Требуется коррекция рис.3.3

Рис. 3.3 Схема включения магнитоэлектрического прибора в цепь переменного тока (детекторная система)

На рис.3.3 показана принципиальная схема для измерения переменного тока прибором детекторной системы. Измерительный прибор включен в диагональ АВ моста из 4-х выпрямительных полупроводниковых элементов.

При протекании в цепи переменного тока через диагональ АВ моста течёт пульсирующий ток, не меняющий своего направления.

В приборах термоэлектрической системы в качестве преобразователя используется термопара 1. Измерительный прибор 2 соединён со свободными концами термопары, а рабочие концы, образующие её горячий спай, нагреваются измеряемым током, проходящим через проволочный нагревательный элемент 3 (рис. 3.4).

Количество тепла Q,выделяемое в нагревателе, пропорционально квадрату действующего значения измеряемого тока. Температура нагрева горячего спая термопары и её ЭДС находятся в прямой зависимости от величины Q. В связи с этим отклонение стрелки измерительного прибора 2 пропорционально ЭДС термопары 1, также находится в прямой зависимости от квадрата действующего значения измеряемого тока.

Рис. 3.4 Схема включения магнитоэлектрического прибора с термопаой (термоэлектрическая система)

Приборы детекторной и термоэлектрической системы применяются как вольтметры и амперметры (на небольшие токи) для измерений в цепях переменного тока промышленной частоты (50гц) и повышенных частот.

Достоинством приборов магнитоэлектрической системы:

1. Высокая точность.

2. Малая чувствительность к показаниям к посторонним магнитным полям.

3. Малое потребление энергии.

4. Равномерность измерительной шкалы.

Недостатки:

1. Не универсальность (в основном в цепях постоянного тока).

2. Чувствительность к перегрузкам.

Приборы магнитоэлектрической системы могут быть выполнены и с подвижным магнитом. Такие приборы просты по устройству и устойчивы к перегрузкам, но обладает более низкой точностью из-за влияний гистерезиса.

Электромагнитная система (см.рис 3.5).

Рис.3.5 -Условное обозначение на шкале прибора

Принцип действия основан на втягивании стального сердечника в неподвижную катушку при прохождении по ней токов.

.

Противодействующий момент , уравновешивающий , пропорционален углу α. А угол отклонения стрелки прибора α находится в квадратичной зависимости от измеряемого тока и шкала прибора оказывается неравномерна (не линейна). Электромагнитная система обладает вращающим моментом, который создается воздействием магнитного поля измеряемого тока, проходящего по неподвижной катушке прибора, ферромагнитный сердечник, который способен вращаться. Для успокоения стрелки прибора применяют воздушные или электромагнитные демпферы.

Сейчас применяются два типа подобных механизмов этой системы: с круглой или плоской катушкой.

Класс точности подобных приборов не превышает 1.5, что является следствием влияния гистерезиса. К ценным свойствам этих приборов относят:

1) универсальность,

2) надёжность,

3) защита от перегрузок,

4) дешевизна и простота устройств.

К недостаткам относят:

1. неравномерность шкалы (нелинейность)

2. влияние на точность измерения действие посторонних магнитных полей

Для устранения влияния посторонних полей на точность применяют 2 катушки, создающие согласованные вращающие моменты. Катушки расположены так, что магнитные потоки Ф₁ и Ф₂ направлены в противоположные стороны (рис. 3.5). Постороннее магнитное поле Ф_внеш ослабляет поток Ф₁, уменьшая вращающий момент М_вр1, и одновременно усиливает поток Ф_2, увеличивая вращательный момент М_вр2. В результате общий момент остаётся неизменным, т.е.

и зависит только от тока I цепи.

Рис.3.5

Приборы такой конструкции называются астатическими.

Для уменьшения погрешности измерения от посторонних магнитных полей приборы экранируют, помещая в стальные корпуса.

Электродинамическая система

Рис.3.6 -Условное обозначение на шкале прибора

Работа прибора (рис.3.6). основана на взаимодействии тока I₂, протекающего через подвижную катушку с магнитным потоком Ф, и создаваемым магнитным потоком от тока I₁ неподвижной подушки, т. е. обладают вращающим моментом, который образуется при взаимодействии проводников, по которым протекают токи (рис. 3.7).

Необходима коррекция рис.3.7

Рис. 3.7 –Принципиальная схема прибора

Для постоянного тока

Для переменного тока

φ,

где φ-угол сдвига между токами .

Подобные измерительные механизмы состоят из неподвижной 1 и подвижной 2 катушек. Противодействующий момент создается спиральными пружинами 3, которые вместе с тем используются для подвода тока в подвижную катушку, занимающую под действием электродинамических сил положение, при котором ее магнитное поля совпадает по направлению с направлением поля неподвижной катушки.

С целью защиты от внешних магнитных полей прибор закрывают ферромагнитным экраном. Класс точности подобных приборов не превышает 1.5, что является следствием влияния гистерезиса. К ценным свойствам этих приборов относят защиту от перегрузок, дешевизну и простоту устройства.

Электродинамические приборы применяются для измерения как постоянного, так и переменного токов, при этом шкала у приборов для обоих родов тока одна и та же.

Для успокоения стрелки используют воздушные или магнитные демпферы.

Достоинства:

1. высокая точность,

2. универсальность.

Недостатки:

1. Чувствительность к перегрузкам

2. Влияние посторонних магнитных полей на точность измерений.

3. Из-за присутствия подвода тока в подвижную часть и плохого охлаждения электродинамические механизмы не выдерживают значительной перегрузки, к тому же они дороги.

При этом класс их точности 0.2 или даже 0.1.

Поэтому такие приборы применяются при лабораторных и контрольных измерениях переменного тока.

Имеют в практике электрических измерений ферродинамические и индукционные приборы (для самостоятельного изучения по лит источникам)