систему прибора возможно скорее занять положение равновесия, ее соединяют с особым приспособлением - успокоителем.

Наибольшее распространение получили двa типа успокоителей: магнитоиндукционный и воздушный.

М агнитоиндукционый у с п о к о и т е л ь (рис. 2) представляет собой секторную металлическую пластинку 2, расположенную между полюсами постоянного магнита 1. Пластинка насажена на ось 3 подвижной части измерительного мexанизма. При перемещении пластинки в поле

постоянного магнита в ней индуктируются вихревые токи. В результате взаимодействия вихревых токов с полем постоянного магнита создаются силы, которые, согласно закону Ленца, препятствуют перемещению пластинки и тем самым ускоряют затухание колебаний подвижной части измерительного механизма.

Воздушный успокоитель (рис. 3) состоит ИЗ «камеры 2, внутри которой помещается легкая пластинка-кры.7Io 1, ножка крыла укреплена на оси 3 подвижной части прибора. Крыло, движущееся в камере, не касается ее стенок, а тормозящий момент образуется вследствие сжатия и разряжения воздуха в камере.