4. Электромагниттік механизм.

Электромагниттік ӨМ- дің (6 сурет) құрылысында айналдырушы момент ферромагнитті материалдан жасалған 4 қозғалмалы элемент пен өлшенетін тоқ өтетін 3 қоздыру орамасы тудыратын магнит өрісінің өзара әсерінің нәтижесінде пайда болады.

4 қозғалмалы элемент қозу орамасының өрісін күшейтуіне қарай орналасады. Тынышталу 6 ауалық тыныштандырғышпен жүзеге асады. Электромагниттік механизмнің құрылымы 7 суретте көрсетілген.

Қозғалмалы элементке әсер ететін айналдырушы момент мынаған тең:

.

6 Сурет - Электромагниттік механизм

7 Сурет - Электромагниттік механизманің құрылымдық электрлік сұлбасы

Орама бойынша i(t)=I_Мsin(t) айнымалы тоқ өткенде лездік мән үшін айналдырушы момент мынаған тең:

,

сонда, айналдырушы моменттің орта мәні келесі түрде болады:

,

Мұндағы I- тоқтың орта квадраттық мәні;

Т- айнымалы тоқтың периоды.

Қарсы әсер етуші момент 1 оське бекітілген 5 шиыршықты серіппе арқылы пайда болады және мынаған тең:

М_қәм=W.

М_қәм=М_орт тепе- теңдікті орнату моментінде жақтаушаның бұрылыс моменті мынаған тең болады:

.

Берілген өлшегіш аспаптың шкаласының бас жағы сығылған, ал аяқ жағы созылған. Өзекшені таңдау арқылы бірқалыпты шкаласына қол жеткізуге болады.  бұрышы орауыштағы тоқтың бағытына тәуелді емес, сондықтан берілген аспап айнымалы және тұрақты тоқтарды өлшеу үшін қолдануға болады.

Қозғалмалы бөліктің орын ауыстыруының бағытын тоқтардың полярлығына тәуелді ету үшін өлшеуіш механизмнің магнит тізбегіне тұрақты магниттерді енгізеді.

Артықшылықтары: айнымалы және тұрақты тоқтарды өлшеу, тоқтық артық жүктеуге тұрақты, құрылымының қарапайымдылығы және арзандылығы.

Кемшіліктері: дәлдік пен сезімділіктің төмендігі, тұтынатын қуаттың айтарлықтай көптігі, сигнал жиілігінің, магнит өрісінің және температураның әсері.

Қолданылу аймағы: 1,0 және төмен дәлдік класты қалқанды амперметрлер мен вольтметрлер.

Электромагниттік жүйенің аспаптарына мысалдар:

1. Э316 амперметрлері мен вольтметрлері. Тоқты өлшеу диапазондары: 020, 2550, 50100, 250500 мА; 12, 2,55, 510, 1020 А. Кернеуді өлшеу диапазондары: 015; 15300; 300600 В. Жиілік аймағы– 45  60 Гц. Дәлдік класы – 1,0.

2. Э120 фазометрі. Жиілік аймағы– 50 Гц. Өлшеу диапазоны 0_сыйым10_инд. Номинал кернеу 127; 220 В. Дәлдік класы– 1,5.

3. Э393 жиілікөлшегіші. Жиілік аймағы– 50 Гц. Номинал тоқ – 5 А. Тұтынатын қуат – 5 ВА. Қолданылу аймағы– үшфазалық тораптарда өлшеу. Дәлдік класы– 1,5.

4. Электростатикалық механизм

Электростатикалық ӨМ- нің жұмыс принципі екі немесе бірнеше зарядталған өткізгіштердің өзара әсерлеріне негізделген. Берілген жағдайда қозғалмалы бөліктің орын ауыстыруы сыйымдылықтың өзгеруіне байланысты.

Механизмдердің екі түрін айырамыз:

1. Сыйымдылықтың өзгеруі электродтардың аудандарының өзгеруіне байланысты.

2. Сыйымдылықтың өзгеруі электодтардың арақашықтықтарының өзгеруіне байланысты.

8- суретте көрсетілген өлшеуіш механизмнің 1- ші түрін қарастырайық.

8 Сурет - Электростатикалық механизм.

Электродтар алюминиден жасалады. 1 қозғалатын және 2 қозғалмайтын тіліктерге салынған өлшенетін кернеу олардың арасында электростатикалық өріс туғызады. Соның нәтижесінде қозғалатын тіліктер қозғалмайтындарға тартылады.

Айналдырушы момент келесі түрде болады:

Айналдырушы моменттің орта мәні период бойынша интегралмен анықталады:

,

Мұндағы U - кернеудің ортаквадраттық мәні;

T - период.

Тепе- теңдікті орнату моментінде:

Жақтаушаның ауытқу бұрышы мынаған тең:

.

Берілген формула тұрақта тоққа да пайдаланылады.

Осылайша, берілген аспаптың межелігі бірқалыпты емес, ал қозғалмалы бөліктің ауытқу бұрышы кернеудің орташа квадраттық мәнімен анықталатынын және қосымша кернеуге тәуелді емес екенін көреміз. Тіліктердің формасының өлшемін және орналасуын таңдау арқылы өлшемнің жоғарғы шегінен 15%- тен 100%- ке дейінгі аспаптың бірқалыпты межелігін алуға болады.

Артықшылықтары: тұрақты және айнымалы тоқ тізбегінде қолданылуы, тұтынатын қуаттың аздығы, жиілікке, өлшенетін кернеу формасына, сыртқы өрістерге тәуелсіздігі, өлшенетін кернеудің үлкен диапазоны (100 киловольтке дейін).

Кемшіліктері: аз сезімділік, сыртқы электр өрістерінің әсер етуі.

Қолданылу аймағы: 10 МГц ке дейінгі жиілігі бар 10- нан 300 кВ- ке дейінгі вольтметрлер.

Электростатикалық аспаптарға мысалдар:

1. С100 киловольтметрі. Тұрақты және айнымалы тоқты өлшеу үшін қолданылатын тасымалданатын аспап. Өлшеу диапазоны- 075 кВ. Жиілік аймағы – 45 Гц  МГц. Кірістік сыйымдылық 18 пФ- тан аз емес. Дәлдік класы– 1,0.

2. С502 вольтметрі. Жиілік аймағы – 45  110⁶ Гц. Кірістік сыйымдылық– 30 пФ. Өлшеу диапазоны - 03 кВ. Қателігі – 2,53,5%.

3. С75 вольтметрі. Тұрақты және айнымалы тоқ тораптарында жұмыс істейді. Өлшеу диапазоны - 03000 В. Кірістік сыйымдылық– 30 пФ- қа дейін. Резонанстық жиілік – 80 МГц- тен көп емес. Жиілік аймағы: 2080 Гц; 130 Гц0,1 МГц. Дәлдік класы – 1,5.

4. С196 киловольтметрі. Тұрақты және айнымалы тоқтардың кернеуін өлшейді. Өлшеу диапазоны - 030 кВ. Жиілік аймағы: 20 Гц  14 МГц. Кірістік сыйымдылық – 15 пФ. Дәлдік класы – 1,0.