5. Індукційні вимірювальні механізми

Принцип дії цих механізмів базується на взаємодії магнітних потоків зі струмами, що наведені цими потоками в рухомому провідному диску. Отже такий механізм працює лише на змінному струмі.

Схематичне зображення індукційного механізму приведено на рис.6.7. Електромагніти 1,2, які живляться змінними струмами відповідно створюють магнітні потоки та . Ці потоки пронизують алюмінієвий диск 4, який може обертатись на вісі 5. Магнітні потоки індукують в диску вихрові струми. Зі всіх можливих взаємодій між струмами та потоками лише взаємодія пар та і та приводить до виникнення обертового момента. Середнє значення обертового момента, що діє на диск дорівнює

,

де - фазовий зсув між струмами та , - частота струму, - амплітудні значення струмів. Якщо до вісі приладу

Рис.6.7

приєднати протидіючу пружину, що створює момент , то рівняння вимірювання . (6.17) В наведеній на рис.6.7 конструкції застосовано магнітоіндукційний заспокоювач з постійним магнітом 3.

Індукційні механізми рідко застосовують у вимірювальних приладах внаслідок того, що такі прилади мають низький клас точності (не краще за 0,5). Тому дані механізми знаходять застосування, в основному, в інтегруючих приладах - лічильниках електричної енергії змінного струму певної частоти (в цьому випадку протидіюча пружина відсутня).

6. Контрольні запитання

1. В чому полягає принцип дії електродинамічних вимірювальних механізмів?

2. Наведіть загальну схему та рівняння вимірювання електродинамічного вимірювального механізма.

3. Перелічіть електричні величини, які можна вимірювати за допомогою електродинамічних вимірювальних механізмів.

4. Наведіть схеми підключення електродинамічних вимірювальних механізмів для вимірювання струмів, напруг, потужностей.

5. В чому полягає принцип дії феродинамічного вимірювального механізму?

6. Наведіть загальну схему та рівняння вимірювання феродинамічного вимірювального механізму.

7. В чому полягає принцип дії електромагнітних вимірювальних механізмів?

8. Наведіть загальну схему та рівняння вимірювання електромагнітних вимірювальних механізмів, їх вади та переваги.

Лекція 7

1. Логометри

Логометри – це прилади електромеханічної групи, що призначені для вимірювання відношень двох електричних величин х₁ та х₂, тобто для визначення величини . У загальному виді рівняння вимірювання логометрів має вигляд

, (7.1)

де n – коефіцієнт, що залежить від системи вимірювального механізму.

Особливість логометрів полягає в тому, що моменти М_об та М_пр, що діють на рухому частину, створюються електричним шляхом. Логометри мають 2 вимірювальних ланцюга, на які діють величини х₁ і х₂, причому напрямки їх дії необхідно обрати таким чином, щоби обертові моменти зрівноважували один одного.

Конструкція логометра наведена на рис. 7.1. Принцип дії логометра полягає у наступному. В нерівномірне магнітне поле магнітної системи приладу розміщують рухому частину, яка складається з 2 жорстко скріплених рамок, розвернутих у просторі на кут d= 30¸90^о. Струми І₁ та І₂ підводяться до рамок за допомогою безмоментних струмопроводів. Ці струми створюють обертові моменти

, (7.2)

, (7.3)

де _1,2 – потокощеплення котушок 1,2.

Максимальні значення моментів зсунуті у просторі на кут d. У зрівноваженому режимі маємо

, (7.4)

звідки

, (7.5)

де , , – функції, які визначають зміни потокощеплення. Отже кут повороту механізма логометра прямопопорційний відношенню струмів, що протікають у рамках логометра.

Рис. 7.1

Суттєвим для роботи логометрів є те, що для нормального функціонування цих приладів необхідно виконати умову , яка реалізується за рахунок штучного створення нерівномірного магнітного поля.

Окремо слід зазначити, що стрілка непідключеного логометра займає довільне положення внаслідок відсутності протидіючої пружини.

Джерелами похибок логометра є:

1) неідентичність рамок;

2) невідповідність розрахованого неоднорідного магнітного поля створеному, що обумовлено якістю феромагнітних деталей механізму;

3) наявністю додаткових моментів, наприклад, моментів від тертя в опорах, кінцевих протидіючих моментів струмопроводів і т.і.

Магнітоелектричні логометри застосовують для вимірювання опорів, частоти, неелектричних величин і позначаються на шкалі знаком