Магнитоэлектрические измерительные приборы

Вопрос 2. Общие сведения об электромеханических приборах

Измерение напряжения или силы тока может осуществляться приборами непосредственной оценки или приборами, использующими метод сравнения (компенсаторами). По структурным схемам все приборы, измеряющие напряжение и силу тока, могут быть разделены на:

электромеханические;
электронные аналоговые;
электронные цифровые.

Любой электромеханический прибор состоит из 2^хузлов - из измерительного преобразователя и измерительного механизма.

Измерительныйпреобразовательпреобразует измеряемую величину Х в некоторую промежуточную электрическую величинуY, связанную с Х известной функциональной зависимостью .

Измерительный механизмявляется преобразователем подведённой к нему электрической энергии в механическую, необходимую для перемещения его подвижной части относительно неподвижной .

В зависимости от вида преобразователя различают приборы, которые условно обозначают следующим образом:

- магнитоэлектрическая система

- электромагнитная система

- электродинамическая система

- электростатическая система.

Любой механизм измерительной системы состоит из подвижной и неподвижной части, на которые действуют механические силы, пропорционально измеряемой величине. Эти силы создают вращающий момент М, поворачивающий подвижную систему в сторону возрастающих показаний указателя (стрелки).

где W_э– полная энергия, сосредоточенная в измерительном механизме,

- угол отклонения стрелки.

В общем случае

Под действием вращающего момента М стрелка отклоняется. Для того, чтобы каждому значению измеряемой величины соответствовало лишь одно значение указателя в измерительном механизме создаётся противодействующий момент, направленный навстречу вращательному моменту. Противодействующий момент можно получить за счёт механических (обычно это специальные спиральные пружинки, служащие так же в качестве токоподвода) или электрических сил.

Механический противодействующий момент равен

где W– удельный противодействующий момент, зависящий от свойств упругого элемента.

Стрелка прибора прекращает своё движение когда наступает равенство моментов . В некоторых приборах - создаётся за счёт сил электрического происхождения, такие приборы называютлогометрами.

В любом измерительном приборе имеется ещё устройство, предназначенное для ускорения процесса затухания колебаний подвижной части прибора. Это устройство создаёт момент ускорения:

где р – коэффициент успокоения, зависящий от типа и конструкции успокоителя,

- угловая скорость перемещения подвижной части.

Наиболее распространёнными на практике являются воздушные, жидкостные и индукционные успокоители.

Для оценки качеств электроизмерительных приборов вводят следующие параметры:

1. Чувствительность прибора– это способность прибора реагировать на изменение измеряемой величины. Она оценивается отношением изменения величины на выходе прибора к изменению величины Х на входе:

Если шкала равномерная, то . Различают чувствительность по току, , по напряжению и по мощности . Величина обратная чувствительности прибора называетсяпостоянной прибора С.

или ,

где n– число делений шкалы прибора.

2. Точность приборахарактеризуется величинами (абсолютная погрешность), (относительная погрешность), (приведенная погрешность), К (класс точности).

3. Собственное потребление энергии– это параметр, характеризующий способность прибора потреблять мощность от источника измеряемого сигнала. На практике эта мощность находится в пределах от 10^-11до 10^-5Вт.

4. Время упокоения– это время от момента включения измеряемой величины до момента, когда колебания стрелки указателя не будут превышать значение абсолютной погрешности. Для всех приборов .

Структурную схему аналогового электромеханического прибора в общем виде можно представить как:

Измерительная цепь – обеспечивает преобразование электрической величины Х в промежуточную электрическую величину Y, функционально связанную с величиной Х и пригодную для непосредственной обработки измерительным механизмом.

Измерительный механизм – основная часть прибора, предназначенная для преобразования электромагнитной энергии в механическую, необходимую для создания угла поворота a.

Отсчетное устройство – состоит из указателя, связанного с измерительным механизмом и шкалы.

По типу измерительного механизма приборы делятся на:

- магнитоэлектрический механизм;

- магнитоэлектрический механизм логометрического типа;

- электромагнитный механизм;

- электромагнитный механизм логометрического типа;

- электромагнитный поляризованный механизм;

- электродинамический механизм;

- электродинамический механизм логометрического типа;

- ферродинамический механизм;

- ферродинамический механизм логометрического типа;

- электростатический механизм:

- измерительный механизм индукционного типа.

Общие технические требования ко всем электроизмерительным приборам нормируются ГОСТ 22261-82.

Условные обозначения определены в ГОСТ 23217-78.

Магнитоэлектрические измерительные приборы

Общее устройство прибора электромагнитного типа показано на рисунке:

На рисунке а показана схема магнитоэлектрического механизма с подвижным магнитом, а на рисунке б- с неподвижным магнитом.

На рисунке приняты следующие обозначения:стрелка; 2 - катушка; 3 - постоянный магнит; 4 - пружина; 5 - магнитный шунт; 6 - полюсные наконечники.

Данный механизм, примененный непосредственно, может измерять только постоянные токи.

Достоинства магнитоэлектрических приборов: большой вращающий момент при малых токах, высокие классы точности, малое самопотребление. Недостатки магнитоэлектрических приборов: сложность конструкции, высокая стоимость, невысокая перегрузочная способность.

Дата добавления: 2018-04-04; просмотров: 305; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!