21. Структура аналогового электромеханического прибора.

 Электромеханические приборы относятся к приборам прямого преобразования. Структурная схема этих приборов показана на рис 3.1.

         

Рис. 3.1.

          Основными функциональными частями  этих  приборов  (рис. 3.1) являются: измерительная цепь ИЦ, измери­тельный механизм ИМ и отсчетное устройство ОУ. Они раз­мещаются в общем корпусе.

          В ИЦ происходит преобразование входного сигнала Х в одну или две промежуточные электрические величины У₁ и У₂  (напри­мер, токи I₁ и I₂  или напряжение U), воздействующие на ИМ. ИЦ может также служить для расширения пределов измерений и компенсации погрешностей.

ИМ состоит из неподвижной и подвижной частей. Под действием измеряемой величины в измерительном  механизме  создается вращающий момент М_ВР, поворачивающий подвижную часть ИМ. В общем случае вращающий момент зависит  от  измеряемой величины Х  и угла поворота  подвижной части: М_ВР = f(X, α). Для электромеханических  приборов  вращающий  момент  находится как

          В зависимости от принципа действия ИМ применяются следующие группы (системы) приборов: магнитоэлектрическая, электромагнитная, электродинамическая, ферродинамическая, электростатическая, ин­дукционная.

          Принцип действия ИМ различных групп приборов основан на взаимодействии: 1) магнитоэлектрических ИМ - магнитных полей постоянного магнита и проводника с током; 2) электро­магнитных - магнитного поля, создаваемого проводником с то­ком, и ферромагнитного сердечника; 3)  электродинамических (и ферродинамических) - магнитных полей двух систем провод­ников с токами; 4) электростатических - двух систем заряженных электродов; 5) индукционных - переменного магнитного поля проводника с током и индуцирован­ных этим полем вихревых токов в по­движном элементе (например, в алю­миниевом диске счетчика электрической энергии переменного тока). В результате подобного взаимодействия в ИМ и создается вращающий момент М_ВР.

          Если бы в ИМ действовал только вращающий момент М_ВР, то подвижная часть ИМ отклонилась бы до упора независимо от значения измеряемой величины. Для того чтобы каждому значе­нию Х соответствовало определенное значение α, момент М_ВР уравновешивается противодействующим моментом М_ПР, завися­щим от α и направленным в сторону, обратную М_ВР. В большин­стве приборов момент М_ПР создается спиральными пружинами или растяжками. В логометрах (приборах для измерения отношения токов) момент М_ПР создается измеряемой величиной Х, и в этом случае М_ПР =f(Х). При установившемся отклонении α₀ подвижной части М_ВР  = М_ПР.

          Отклонения подвижной части ИМ наблюдают с помощью отсчетного устройства ОУ, т. е. части конструкции прибора, предназначенной для отсчитывания значений измеряемой величины. В электромеханических приборах ОУ состоит из шкалы и указа­теля (стрелки или светового указателя). По ОУ определяют показание измерительного прибора Х_П, т. е. значение измеряемой величины в принятых единицах этой величины.

На подвижную часть ИМ кроме М_ВР  и М_ПР  действуют и другие моменты: успокоения М_УСП, трения М_ТР  (в приборах на кернах), инерции М_ИН. Момент успокоения М_УСП действуют только при движении подвижной части, создается успокоителем и направлен навстречу этому движению.