11. Магнитоэлектрические измерительные приборы

Состав:

1) магнитоэлектрические измеряемые механизмы(МЭИМ);

2) масштабные преобразователи (дополнительное сопротивление, шунты,

делители напряжения);

3) вспомогательные элементы и устройства.

1. Принцип действия МЭИМ

В основу работы МЭИМ положен принцип Лоренца.

На проводник с током, расположенном в магнитном поле, действует сила Лоренца.

F_л

I

B

Рисунок 10. Действие силы Лоренца, на проводник, расположенный в магнитном поле

2. Схематическое устройство МЭИМ.

8 7

1 N 4 S

N S

B

5

2

I

3 6 1

Рисунок 11. Статическое устройство МЭИМ

1 – постоянный магнит;

2 – магнитопровод из мягкой углеродистой стали;

3 – полюсные наконечники (башмаки);

4 – магнитомягкий круговой цилиндр из малоуглеродистой стали;

5 – катушка из изоляционного каркаса с обмоткой из медного провода;

6 – противодействующая пружина (используется спираль Архимеда или тор-

сионы);

7 – стрелка, жестко связанная с подвижной катушкой;

8 – шкала.

3. Работа МЭИМ

Постоянный магнит 1 создает магнитный поток, который замыкается через магнитопровод 2, полюсные наконечники 4 и рабочий зазор. Если в катушку 5 подается ток I , то при взаимодействии его с магнитным полем, индукцией Вδ, в рабочем зазоре возникает момент Лоренца. Этот вращающий момент

уравновешивается противодействующим моментом пружины 6. В момент успокоения угол отклонения подвижной части механизма α указывает какой ток протекает через измеряемый механизм.

Уравнение связи (связь между входной и выходной величинами) МЭИМ

Bδ·S·N

α = · I , (6)

W

где Вδ – магнитная индукция в рабочем зазоре;

S и N – соответственно площадь поперечного сечения и число витков

измерительной катушки

W – удельный противодействующий момент пружины.

4.Достоинства магнитомягких измерительных механизмов

I(t)

I₀ ≈ I_ср

t

Рисунок 12. Интегрирование входного тока МЭИМ

B·S·N

α = ———— ·Iср (7)

W

1. Высокая точность измерительного механизма. Индукция в зазоре имеет высокое значение (В=0.5…1.5 Тл). Число витков N=100..500.

2. Высокая чувствительность не зависит от угла поворота и тока.

3. Равномерность шкалы.

α

0 I_ср

5. Недостатки:

а) невозможность измерения переменного тока;

б) малая перегрузочная способность;

в) относительная сложность конструкции механизма.

6. Области использования. Амперметры и вольтметры постоянного тока,

омметры и гальванометры (измеряют количество электричества), а так же в приборах с преобразованием рода тока (выпрямительные приборы), где

используются механизмы измерения и термоэлектрические приборы, в кото-рых используются термопары и магнитоэлектрические механизмы и элект-ронные приборы, где переменный ток преобразуется полупроводниковыми приборами в постоянный ток.

7. Точность. Классы точности: (0.05); 0.1; 0.2; 0.5;1.0 – относительная погрешность в процентах.