Общие узлы и детали

Электромеханические приборы всех систем имеют общие узлы и детали. К ним, в частности, относятся корпус, циферблат; указатель, детали для установки подвижной части, успокоитель, устройство для создания противодействующего момента, корректор.

Корпус защищает измерительный механизм от механических воздействий и от попадания пыли и влаги.

На циферблате обычно кроме шкалы имеется ряд обозначений, при помощи которых указываются единица измеряемой величины, класс точности, символ, соответствующий принципу действия прибора, рабочее положение, испытательное напряжение изоляции, год выпуска, заводской номер и др. Символы, соответствующие принципу действия прибора, приведены в приложении 1.

Указатели бывают механическими и световыми. Механические указатели представляют собой легкие стрелки, изготовленные из стекла или алюминия. В световых указателях роль стрелки играет световой луч.

Установка подвижной части должны обеспечивать её свободное вращение. Используются три способа установки: на кернах, на растяжках, на подвесе.

При установке на кернах ось, вокруг которой вращается подвижная часть, имеет два стальных острия — керна, которыми она опирается на агатовые или корундовые подпятники. При установке на растяжках подвижная часть подвешивается между двумя растянутыми ленточками из бронзового сплава, устраняя трение в опорах. При установке на подвесе подвижная часть подвешивается на металлической или кварцевой нити, применяется в особо чувствительных приборах.

Противодействующий момент (M) может быть создан упругими силами или теми же электромагнитными силами, что и вращающий. В последнем случае прибор называется логометром.

Противодействующий момент при установке на опорах создается спиральной пружиной, внешний конец которой прикреплен к неподвижной части, а внутренний — к оси подвижной части измерительного механизма. В других случаях М появляется из-за упругости растяжек или подвеса. При наличии пружины стрелка останавливается в положении, при котором вращающий момент уравновешивается противодействующим.

Успокоитель предназначен для того, чтобы в процессе достижения установившегося положения стрелка не испытывала слишком долгих колебаний. Применяются воздушные, жидкостные и магнитоиндукционные успокоители. Успокоители каждого вида имеют свои достоинства и недостатки.

Корректор предназначен для установки стрелки в нулевое положение, из которого по разным причинам она может оказаться смещенной при не включенном приборе.

Электромеханические измерительные механизмы Магнитоэлектрические измерительные механизмы

В приборах магнитоэлектрической системы используется взаимодействие поля постоянного магнита с катушкой (рамкой), по которой протекает ток. Конструктивно измерительный механизм может быть выполнен либо с подвижным магнитом, либо с подвижной катушкой.

Принцип действия магнитоэлектрических измерительных механизмов.

На рис. 3.2а показана подвижная рамка измерительного механизма, находящаяся в равномерном радиальном магнитном поле. При протекании по обмотке рамки тока возникают силы F, стремящиеся повернуть рамку так, чтобы ее плоскость стала перпендикулярной к направлению O₁ - O₂. При равенстве вращающего и противодействующего моментов подвижная часть останавливается.

Рис. 3.2а. Подвижная катушка в радиальном поле	Рис. 3.2б. Магнитоэлектрический измерительный механизм

Для получения зависимости между углом отклонения и током рассмотрим уравнение момента для рамки с током, находящейся в магнитном поле:

где M – вращающий момент, W_e – энергия электромагнитного поля, сосредоточенная в измерительном механизме, - поток, сцепляющийся с обмоткой рамки; I - ток в обмотке рамки.

Величина  может быть подсчитана как произведение индукции В в воздушном зазоре, числа витков  обмотки рамки и суммы площадей двух боковых поверхностей, описанных активными сторонами подвижной катушки при ее повороте на угол  от нейтрального положения (оси O₁ – O₂).

В соответствии с рис. 3.2б активными сторонами обмотки рамки будут являться стороны, расположенные в плоскости, перпендикулярной рисунку. Стороны рамки, находящиеся в плоскости рисунка, при своем движении скользят вдоль силовых линий, не пересекая их, и поэтому не будут участвовать в создании вращающего момента.

Следовательно,

 = В2rl,

где r - радиус рамки относительно оси вращения; l - длина рамки;  - угол отклонения рамки от нейтрального положения. Обозначив площадь катушки через s, можем написать

 = Bs.

Подставляя это выражение в формулу момента и дифференцируя его, получим

М = BsI.

Так как противодействующий момент создается упругими элементами, то можно для режима установившегося отклонения написать

BsI = W,

Откуда