4.3.2. Области применения, достоинства и недостатки

Магнитоэлектрические механизмы используется для построения различных приборов: 1) амперметров и вольтметров для измерения тока и напряжения в цепях постоянного тока; 2) омметров; 3) гальванометров постоянного тока, используемых в качестве нулевых индикаторов, для измерения малых токов и напряжений; 4) баллистических гальванометров, применяемых для измерений малых количеств электричества; 5) приборов для измерения в цепях переменного тока: а) выпрямительных, термоэлектрических и электронных приборов с преобразователями переменного тока в постоянный; б) осциллографических гальванометров; в) вибрационных гальванометров, используемых в качестве нулевых индикаторов переменного тока.

Достоинствами магнитоэлектрических приборов являются: 1) высокая чувствительность; 2) высокая точность; 3) малое собственное потребление мощности; 4) равномерная шкала; 5) малое влияние внешних магнитных полей.

К недостаткам магнитоэлектрических приборов можно отнести: 1) невысокую перегрузочную способность; 2) сравнительно сложную конструкцию; 3) применение, при отсутствии преобразователей, только в цепях постоянного тока.

Магнитоэлектрические приборы занимают первое место среди других электромеханических приборов. Они выпускаются вплоть до класса точности 0,05 [9].

4.3.3. Погрешности магнитоэлектрических приборов

Одной из основных причин возникновения погрешности является отклонение температуры от градуировочной (температурная погрешность). При повышении температуры уменьшаются магнитная индукция в рабочем зазоре (индукция уменьшается примерно на 0,2 % на 10 ⁰С) и удельный противодействующий момент (удельный противодействующий момент уменьшается примерно на 0,2-0,4 % на 10 ⁰С), увеличивается электрическое сопротивление обмотки рамки и токоподводов (пружинок или растяжек).

Следует отметить, что при уменьшении магнитной индукции показания магнитоэлектрического прибора уменьшаются, а при уменьшении удельного противодействующего момента показания увеличиваются. Таким образом, эти два фактора взаимно компенсируют друг друга [6].

Для уменьшения температурной погрешности, обусловленной изменением электрического сопротивления обмотки рамки и растяжек (или пружинок), в магнитоэлектрических приборах применяются различные схемные решения, например, включение последовательно с рамкой добавочного сопротивления с малым температурным коэффициентом сопротивления. Подобная схема компенсации позволяет уменьшить температурную погрешность магнитоэлектрических вольтметров до значений, соответствующих классу точности 0,1. Для милливольтметров и амперметров с шунтами более выгодно использование последовательно-параллельной схемы температурной компенсации, представленной на рис. 4.4. В этой схеме R₀ - сумма сопротивлений обмотки рамки и "медной" части упругих элементов; R₁ - сумма "манганиновой" части сопротивления упругих элементов и добавочного сопротивления из манганина; R₂ - добавочное сопротивление из манганина; R₃ - сопротивление шунта (обычно из меди или никеля) [6].

Из анализа данной схемы следует, что при соответствующем выборе сопротивлений R_O, R₁, R₂, R₃можно существенно уменьшить температурную погрешность. Для компенсации температурной погрешности необходимо выполнить соотношение R₂ /(R₂ +R₃) = _R01/_R3 (_R01 - результирующий температурный коэффициент сопротивления цепи, состоящей из двух последовательно включенных резисторов R₀ и R₁, _R3 - температурный коэффициент сопротивления резистора R₃), т. е. добавочное сопротивление R₂ должно быть меньше суммы этого сопротивления и сопротивления шунта R₃ во столько раз, во сколько раз температурный коэффициент сопротивления цепи рамки меньше температурного коэффициента сопротивления шунта.

Недостатком представленной схемы компенсации температурной погрешности является большое собственное потребление. Для устранения этого недостатка может использоваться схема с полупроводниковым терморезистором, показанная на рис. 4.5. Так как терморезистор обладает сравнительно малой воспроизводимостью свойств и пониженной стабильностью, данная схема применяется только в приборах класса точности не выше 0,5 [6]. Для температурной компенсации применяют также мостовые схемы, термогнитные шунты и др.

U U