Тема 3: Загальні відомості про електромеханічні вимірювальні прилади

Електромеханічні пристрої складають велику групу електровимірювальних приладів. їх основні частини це – електровимірювальне коло та електровимірювальний механізм. Вимірювальне коло призначене для перетворення вимірювальної величини х в деяку проміжну електричну величину у , функціонально пов'язану з величиною х, як у=f(х). Електрична величина у, наприклад, струм або напруга, безпосередньо діє на вимірювальний механізм; її називають вхідною величиною. Вхідні величини утворюють механічні сили, що діють на рухому частину вимірювального механізму і визначають її переміщення (найчастіше кутове). Тому вимірювальний механізм розглядають як перетворювач електричної величини в механічне переміщення і називають електромеханічним перетворювачем . Загальними елементами електромеханічних вимірювальних пристроїв є пристрій відліку, рухома частина вимірювального механізму, пристрій для утворення обертання, пристрої протидіючого та заспокійливого моментів .

Обертовий момент М_об, що діє на рухому частину, є функція вимірювальної величини х (струму або напруги ) М_об=f (х) .

Рухома частина вимірювального механізму під дією М_об повертається до тих пір, поки він не урівноважиться протидіючим моментом М_пр, утвореним за допомогою розтяжок або спіральних пружин при їх закручувані і направлених назустріч М_об . Значення протидіючого моменту пропорційне куту повороту рухомої частини α: М _пр =k*α, де к – питомий протидіючий момент розтяжки або пружини .

Встановлені відхилення рухомої частини та укріпленого на ній указниками характеризується рівновагою:

М_об = М _пр.

Прикріплюють рухому частину в вимірювальному механізмі за допомогою опорного пристрою, який включає, як правило, керни та підп'ятники.

На рисунку 1 зображений пристрій рухомої частини вимірювального механізму, в якому протидіючий момент створюється спіральними пружинами 5 і 6, виконаними із олов'яно–цинкової бронзи ().

Рисунок 1

Пружина 6 одним кінцем кріпиться до осі 2, а другим – до приводу 4 коректора. Коректор, призначений для установки на нуль стрілки невключеного приладу. Він складається із гвинта 9 з ексцентрично розміщеним пальцем 8, вилки 7 з приводу 4 . Для рівноваги рухомої частини служать важки – противаги 10. Вісь 2 закінчується кернами, які опираються на підп'ятники 1. Жорстко з віссю закріплена стрілка 3.

В приладах з спіральними пружинами частіше для забезпечення моменту заспокоювання використовують повітряні заспокоювачі (див. рис.5). Вони уявляють собою закриту камеру 1, в якій розташоване легке алюмінієве крило 2, жорстко зв'язане з рухомою частиною вимірювального механізму. При переміщенні повітря з однієї частини камери в другу через зазор (між камерою і крилом), гальмується рух крила, створюючи заспокійливий момент.

Відліковий пристрій обов'язково має шкалу і указник . На шкалу нанесені

відмітки у вигляді коротких рисок, які відповідають значенням вимірювальної величини. Інтервал між сусідніми відмітками шкали називають поділкою.

ЗАПАМ'ЯТАЙТЕ!

Шкали можуть бути рівномірними (поділки однакової довжини) та нерівномірними (поділки різної довжини ).

Найменше значення, вказане на шкалі, називається початковим, найбільше — кінцевим. Проміжок між початковим і кінцевим значенням наз. діапазоном показань приладу.

Значення вимірювальної величини відраховується за допомогою указника. Як правило, указник виконують в вигляді стрілок, найчастіше клиновидних або ножевидних, жорстко скріплених з рухомою частиною вимірювального механізму.

В залежності від фізичних явищ, покладених в основу створення рухомого моменту, розрізнюють магнітоелектричні, електромагнітні, електродинамічні, індукційні і електростатичні вимірювальні механізми, або перетворювачі. Аналогічна назва, в залежності від виду перетворювача, що використовується, мають електромеханічні вимірювальні пристрої.

Принцип дії приладу, можливості його роботи в тих або інших умовах, можливі максимальні похибки приладу можуть бути встановлені за умовними позначками, що нанесені в нижній частині його шкали. .Так, електровимірювальному приладу, шкала якого показана на рис.2, можна дати таку технічну характеристику: вольтметр (V) для вимірювання змінної напруги (~) в проміжку від 0 до 150 В, електромагнітної системи (), вертикального положення (_І_) класу точності 1,0. Ізоляція приладу випробувана на напругу 2 кВ ( 2 ), рік випуску 1975, заводський номер 3275, експлуатаційна група Б ( Б ).