3.3.2.Электромагнитные амперметры и вольтметры.

В ампер­метрах электромагнитной системы весь измеряемый ток проходит по катушке измерительного механизма. Значение номинальной МДС, необходимой для создания магнитного поля в зазоре катушки, составляет: 100 А в механизмах, подвижная часть которых крепится на опорах; 50 А в меха­низмах с подвижной частью, укрепленной на растяжках; 20 А в механизмах с замкнутым магнитопроводом.

Поэтому для расширения диапазонов измерения электромагнитных однопредельных амперметров одного типа необходимо уменьшить число витков катушки. В амперметре на номи­нальный ток 100 А катушка имеет один виток, выполненный из толстой медной шины. Такие амперметры для прямого включения на токи больше 200 А не изготовляют из-за на­грева шины и сильного влияния на показания прибора магнитного поля токоподводяших проводов. Диапазоны измерения электромагнитных амперметров, работающих на переменном токе, расширяют с помощью измеритель­ных трансформаторов тока.

Электромагнитные щитовые амперметры обычно выпус­каются однопредельными, а переносные — многопредельны­ми (до четырех пределов измерения).

Для расширения диапазонов измерения переносных мно­гопредельных электромагнитных амперметров катушки вы­полняют секционированными.

Секции включаются в последовательно-параллельные комбинации. Переключение секций производится с по­мощью переключающих устройств.

Температурная погрешность у электромагнитных ампер­метров невелика и обусловлена только изменением упругос­ти спиральных пружин или растяжек. Изменение сопротив­ления обмотки катушки, вызванное влиянием внешней тем­пературы, не вызывает погрешности, так как весь измеряемый ток проходит по обмотке.

Дополнительная частотная погрешность в электромагнитных амперметрах вследствие вихревых токов в сердечни­ке и поверхностного эффекта в проводах обмотки также не­велика.

В вольтметрах электромагнитной системы последова­тельно с катушкой измерительного механизма включается добавочный резистор R_Д с очень малой остаточной реактив­ностью, выполненный из манганина (рис. 3.3.2.1.).

Рис. 3.3.2.1. Схема электромагнитно­го вольтметра

Добавочные резисторы могут быть внутренними и наружными. В много­предельных вольтметрах добавочные резисторы делают секционными. Для компенсации температурной погрешнос­ти у вольтметров необходимо, чтобы отношение сопротив­ления добавочного резистора из манганина к сопротивле­нию катушки из меди было достаточно велико Обычно у вольтмеров на напряжение больше 100 В это условие соблюдается, и диапазоны измерения их расши­ряются за счет изменения сопротивлений добавочных резис­торов при неизменном токе полного отклонения. Вместе с тем имеются также конструкции вольтметров с замкнутым магнитопроводом, у которых катушка намотана манганино­вым проводом, а добавочный резистор отсутствует. Оче­видно, что показания таких вольтметров мало зависят от температуры.

Изменение частоты сказывается на показаниях вольт­метров больше, чем на показаниях амперметров. Это обус­ловлено тем, что с повышением частоты тока увеличивается реактивная составляющая сопротивления катушки вольт­метра, вызывающая уменьшение тока в цепи прибора и, следовательно, уменьшение его показаний. Поэтому для расширения частоточного диапазона необходимо вводить частотную компенсацию с помощью включения конденсато­ра С параллельно добавочному резистору (см. рис. 3.13).

Электромагнитные вольтметры и амперметры обладают следующими достоинствами:

они пригодны для работы на постоянном и переменном токе;

устойчивы к токовым пе­регрузкам;

имеют простую конструкцию.

Недостатки:

нерав­номерность шкалы;

зависимость показаний от внешних магнитных полей;

большое собственное потребление мощ­ности (за исключением приборов с замкнутым магнитопро­водом).

Существуют также электромагнитные перегрузочные ам­перметры, вольтметры номинального значения и нулевые вольтметры.

Отечественная промышленность выпускает:

переносные амперметры класса 0,5 с верхними пределами измерений от 10 мА до 10 А на частоты до 1500 Гц;

щитовые однопредельные амперметры классов 1,0; 1,5; 2,5 на токи до 300 А с встроенными трансформаторами тока и до 15 кА с на­ружными трансформаторами тока;

переносные вольтметры класса 0,5 с верхними пределами измерений от 1,5 до 600 В;

щитовые вольтметры классов 1,0; 1,5; 2,5 с верхними пре­делами измерений от 0,5 до 600 В непосредственного вклю­чения и до 450 кВ с трансформаторами напряжения на раз­личные фиксированные частоты от 50 до 1000 Гц.