49. Електродинамічні механізми аналогових вимірювальних приладів. Переваги, недоліки.

Електродинамічні механізми. У вимірювальних механізмах електродинамічної системи крутний момент створюється при взаємодії струму І1, що протікає по рамці рухомої частини 1, з магнітним потоком, який створюється струмом І2, що протікає через нерухомі котушки збудження 2.

Переваги електродинамічного ВМ є: можливість їх використання в колах як постійного так і змінного струму, стабільність показів у часі.

Недоліки електродинамічного ВМ: мала чутливість, велика потужність споживання (декілька десятків ват).

Під дією крутнго моменту рухома котушка намагається зайняти таке положення, при якому напрямок її магнітного поля співпадав би з напрямком магнітного поля нерухомої котушки . Для положення рівноваги необхідно, щоб крутний момент був рівен протидіючому моменту Моб = Мпр=aW, отже

кут відхилення для змінного струму:

50. Феродинамічні механізми аналогових вимірювальних приладів. Переваги, недоліки.

Прилади, вимірювальний механізм яких має феромагнітний магнітопровід дістали назву феродинамічних приладів.

Рис. 6.5 Схематичне зображення феродинамічного вимірювального механізму Конструктивно, ВМ ферродинамічної системи відрізняються від

електродинамічних ВП тим, що нерухома котушка має магнітопровід із магнітом'ягкого матеріалу. Наявність магнітопроводу сприяє створеннювеликого пружного моменту, який діє на рухому котушку.

Переваги феродинамічних ВМ: при меншому споживанні електричноїенергії розвивають значно більші обертальні моменти, дуже надійні.

Недоліки феродинамічних ВМ: поступаються за точністю та частотним діапазоном електродинамічним приладам (без феромагнітного осердя). Найвищий клас точності феродинамічних -0,5.

51. Індукційні механізми аналогових вимірювальних приладів. Переваги, недоліки.

Такі вимірювальні механізми (див. рис. 6.6) використовується переважно в лічильниках електричної енергії, в колах змінного струму. Вимірювальний механізм цієї системи має два незалежні магнітопроводи, рознесені в просторі. Обмотка одного з магнітопроводів є обмоткою кола напруги, обмотка другого магнітопроводу є струмовою. Потоки Фн та Ф, пропорційні відповідно напрузі Uта струмуI, наводять у диску вихрові струми. В результаті взаємодії цих вихрових струмів і магнітних потоків виникає обертовий момент,

Mоб=kfФмФіsinφ,

Рис. Схематичне зображення індукційного вимірювального механізму

де k- сталий коефіцієнт, значення якого визначається параметрами ВМ; f - частота струму та напруги; φ- кут зсуву фаз між потоками Ф¬мтаФі

52. Електромагнітні механізми аналогових вимірювальних приладів. Переваги, недоліки.

В основі принципу дії електромагнітних вимірювальних механізмів покладено принцип, за яким на феромагнітне тіло в магнітному полі діє сила, пропорційна квадрату магнітної індукції. Магнітна індукція, в свою чергу, створюється струмом, що протікає через котушку вимірювального механізму, а отже, обертальний момент, що виникає, пропорційний квадрату цього струму.

Рис. 6.7 Схематичне зображення електромагнітного вимірювального механізму

а) з круглою котушкою; б) з плоскою котушкою

У вимірювальних механізмах сучасних електромагнітних приладів обертальний момент створюється силою відштовхування між однаково намагніченими рухомим та нерухомим осердями в результаті проходження через вимірювальну котушку 1 струму.

Переваги електромагнітних ВМ є: — можливість вимірювати як постійні так і змінні струми, стійкість до струмових перевантажень, простота конструкції і невелика вартість.

Недоліки електромагнітних ВМ є: низька чутливість і точність, значне енергоспоживання.

53. Електростатичні механізми аналогових вимірювальних приладів. Переваги, недоліки.

Обертальний момент електростатичних приладів (рис. 6.8) пропорційний квадрату напруги між рухомим 1 та нерухомими 2 електродами, а усталене відхилення рухомої частини буде пропорційним ефективному (середньоквадратичному) значенню напруги:

Для створення необхідного для нормальної роботи обертального моменту в електростатичних вимірювальних механізмах потрібна порівняно висока напруга. Тому електростатичні прилади випускають як вольтметри з номінальною напругою не нижче ніж 10В і як кіловольтметри переважно до 30 кВ. Схематичне зображення вимірювального механізму подано на рисунку 6.8.

Рис. 6.8 Схематичне зображення електростатичного вимірювального механізму Переваги електростатичних ВМ є: можливість використання як для вимірювання постійного струму, так і змінного, мале енергоспоживання,незалежність показів від частоти, форми вимірювальної напруги і зовнішніх магнітних полів, великий діапазон вимірювання напруги (до декількох сотень кіловат).

Недоліки електростатичних ВМ є: мала чутливість.

Область застосування: електростатичні вольтметри в колах постійного та змінного струму високих частот з напругою до сотень кіловольт.