1.Указатели электрических дистанционных манометров

В зависимости от типа выбранной электроизмерительной схемы указатель дистанционного манометра может представлять собой гальванометр, логометр или следящий электропривод. Поскольку на летательных аппаратах преимущественное примене­ние нашли логометрические дистанционные манометры, ограничимся рассмотрением схем и конструкций указателей логометрического типа. На рис.20, и показан указатель электрического дистанционного манометра, содержащий магнитоэлектрический логометр и электрические сопротивления R₁, R₂,Rз’, R₃’ и R_д, входящие в схему рис. 17, б.

Конструктивная схема магнитоэлектрического логометра показана на рис.20, б. Логометр имеет две неподвижные прямоугольные проволочные рамки 3 и 10, расположенные под углом 120° и охватывающие медный корпус успокоителя 1, внутри которого помещена подвижная система, состоящая из постоянного магнита 2, связанного с указывающей стрелкой 5. Ось 9 подвиж­ной системы имеет с обоих концов керны 11, опирающиеся на подпятники 6. Рамки помещены внутрь цилиндрического пермаллоевого экрана 8, защищающего подвижную систему от внешних магнитных полей.

Рис.20. Конструкция указателя электрического дистанционного манометра с магнитоэлектрическим логометром:

а указатель; б логометр; 1 медный корпус магнитного успокоителя; 2 подвижный магнит; 3 внутренняя рамка; 4 неподвижный постоянный магнит; 5 стрелка; 6 корундовые подпятники; 7 мостик; 8 экран из пермаллоя; 9 ось подвижной системы; 10 внешняя рамка; 11 керн оси подвижной системы; 12 логометр; 13 хомут; 14 основание; 15 шкала; R₁, R₂, R’₃, R’’₃ и R_Д катушки сопротивления

Рамки логометра при протекании по ним токов i₁ и i₂ создают два направленных под углом 120° магнитных поля, замыкающихся через экран. Для приведения стрелки на нуль при отключении питания в логометре имеется неподвижный постоянный магнит 4, создающий слабое магнитное поле напряженностью H.

Длина подвижного магнита значительно меньше диаметра экрана. Поэтому в рабочей зоне, где поле взаимодействует с по­движным магнитом, магнитные поля каждой из рамок можно охарактеризовать векторами напряженности Н₁ и H₂, направлен­ными по осям АА' и ВВ' под углом 120° по отношению друг к другу (рис.21).

Величина векторов напряженности

H₁=i₁ ; H₂=i₂ ,

где   число витков каждой из рамок.

Напряженность результирующего магнитного поля в рабочей зоне определяется геометрической суммой векторов

.

Подвижный магнит вместе с указывающей стрелкой располагается по направлению вектора (если не учитывать влия­ние H).

Если принять за начало отсчета ( = 0) напряжение, совпадающее с осью вектора Н₁, то текущий угол  отклонения стрелки определится из уравнения

,

где  угол между рамками (=120).

Заменяя , находим

=arctg ,

где

.

Рис.21. К выводу уравнения магнитоэлектрического логометра с подвижным магнитом:

а сечение логометра, б векторная диаграмма напряженности поля

Уравнение (18) и является характеристикой магнито-электрического логометра с подвижным магнитом, входной величиной которого является , а выходной .

Стрелка расположена посредине шкалы (=60) при равенстве токов в рамках ( i₁=i₂=i₃ ).

При этом составляющие напряженности магнитного поля H₁=H₂= (D  внутренний диаметр экрана ), а результирующая напряженность

. (19)

Рассматривая систему «подвижный магнит— магнитное поле» как «магнитную пружину», можно представить логометр как динамическое колебательное звено с передаточной функцией

, (20)

где С_ж угловая жесткость «магнитной пружины», равная С_Ж=Нm_м (Ннапряженность результирующего магнитного поля внутри логометра; m_м магнитный момент подвижного магнита);

К_Д коэффициент демпфирования;

J  момент инерции подвижной системы.

Рис.22. Конструкция указателя с ферродинамическим логометром:

1 стрелка; 2 подпятник; 3 циферблат; 4 подшкальник; 5 магнитодержатель; 6 стойка; 7 магнитопровод; 8 накладка; 9 основание; 10 вилка; 11 окно; 12 стекло; 13 корпус; 14 катушка; 15 ось; 16 катушка возбуждения; 17 магнит; 18 лепесток; 19 термосопротивление

Конструкция указателя с ферродинамическим логометром приведена на рис. 22, а схема магнитопровода этого логометра показана на рис.23.

Подвижная рамка 2 подвержена действию двух механических моментов М₁ и М₂. Момент М₁, который условно назовем вращающим, создается за счет взаимодействия электрического тока i₂, протекающего по рамке 2, с магнитным полем, создаваемым в рабочем зазоре током i₁ катушки возбуждения 1, Момент М₂, являющийся противодействующим, образуется в результате стремления рамки 2 втянуть в себя железный сердечник.

Направление витков рамки 2 выбирается таким образом, чтобы момент М₁ был направлен навстречу моменту М₂. Тогда положение равновесия подвижной системы логометра будет определяться равенством М₁=M₂.

Для определения характеристики ферродинамического логометра положим, что токи i₁ и i₂ синфазны (это условие является необходимым для правильной работы логометра):

i₁₌I₁sin2t;

i₂₌I₂sin2t,

где I₁ и I₂  амплитудные значения токов;

  частота переменного тока.

Рис.23. Схема магнитопровода ферродинамического логометра: