|
|
Поверкой средств измерений называют совокупность действий, выполняемых для определения погрешности средств измерений
2 Принцип действия ферродинамического механизма.
Радиальное в воздушном зазоре магнитное поле неподвижной катушки, взаимодействуя с полем подвижной катушки, создает вращающий момент, мгновенное значение которого равно:
Sп, nп, iп - соответственно площадь, число витков и мгновенное значение тока в подвижной катушке.
В(t)- мгновенное значение магнитной индукции в воздушном зазоре.
Ток в неподвижной катушке определяется как:
 .
Среднее значение вращающего момента за период будет равно:
Механизм рассчитывается таким образом, чтобы рабочий участок изменения индукции на кривой намагничивания был  линеен. С учетом этого можно записать:
B=KBIн.
КB- коэффициент пропорциональности.
Принимая во внимание вышесказанное, уравнение для вращающего момента может быть записано как:
Уравнение шкалы прибора:
Если принять, что чувствительность прибора равна:
Уравнение шкалы прибора:
 .
3 ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ.
3.1 Электродинамический измерительный механизм.
Принцип действия приборов электродинамической системы основан на взаимодействии токов, протекающих по двум рамкам (катушкам), из который одна подвижная, а другая неподвижная.
Н а рисунке 1 показана схема устройства прибора этой системы. Внутри неподвижно закрепленной катушки 1, состоящей из двух одинаковых частей, разделенных небольшим зазором, вращается на оси подвижная катушка 2, с которой жестко связана стрелка 3, перемещающаяся над шкалой. Противодействующий момент М2 создается спиральными пружинками 4.
Измеряемый ток проходит через обе катушки. В
Рис. 1
результате взаимодействия магнитного поля неподвижной катушки и тока подвижной катушки создается вращающий момент М1, под влиянием которого подвижная катушка будет стремиться повернуться так, чтобы плоскость ее витков стала параллельной плоскости витков неподвижной катушки, а их магнитные поля совпали бы по направлению. Этому противодействуют пружинки, вследствие чего подвижная катушка устанавливается в положении, когда вращающий момент становится равным противодействующему.
Катушки в электродинамических приборах, в зависимости от назначения. соединяются между собой последовательно или параллельно. Если катушки соединить параллельно, то прибор может быть использован как амперметр, если же их соединить последовательно и присоединить к ним добавочное сопротивление, то прибор может быть использован как вольтметр.
Вращающий момент М , действующий на подвижную катушку, пропорционален как силе тока I в неподвижной катушке, так и силе тока I в подвижной катушке: М =к ×I ×I , где к коэффициент пропорциональности, зависящий от конструкции прибора. Пружины создают противодействующий момент М , пропорциональный углу поворота катушки , где к2 - коэффициент пропорциональности, зависящий от упругости пружин. При равенстве моментов М и М подвижная катушка останавливается.
Тогда  (1), где к= . Если катушки соединены последовательно, то  . Отсюда видно, что шкала электродинамического прибора неравномерная, однако, подбором конструкции катушек можно шкалу улучшить, т.е. приблизить ее к равномерной.
При перемене направления тока в обеих катушках направление вращающего момента не меняется. Поэтому приборы этой системы пригодны для измерения как на постоянном токе, так и на переменном токе. Успокоение подвижной части в этих приборах достигается при помощи воздушного успокоителя.
Э  лектродинамическая система применяется для изготовления электродинамических ваттметров (рис. 2.). Такие приборы состоят из двух катушек: неподвижной, с небольшим числом витков толстой проволоки, включаемой последовательно с тем участком цепи -  , в котором требуется измерить мощность, и подвижной, содержащей большое число витков тонкой проволоки и помещенной на оси внутри неподвижной катушки. Подвижная катушка включается в цепь подобно вольтметру, т.е. параллельно
потребителю мощности - и для увеличения ее сопротивления  последовательно с ней включается
Рис. 2
добавочный резистор  ; Если ток в первой катушке -  , во второй -  , то по закону Ома напряжение на зажимах нагрузки равно:  , тогда  . Для угла поворота  из (1) получаем
 , (2)
Таким образом, отклонение подвижной части пропорционально мощности, и поэтому шкалу прибора можно проградуировать в ваттах. Из (2) следует, что ваттметр этой системы имеет равномерную шкалу.
Электродинамические приборы, у которых катушки имеют стальные сердечники, называются ферродинамическими.Применение стали делает эти приборы практически независимыми от внешних магнитных полей. Ферродинамические приборы благодаря их большому вращающему моменту применяют в качестве самопишущих приборов.
Достоинствами приборов этой системы являются:
а) применение в цепях постоянного и переменного тока;
б) равномерность шкалы;
в) большая точность, поэтому приборы этой системы применяют в качестве приборов класса точности 0,1; 0,2; и 0,5;
г) большая прочность конструкции.
К недостаткам этих приборов можно отнести:
а) неравномерность шкалы у амперметров и вольтметров;
б) чувствительность к внешним магнитным полям (исключая ферродинамические приборы);
в) чувствительность к перегрузкам, т.к. ток к подвижной части прибора подводится через пружинки, которые при перегрузке могут перегореть;
г) большой расход энергии;
д) большую стоимость.
|
|
|
Скачать 1.01 Mb.