Электромагнитные измерительные механизмы.

Наибольшее применение полу­чили три конструкции измерительных механизмов: а)

с плоской ка­тушкой; б) с круглой катушкой; в) с замкнутым магнитопроводом.

Рис.11. Электромагнитный измерительный механизм с круглой катушкой.

Рис.10. Электромагнитный измерительный механизм с плоской катушкой.

Рис.12. Электромагнитный измерительный механизм с замкнутым магнитопроводом.

На рис.10 показан измерительный механизм с плоской катушкой, состоящим из камеры 4 и крыла 5. Катушка 1 наматывается медным проводом и имеет воздушный зазор, в который может входить эксцентрично укрепленный на оси сердечник 2. При наличии тока в катушке сердечник стремится расположиться в месте с наибольшей концентрацией поля, т. е. втягивается в зазор катушки. При этом закручиваются пру­жинки 3, в результате чего возникает противодействующий момент.

На рис. 11 показано устройство элек­тромагнитного измерительного механизма с круглой катушкой. Неподвижный 3 и подвижный 1 сердечники расположены внутри катушки 2. При наличии тока в обмотке оба сердечника намагничивают­ся и стремятся оттолкнуться друг от друга, вследствие чего подвижный сердечник вместе с осью и стрелкой поворачивается на некоторый угол, закручивая пружинки для создания противодействующего мо­мента.

На рис. 12 показан электромагнитный измерительный механизм с замкнутым магнитопроводом. Катушка 1 помещена на магнитопровод 2 с полюсными наконечниками 3. При наличии тока в об­мотке катушки подвижный сердечник 4 стремится повернуться по часовой стрелке вокруг оси О, втягиваясь в рабочее пространство между полюсными накладками левого полюса.

По своему устройству электромагнит­ные измерительные механизмы являются самыми простыми среди измерительных механизмов приборов разных групп.

На основании уравнения (2) определим вращающий момент электромагнитного измерительного механизма как производную от электромагнитной энергии W_e системы по углу поворота. Выраже­ние для электромагнитной энергии катушки, по обмотке которой про­текает ток, можно представить следующим образом:

где L — индуктивность катушки, зависящая от положения сердеч­ника; / — ток в обмотке.

Выражение для вращающего момента будет

Если противодействующий момент создается с помощью упругих элементов, то для режима установившегося отклонения можно написать

откуда

Кроме рассмотренных измерительных механизмов с механическим противодействующим моментом, применяют также электромагнитные логометры.

Устройство измерительного механизма двухмоментного электромагнитного логометра с катушками А и Б представлено на рис.13. Сердечники на оси укреплены так, что при повороте подвижной части в некоторых пределах индуктивность одной катушки увеличивается, а другой – уменьшается, вследствие чего вращающие моменты направлены в противоположные стороны.

Достоинства электромагнитных приборов:

• простота конструкции и, как следствие, дешевизна и надежность в работе;

• способность выдерживать большие нагрузки, что объясняется отсутствием токоподводов к подвижной части;

(12)

Рис. 13. Измери­тельный механизм двухмоментного электромагнитного логометра

- возможность применения для измерений в цепях постоянного и переменного тока (отдельных приборов до частоты порядка 10000 Гц).

К недостаткам приборов относятся:

• относительно малые точность и чувствительность.