Электродинамические измерительные приборы

Измерительные механизмы электродинамической системы (рис. 6) состоят из неподвижной катушки 1, выполняемой обычно из двух частей, круглой или прямоугольной формы, соединенных последовательно. Внутри этих катушек на оси находится бескаркасная подвижная катушка (рамка) 2, к которой подводится ток через две спиралевидные пружины 3, предназначенные для создания противодействующего момента.

Рис.6. Схема устройства электродинамического измерительного механизма.

Вращающий момент на подвижной рамке и, соответственно, угол её поворота α пропорциональны произведению токов I₁ и I₂, проходящих через подвижную и неподвижную катушки, и косинусу угла сдвига фаз ψ между ними

α=(I₁·I₂·cos ψ)/W·dM₁₂/dα,

где W - удельный противодействующий момент, постоянный для данного устройства (угловая жесткость пружины);

M₁₂ - взаимная индуктивность катушек.

При измерении постоянных токов значение косинуса равно единице.

Измерительные механизмы электродинамической системы содержат две цепи тока, поэтому являются множительными устройствами и обладают фазочувствительностью. Указанная особенность позволяет применять приборы электродинамической системы не только для измерения тока и напряжения, но также мощности и фазы.

Достоинства измерительных механизмов электродинамической системы (по сравнению с магнитоэлектрической):

–высокая точность;

-возможность их использования в цепях постоянного и переменного тока;

-стабильность показаний во времени.

Недостатки:

-малая чувствительность;

-влияние внешних магнитных полей на результаты измерений (слабое собственное магнитное поле);

-большая мощность потребления;

-ограниченный частотный диапазон (до 1,5 кГц);

-чувствительность к перегрузкам.

Электродинамические измерительные механизмы используют в амперметрах, вольтметрах, при лабораторных измерениях в цепях постоянного и переменного токов промышленной частоты, фазометрах. Классы точности от 0,1 и грубее.

Для измерения тока подвижная и неподвижная катушки измерительного механизма соединяются последовательно (при токах до 0,1 А) или параллельно (при токах свыше 0,1 А). Максимальное значение измеряемого тока 10 А.

В электродинамических вольтметрах последовательно соединяются подвижная и неподвижная катушки и добавочное сопротивление. Верхний предел измерений не превышает 300 В.

Приборы характеризуются большой мощностью потребления и малой чувствительностью, вследствие чего имеют ограниченное применение.

Электродинамические логометры (двухрамочные механизмы) используют для измерения фазового сдвига, емкости и индуктивности на низких частотах.

Механизмы ферродинамической системы отличаются от рассмотренных электродинамических механизмов тем, что неподвижная катушка имеет магнитопровод из магнитомягкого листового материала (рис. 7).

Рис. 7. Конструкции ферродинамических механизмов: а – однокатушечного, б – двухкатушечного.

Вследствие этого магнитный поток и вращающий момент существенно возрастают, поэтому магнитодвижущая сила катушки может быть снижена, что уменьшает собственное потребление мощности механизма.

Достоинством ферродинамических приборов по сравнению с электродинамическими приборами является также меньшая восприимчивость к внешним магнитным полям. Однако точность и частотный диапазон у них ниже. Классы точности 0,2 – 2,5. Применяются преимущественно на переменном токе промышленной частоты.

Поиск по сайту: