21. Логометры. Принцип действия, конструктивные особенности, упрощенная принципиальная схема логометра.

Это приборы магнитоэлектрической системы. Логометр (рис.2.23) состоит из двух жестко закрепленных между собой рамок, изготовленных из медной проволоки, сопротивлением r₁ и r₂. На общую ось рамок наса­жена стрелка прибора.

В воздушном кольцевом зазоре между цилиндрическим наконечни­ком из мягкой стали и полюсными наконечниками вращаются активные стороны рамок. Воздушный зазор между полюсными наконечниками и сердечником неравномерен и поэтому магнитное поле здесь распределено неравномерно. Так. зазор по горизонтальной оси минимален и увеличива­ется по обе стороны от этой оси. В соответствии с этим магнитная индук­ция в центре максимальна и уменьшается примерно по квадраигчному за­кону по мере удаления от центра к краям полюсных наконечников. Таким образом, магнитная индукция является функцией угла поворота рамок, т.е. токи I₁ и I₂, проходящие соответственно в рамках г-, и г₂, направлены так, что возникающие в них моменты M₁ и М₂ направлены навстречу друг дру­гу:

M₁ = С₁В₁I₁ М₂=С₂В₂I₂ (2.33)

где С₁, С₂ - постоянные коэффициенты, зависящие от геометрии рамок: B₁, В₂ - магнитная индукция, пронизывающая рамки.

В логометре уравно­вешивание момента, дей­ствующего в одной из ра­мок, происходит за счет момента другой рамки. Для исключения погреш­ности измерения токопроводы рамок выполняют безмоментными, напри­мер, из тонкой золотой ленты или маломоментнымп - из бронзовой про­волоки малого диаметра.

Пусть при изменении сопротивления R_t увиличится ток I₁ что приво­дит к увеличению момента Mi, который начинает поворачивать подвиж­ную систему против часовой стрелки. При этом окажется, что активные стороны рамки r₁ будут перемещаться из поля большей магнитной напря­женности в поле с меньшей напряженностью. Активные стороны рамки r₂, наоборот, из поля меньшей магнитной напряженности в поле с большей напряженностью. При этом момент M₁ будет уменьшаться, а М₂ - расти, вследствие уменьшения В₁ и роста В₂. При некотором угле поворота под­вижной системы наступит состояние равновесия, т.е.

Рис. 2.23. Логометр

1 - сердечник; 2 - рамки: 3 – магнит

Из этого следует, что угол поворота подвижной системы определяет­ся отношением (по-гречески "логус") двух токов, что объясняет название прибора - логометр.

Выражая токи I₁ и 1₂ через напряжение питания U и соответст­вующие сопротивления, имеем:

r₁, R1, r₂, R₂, R_л = const, поэтому φ =f(R_t).

Таким образом, логометр измеряет отношение токов, генерируемых одним источником. Изменение его напряжения в определенных пределах не влияет на показания прибора. Это его преимущество.

Так как рамки выполнены из меди, то при изменении температуры окружающей среды сопротивление рамок меняется. Для уменьшения влияния температуры последовательно с сопротивлениями r₁, и r₂ рамок включены добавочные резисторы R₁ и R₂, выполненные из манганина. Зна­чение сопротивлений R₁ и R₂ много больше сопротивлений r₁ и r₂ рамок. Но при этом из-за уменьшения токов уменьшается чувстви­тельность логометра.

22. 3-х проводная схема включения логометра и ТПС.

Смотри вопрос № 19