Магнитоэлектрические приборы. Лекция 6 Аналоговые электроизмерительные приборы. Магнитоэлектрические приборы
![]()
|
Лекция 6 Аналоговые электроизмерительные приборы.Магнитоэлектрические приборы.Измерительный прибор (ИП) – наиболее распространенный вид средств измерений. Все ИП можно поделить на две большие группы: аналоговые цифровые. Аналоговые измерительные приборы (АИП) – это такие приборы, показания которых – являются непрерывной функцией изменения входной измеряемой величины Группу АИП можно представить двумя подгруппами: приборы для статических измерений (вольтметры, амперметры, омметры и др.) приборы для динамических измерений. Приборы для динамических измерений, в свою очередь, делятся на: показывающие АИП (например, электроннолучевые осциллографы, анализаторы спектра) регистрирующие приборы (например, самопишущие приборы, светолучевые осциллографы). Классификация аналоговых электроизмерительных устройств1. По методу измерения: приборы непосредственной оценки; приборы сравнения По принципу действия АИП делятся на: электромеханические:
электромагнитные; электродинамические; электростатические; ферродинамические; индукционные; магнитодинамические; электронные; термоэлектрические; электрохимические Приборы магнитоэлектрической системыМоменты сил, действующие на механическую системуВ магнитоэлектрическом измерительном механизме вращающий момент создается в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля проводника с током, выполненного в виде катушки-рамки, причём подвижными могут быть как магниты, так и катушки с подвижной катушкой . Устройство магнитоэлектрического измерительного механизма (ИМ)1 – постоянный магнит 2 – магнитопровод из магнитомягкого материала 3 - указатель 4 – неподвижный сердечник цилиндриндрической формы 5 – полюсные наконечники 6 – подвижная катушка 7 - спиральная пружина Создание вращающего моментаТок к подвижной катушке подводится через две спиральные пружинки. При протекании тока I через подвижную катушку создается вращающий момент. При протекании по катушке тока I возникают силы F, стремящиеся повернуть катушку так, чтобы её плоскость стала перпендикулярна направлению О-О. Сила F, действующая на один проводник равна: где В – индукция магнитного поля в воздушном зазоре;l – длина активной стороны катушки, пересекающей линии магнитного поля;I – ток в проводнике.Момент силы, действующей на каждый проводник катушки, равен где - расстояние проводника до оси вращения катушки.Суммарный вращающий момент, действующий на все проводники:где n – число витков;множитель "2" учитывает образование пары сил,действующей на каждый проводник;s - площадь катушки.Противодействующий момент создается спиральными пружинами и равен: где W – удельный противодействующий момент;α – угол поворота подвижной части ИМ.При равенстве Мвр = Мпр подвижная часть ИМ занимает установившееся положение. При этом:Из последнего выражения получают зависимость αот тока, протекающего по катушке, называемоеуравнением шкалы.Уравнение шкалыУравнение шкалы магнитоэлектрического измерительного прибора: Угол α прямо пропорционален току I, следовательно, шкала магнитоэлектрического прибора равномерна. Чувствительность магнитоэлектрического ИМ: При изменении направления тока меняется направление вращения подвижной части, т.е. прибор является полярно чувствительным. Применение магнитоэлектрического измерительного механизмаНа основе магнитоэлектрического ИМ созданы различные измерительные приборы: - приборы для измерения постоянных и переменных токов и напряжений,- омметры,- частотомеры,- фазометры.ИМ также используется в электронных аналоговых вольтметрахНаибольшее распространение получили приборы для измерения силы тока и напряжения.Измерение токаВ микро- и миллиамперметрах , предназначенных для измерения тока менее 30 мА, измерительная цепь состоит из катушки и пружин, через которые подводится ток к катушке. Сопротивление Rим цепи ИМ равно:где R – сопротивление катушки;Rпр – сопротивление пружинок. |