Электро – динамические приборы измерения напряжения и тока.

Рис.3.37 а)миллиамперметр. б) амперметр.

Измеряемый ток проходит через подвижную и неподвижную катушки, соединённые последовательно, поэтому угол  = 0 и угол () отклонения подвижной катушки определяется:

У амперметров на токи 0,5А и выше катушки соеденяются паралельно при этом сопротивления паралельных цепей подобраны так, что бы токи I₁ и I₂ не превышали допустимых значений, т.е. I₁ = К₁ I; I₂ К₂; (К₁+К₂ = 1).

Следовательно, у механизмов амперметров угол отклония подвижной части зависит от квадрата измеряемого тока.

У электродинамических вольтметров неподвижная и подвижная катушки соединены последовательно вместе с добавочным резистором из манганина (рис. 3.38). Секцио­нированием добавочного резистора можно получить разные пределы измерения U1, U₂ и т.д..

Рис. 3.38. Схема электродинамического вольтметра.

Если ток полного отклонения I = U/Z_B, где Z_B — полное сопротивление вольт­метра, то подставив его в (3.13), получим:

т. е. характер шкалы у вольтметра такой же, как и у ам­перметра.

Для получения шкалы, близкой к равномерной, у ам­перметров и вольтметров размеры подвижной катушки выбирают так, чтобы подвижная катушка находилась в практически равномерном магнитном поле. В этом случае, если  — начальный угол между плоскостями катушек (равный 135° при =0), то при отклонении подвижной части на угол  от начального положения М₁₂=c₁cos(—), а dM_l2/d = c₁sin (—a). Поскольку  изменяется в пределах от 0 до 90°, получим, что sin(—а) при углах от 0 до 45° будет возрастать, а после 45° убывать. В результате, как видно из (3.33), (3.35), удается в амперметрах и вольтмет­рах электродинамической системы получить приблизитель­но равномерную шкалу, за исключением ее начальной части.

На показания электродинамических амперметров и вольтметров оказывают влияние внешние магнитные поля, температура окружающей среды и частота тока.В амперметрах с последовательным соединением кату­шек изменения их сопротивления при изменении температу­ры не влияют на показания, но имеющая при этом место некоторая температурная погрешность обусловлена измене­нием упругих свойств спиральных пружин или растяжек.

В амперметрах, имеющих параллельно соединенные ка­тушки, вследствие неодинакового изменения сопротивлений ветвей может иметь место температурная погрешность за счет перераспределения токов I₁ и I₂ в параллельных вет­вях. Для компенсации температурной погрешности подбо­ром добавочных резисторов из манганина и меди делают равными температурные коэффициенты, параллельных вет­вей. Аналогично компенсируется температурная погреш­ность, обусловленная изменением упругих свойств пружин или растяжек.

На показания амперметров с последовательной схемой соединения катушек влияние частоты невелико и проявляет­ся начиная с сотен герц.

В амперметрах с параллельным соединением катушек из-за разного соотношения активных и реактивных сопро­тивлений цепей и вследствие влияния взаимной индуктив­ности между катушками может иметь место частотная по­грешность. Для уменьшения частотной погрешности с по­мощью R_Д1 и R₂ (см. рис. 3.37, б) делают одинаковыми по­стоянные времени параллельных цепей, т. е. Ll/Rl — L2/R2, где L₁ и L₂ — индуктивности, а R₁ и R₂— активные состав­ляющие полных сопротивлений параллельных цепей.

В вольтметрах электродинамической системы темпера­турная погрешность обусловлена изменением сопротивле­ний катушек и упругости пружин и растяжек, поэтому тем­пературная погрешность, обусловленная изменением сопро­тивлений катушек, тем меньше, чем больше сопротивление добавочного резистора из манганина по сравнению с сопро­тивлением катушек.Рис 3.38

Изменение частоты вызывает изменение реактивной сос-тавляющей полного сопротивления цепи вольтметра и соз­дает частотную погрешность. Для компенсации этой по­грешности часть добавочного резистора шунтируется кон­денсатором с емкостью С (рис. 3.38).

В амперметрах ферродинамической системы катушки механизма соединяются последовательно или параллельно. Уравнение преобразования в обоих случаях имеет вид

 = к₁ I²

т. е. шкала получается квадратичной.

Для вольтметров ферродинамической системы, катушки которых вместе с добавочным резистором включаются по­следовательно, из (3.36) получим:

где: z — полное сопротивление вольтметра.

Шкала вольтметра также имеет квадратичный характер.

В ферродинамических приборах температурная погреш­ность обусловлена теми же причинами, что и в электроди­намических, а также изменениями потерь в магнитопроводе.

Влияние изменения частоты на ферродинамические при­боры больше, чем на электродинамические, вследствие больших значений индуктивностей катушек ферродинамиче­ских приборов. Компенсация частотной погрешности осуществляется подключением конденсатора, как в схеме рис. 3.38.

Вследствие наличия магнитопровода в ферродинамиче­ских приборах при работе на постоянном токе возникает погрешность от гистерезиса, а на переменном токе оказывают влияние потери в магнитопроводе, нелинейность кривой намагничивания материала магнитопровода и др. Эти причины снижают точность и ограничивают частотный диапазон прибора.