Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ.doc
Скачиваний:
1
Добавлен:
06.12.2018
Размер:
228.35 Кб
Скачать

2.1.1. Амперметры

Для измерения больших постоянных токов параллельно зажимам прибора присоединяется шунт (рис. 2.1), представляющий собой прямоугольную манганиновую пластину.

Выбор шунта для конкретного прибора зависит от внутреннего сопротивления прибора RA (сопротивление его катушки) и заданного расширения пределов измерения , где I – измеряемый ток и IA – максимальная величина измеряемого данным амперметром тока.

Как видно из представленных вычислений и схемы, через катушку прибора будет протекать ток IA в m раз меньше, а через шунт IШ в m-1 раз больше измеряемого тока I.

2.1.2. Вольтметры

При параллельном подключении магнитоэлектрического прибора к участку электрической цепи можно измерить напряжение. Для угла поворота можно записать

,

где – чувствительность вольтметра по напряжению; – сопротивление проводов катушки, которое, как правило, незначительно.

Для измерения больших напряжений последовательно с вольтметром включают добавочный резистор с сопротивлением RД (рис. 2.2). Его значение зависит от измеряемого напряжения U, максимальной величины измеряемого вольтметром напряжения UV и внутреннего сопротивления вольтметра RV.

И з приведенных вычислений и схемы следует, что на входном сопротивлении прибора падение UV составит U/m, а на добавочном резисторе RДU(m-1)/m.

2.2. Электромагнитные приборы

Узел для создания вращающего момента состоит из плоской или круглой катушки, по которой протекает измеряемый ток, и сердечника, закрепленного на оси указателя.

Принцип действия прибора электромагнитной системы заключается во взаимодействии магнитного поля катушки с подвижным ферромагнитным сердечником.

Энергия, запасенная в катушке, может быть выражена как

.

При движении сердечника индуктивность катушки L меняется. Тогда вращающий момент будет .

Из условия МВП () можно вывести выражение для : .

Видно, что отклонение указателя пропорционально квадрату измеряемого тока. Градуировка шкалы на постоянном токе соответствует среднеквадратичным (действующим) значениям переменного тока.

Достоинства электромагнитных приборов:

- простота конструкции и надежность.

Недостатки:

- малая чувствительность;

- значительное потребление мощности от измеряемой цепи (до 1 Вт);

- нелинейность шкалы: начало сжато, конец растянут;

- значительная погрешность из-за ферромагнитного сердечника, в котором возникают вихревые токи и магнитный гистерезис;

- много влияющих величин (температура окружающей среды, из-за которой изменяется сопротивление обмотки катушки и её геометрические размеры; внешнее магнитное поле; частота измеряемого переменного тока).

2.3. Электродинамические приборы

Узел для создания вращающего момента состоит из неподвижной катушки, внутри которой располагается подвижная. Принцип действия заключается во взаимодействии магнитных полей неподвижной и подвижной катушек, по которым протекают измеряемые токи.

Энергия, запасенная в обеих катушках, определяется как ,

где – взаимная индуктивность между катушками. Из выражения для WЭМ можно вывести формулу для вращающего момента и угла отклонения:

.

Для переменного тока , где – фазовый сдвиг между действующими значениями тока.

Достоинства электродинамических приборов:

– возможность перемножать измеряемые величины, т.е. измерять мощность;

– малая погрешность, так как в механизме нет магнитных элементов.

Недостатки:

– малая чувствительность;

– значительное потребление мощности;

– сложность конструкции;

– недопустимость перегрузок.