- •Общие сведения об электромеханических приборах Принцип работы приборов
- •Общие узлы и детали приборов
- •Успокоение движения подвижной части
- •Критерии качества приборов
- •Действующих в приборе
- •Магнитоэлектрические приборы Устройство измерительных механизмов
- •С внешним магнитом
- •С внутрирамочным магнитом
- •Теория и свойства
- •Магнитном поле
- •Амперметры и вольтметры
- •Омметры
- •Работа гальванометров в баллистическом режиме
Общие узлы и детали приборов
Несмотря на то, что приборы разных систем по своему устройству существенно различаются, имеется ряд деталей и узлов, общих для всех электромеханических приборов.
Корпус прибора защищает измерительный механизм от внешних воздействий и от попадания в него пыли, а в отдельных случаях — воды и газов. Корпусы чаще всего выполняются из пластмассы. Размеры и форма корпусов весьма разнообразны.
На каждый прибор наносятся следующие обозначения:
а) обозначение единицы измеряемой величины в приборах, имеющих именованную шкалу; на шкалах многопредельных приборов, может наноситься полное наименовапие прибора (например, «Амперметр»);
б) обозначение класса прибора;
в) условное обозначение системы прибора; эти обозначения для наиболее широко применяемых систем приведены в табл. 1;
г) условное обозначение рабочего положения прибора, если это положение имеет значение, в виде следующих знаков: -—• для горизонтального положения; _1_ для вертикального положения; /, а° для установки под углом а°;
д) условное обозначение степени защищенности от магнитных или электрических влияний; для I группы знак системы заключается в прямоугольник из сплошных или пунктирных линий соответственно при защите от электрических или магнитных полей; для II группы этот прямоугольник не изображается;
е) условное обозначение испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу в виде пятиконечной звезды, внутри которой указано испытательное напряжение в киловольтах;
ж) год выпуска и заводской номер;
з) номер стандарта, установленного на данную группу приборов;
и) условное обозначение рода тока и числа фаз;
к) товарный знак завода-поставщика.
Обозначения по пунктам «а», «б», «в», «г», «д», «е», «ж» должны наноситься на лицевой стороне прибора, остальные обозначения могут быть указаны на корпусе и у зажимов.
Для определения числового значения измеряемой величины приборы имеют отсчетные приспособления, состоящие из шкалы и указателя.
Шкала прибора обычно представляет собой белую поверхность с черными отметками, соответствующими определенным значениям измеряемой величины.
Указатель представляет собой перемещающуюся по шкале стрелку, жестко скрепленную с подвижной частью прибора. Применяется также световой способ отсчета, который заключается в следующем: на оси подвижной части закрепляется зеркальце, освещаемое специальным осветителем; луч света, отраженный от зеркальца, попадает на шкалу и фиксируется на ней, например, в виде светлого, пятна с темной нитью посредине; при повороте подвижной части световой указатель будет перемещаться по шкале.
Световой отсчет позволяет существенно увеличить чувствительность прибора, во-первых, вследствие того, что угол поворота отраженного луча вдвое больше угла поворота зеркальца, а, во-вторых, потому, что длину луча можно сделать весьма большой. Например, в приборе нормального габарита вместо стрелки длиной 100 - 150 мм можно получить за счет многократного отражения от нескольких зеркал световой луч длиной, равной нескольким
Таблица 1
Наименование прибора |
Условное обозначение |
Наименование прибора |
Условное обозначение |
Прибор магнитоэлектрический с подвижной рамкой
|
|
Прибор электродинамический |
|
Логометр магнитоэлектрический
|
|
Прибор ферродинамический |
|
Прибор магнитоэлектрический с подвижным магнитом
|
|
Логометр электродинамический |
|
Логометр магнитоэлектричес –кий с подвижным магнитом
|
|
Логометр ферродинамический |
|
Прибор электромагнитный
|
|
Прибор индукционный |
|
Прибор электромагнитный поляризованный
|
|
Логометр индукционный |
|
Логометр электромагнитный
|
|
Прибор электростатический |
|
метрам. Кроме того, при световом отсчете уменьшается вес и особенно момент инерции подвижной части. Это позволяет расширить пределы измерения в сторону малых величин и улучшает условия успокоения прибора.
Способ установки подвижной части определяется выбором элементов, создающих противодействующий момент. Применяется установка на опорах (в случае спиральных пружинок), на, растяжках и на подвесе.
Опоры состоят из кернов и подпятников. Керны представляют собой отрезки стальной проволоки длиной 5—7 мм, диаметром 0,5— 0,75 мм, заточенные с одной стороны на конус с углом 45—60° и с радиусом закругления 0,01—0,15 мм. Подпятником является камень из агата, корунда, а иногда также из бронзы, с выточенным в нем под углом около 80° коническим углублением, заканчивающимся закруглением с радиусом 0,05— -0,5 мм.
На рис. 1 показано устройство опоры для установки подвижной части. Керн 1запрессован и буксу 2,приклеенную к подвижной части 3. В случае применения оси в виде алюминиевой трубки керн запрессовывается в ось. Камень 4 завальцован в винт 5, укрепленный в неподвижной части 6 измерительного механизма. Наличие винта позволяет установить необходимый зазор между керном и камнем.
Рис.1 Керн и подпятник прибора
Опоры являются важнейшим узлом прибора и во многом определяют его качество. Для уменьшения погрешности от трения площадь соприкосновения между керном и подпятником должна быть весьма малой. Это приводит к тому, что, хотя вес подвижной части обычно не превышает нескольких граммов, напряжения в паре керн—подпятник достигают очень больших величин (до 500 кГ/мм ). Общее устройство прибора с установкой подвижной части на опорах представлено на рис. 2. Ось 1заканчивается кернами, опирающимися на подпятники 2. К оси прикреплены одним из своих концов пружинки 3 и 4, которые служат для создания противодействующего момента. Пружинки часто используются также и в качестве токоподводов к обмотке подвижной части. Пружинки выполняются из оловянноцинковой и некоторых других сортов бронзы. Пружинка 3 другим концом прикрепляется к неподвижным частям прибора, а пружинка 4 — к поводку 5 корректора. Корректор служит для установки стрелки на нуль перед измерениями посредством вращения винта 6, выведенного на переднюю панель прибора. Ось 7 корректора расположена эксцентрично. Поэтому поворот винта 6 перемещает вилку 8, что вызывает изменение угла закручивания пружинки 4 и перемещение стрелки 9 по шкале 10. Грузики 11 служат для уравновешивания подвижной части, т. е. для устранения влияния моментов сил тяжести на положение подвижной части.
Рис.2 Общие детали прибора на опорах
Недостатками установки подвижной части на опорах являются наличие погрешности от трения, недостаточная надежность при воздействиях на прибор ударов, тряски и вибраций, большая потребляемая мощность и, следовательно, малая чувствительность.
Эти недостатки в значительной степени устраняются при креплении подвижной части на растяжках. Применение растяжек является одним из наиболее важных направлений в области совершенствования приборов непосредственной оценки.
Растяжки представляют собой упругие ленты, прикрепляемые одним концом к подвижной части, а другим — к неподвижным деталям прибора. Если в таких лентах создать натяг, то они будут поддерживать подвижную часть, заменяя опоры. Растяжки применяются как при горизонтальном, так и при вертикальном креплении оси. В случае необходимости растяжки могут быть использованы и для подвода тока в обмотку подвижной части. Растяжки изготовляются из специальных бронз, а также платино-серебряных и кобальтовых сплавов. Обычно растяжка имеет толщину порядка нескольких сотых миллиметра, ширину — несколько десятых миллиметра, длину — не свыше 20 мм.
Рис.3 Подвижная часть на растяжках
На рис. 4 показана подвижная часть магнитоэлектрического прибора, установленная на растяжках. Растяжки 1 одним концом припаиваются к наконечникам 2, которыми заканчиваются буксы 3,а другим — к плоским пружинам 4. Пружины могут быть выполнены, например, из бериллиевой бронзы и служат для создания необходимого натяга. Во избежание обрыва растяжек при механических воздействиях на прибор предусмотрены ограничители 5 осевого и радиального перемещения. Опыт создания таких приборов показал, что для надежной работы прибора в условиях ударов необходимо иметь также ограничители 6 перемещения концов пружин во внешнюю сторону. Если бы таких ограничителей не было, то могли бы происходить обрывы растяжек из-за обратного удара пружины.
Крепление подвижной части на подвесе применяется в приборах наибольшей чувствительности — гальванометрах. Подвес, подобно растяжке, представляет собой тонкую упругую нить, на которой свободно подвешивается подвижная часть. В приборах на подвесах применяется световой отсчет. Они требуют стационарной установки по уровню, поскольку подвижная часть висит свободно и поэтому то даже небольшое отклонение положения прибора от вертикального может вызвать ее затирание.