9.3. Устройства и принципы действия

электроизмерительных приборов различных систем

Измерительный механизм прибора магнитоэлектрической системы состоит из постоянного магнита, имеющего подковообразную форму. Внутри магнита находится катушка индуктивности, связанная со стрелкой прибора. При протекании электрического тока в проводниках катушки наблюдается явление электромагнитной силы. В результате катушка, укреплённая на оси, поворачивается на угол, пропорциональный значению измеряемой величины. Вместе с катушкой отклоняется стрелка прибора, указывая на шкале значение измеряемой величины. Приборы этой системы используются для измерений в цепях постоянного тока.

Измерительный механизм прибора электромагнитной системы состоит из катушки индуктивности с подвижным магнитопроводом, который связан со стрелкой прибора. При протекании электрического тока в проводниках катушки наблюдается явление электромагнетизма. В результате магнито­провод втягивается в катушку пропорционально значению измеряемой величины, а стрелка прибора отклоняется, указывая на шкале значение измеряемой величины. Приборы этой системы используются для измерений в цепях постоянного и переменного тока.

Измерительный механизм прибора электродинамической системы состоит из двух катушек индуктивности (подвижной и неподвижной). При протекании электрического тока в проводниках катушек наблюдается явление электромагнитной силы. В результате подвижная катушка (находящаяся внутри неподвижной катушки) отклоняется на угол, пропорциональный значению измеряемой величины. Вместе с этой катушкой отклоняется стрелка прибора, указывая на шкале значение измеряемой величины. Приборы этой системы используются для измерений в цепях постоянного и переменного тока.

Измерительный механизм прибора индукционной системы состоит из двух неподвижных катушек индуктивности (сдвинутых в пространстве на угол 90 друг к другу) и подвижной металлической части (диска, цилиндра), которая располагается между катушками. Одну катушку включают параллельно сети, а другую последовательно. Токи, протекающие в катушках, создают два магнитных потока, которые пронизывают подвижную металлическую часть и наводят в ней вихревые э.д.с. Под действием наведенных вихревых э.д.с. в подвижной части будут протекать вихревые токи, то есть подвижная часть с током находится в магнитном поле катушек. В результате наблюдается явление электромагнитной силы, и подвижная часть (диск, цилиндр) приходит во вращение. Приборы этой системы используют, как правило, для измерения мощности и энергии в цепях переменного тока.

Прибор термоэлектрической системы представляет собой совокупность прибора магнитоэлектрической системы и термопары (двух разнородных металлов: например, медь – константан, железо – константан). Два конца металлических проводников, из которых состоит термопара, соединены в общий узел. К этому узлу подсоединён проводник, по которому проходит измеряемый электрический ток. В результате теплового действия тока общий узел нагревается и в нём индуктируется постоянная электродвижущая сила (называемая термо-э.д.с.), независимо от рода тока. К двум другим концам металлических проводников, из которых состоит термопара, подключён измерительный механизм магнитоэлектрической системы. При возникновении термо-э.д.с. в катушке измерительного механизма протекает постоянный ток. При протекании электрического тока в проводниках катушки наблюдается явление электромагнитной силы. В результате катушка, а вместе с ней и стрелка прибора отклоняются, указывая на шкале значение измеряемой величины. Приборы этой системы используются для измерений в цепях постоянного и переменного тока.

Прибор выпрямительной системы представляет собой совокупность прибора магнитоэлектрической системы и одного или нескольких полупроводниковых выпрямителей, назначение которых – питание измерительного механизма магнитоэлектрической системы постоянным током. Приборы этой системы для измерений в цепях постоянного и переменного тока для измерения небольших значений физических величин, а также для измерений в цепях с повышенной частотой тока (свыше 50 Гц).