- •Пояснительная записка
- •Тематический план
- •Введение
- •Раздел 1. Основы метрологии и электроизмерительные приборы
- •Тема 1.1 Основные понятия
- •Тема 1.2 Меры электрических единиц. Общие сведения об электроизмерительных приборах
- •Вопросы для самопроверки:
- •Раздел 2. Измерительные механизмы приборов непосредственной оценки Тема 2.1 Магнитоэлектрическая и электромагнитная системы
- •Детали и узлы общего применения.
- •Магнитоэлектрические измерительные механизмы.
- •Магнитоэлектрические логометры.
- •Электромагнитный логометр
- •Тема 2.2 Электродинамическая и ферродинамическая системы
- •Электродинамическая система
- •Логометры электродинамической системы
- •Ферродинамическая система.
- •Тема 2.3 Индукционная и другие измерительные системы
- •Индукционная система.
- •Вибрационная система.
- •Выпрямительные (детекторные) приборы.
- •Раздел 3. Измерение электрических величин Тема 3.1 Измерение тока и напряжения
- •Тема 3.2 Расширение пределов измерения
- •Добавочные сопротивления.
- •Измерительные трансформаторы напряжения.
- •Тема 3.3 Измерение сопротивлений
- •Измерение малых и средних сопротивлений методом сравнения с образцовым сопротивлением
- •Измерение средних и больших сопротивлений методом замещения.
- •Измерение средних и малых сопротивлений одинарным мостом
- •Тема 3.4 Измерение активной и реактивной мощности
- •Электродинамический ваттметр в цепи переменного тока
- •Ферродинамический ваттметр
- •Измерение мощности ваттметром с трансформатором тока
- •Измерение мощности ваттметром с трансформаторами тока и напряжения
- •Измерение мощности в трехпроводных цепях при неравномерной нагрузке фаз.
- •Измерение реактивной мощности в трехфазных цепях
- •Тема 3.5 Измерение активной и реактивной энергии
- •Тема 3.5 Измерение активной энергии в трехфазных цепях
- •Измерение реактивной энергии в трехфазных цепях
- •Электродинамический счетчик
- •Тема 3.6 Измерение коэффициента мощности
- •Электродинамические и ферродинамические фазометры
- •Электромагнитный фазометр
- •Фазоуказатель
- •Тема 3.7 Измерение частоты переменного тока
- •Электродинамические и ферродинамические частотомеры
- •Электромагнитный частотомер
- •Выпрямительный частотомер
- •Раздел 4. Измерение неэлектрических величин. Выбор электроизмерительных приборов Тема 4.1 Параметрические и генераторные преобразователи
- •Параметрические преобразователи
- •Реостатные преобразователи
- •Преобразователи контактного сопротивления
- •Тензочувствительные преобразователи
- •Термочувствительные преобразователи
- •Электролитические преобразователи
- •Индуктивные преобразователи
- •Емкостные преобразователи
- •Фотоэлектрические преобразователи
- •Ионизационные преобразователи
- •Генераторные преобразователи
- •Термоэлектрические преобразователи
- •Индукционные преобразователи
- •Пьезоэлектрические преобразователи
- •Тема 4.2 Правила выбора электроизмерительных приборов
- •Лабораторные работы:
- •Литература Основная
- •Дополнительная
- •Контрольные задания введение
- •Программа экзамена
- •Тема 4.2 Правила выбора электроизмерительных приборов 104
Логометры электродинамической системы
Измерительные механизмы логометров электродинамической системы имеют различное устройство. Схема одного из них дана на рис. 2.2.2. Взаимодействие тока I, проходящего по неподвижной катушке А, состоящей из двух частей, с токами I1 и I2, проходящими по подвижным катушкам 1 и 2, создает два вращающих момента М1 и М2, направленных в разные стороны. Разность этих моментов вызывает поворот подвижной части на угол, при котором вращающие моменты взаимно уравновесятся.
В этом случае М 1ср = М 2ср или
,
где 1 – сдвиг фаз между токами I и I1;
2 – сдвиг фаз между токами I и I2.
Написанному выражению можно придать другой вид: или . Это выражение показывает, что угол поворота подвижной части логометра определяется отношением слагающих токов в подвижных катушках, совпадающих по фазе с током в неподвижной катушке (рис. 2.2.2, векторная диаграмма).
Отсутствие стальных деталей в измерительном механизме, а, следовательно, отсутствие погрешности от гистерезиса и вихревых токов делает возможным изготовлять механизмы этой системы, обеспечивающие высокую точность измерений. Слабое магнитное поле электродинамических механизмов обеспечивает получение только небольших вращающих моментов, что требует уменьшения трения в опорах и погрешности от трения. Уменьшение погрешности достигается возможным уменьшением массы подвижной части, тщательным подбором материалов для опор и осей и соответствующей их обработкой. Все это, с одной стороны, повышает стоимость прибора, с другой, приводит к повышенной чувствительности механизма к перегрузкам и механическим воздействиям. Следовательно, эти механизмы требуют особого ухода и обслуживания.
Слабое магнитное поле этих измерительных механизмов делает их чувствительными к влиянию внешних магнитных полей, как это имело место в электромагнитных измерителях. Для уменьшения этой чувствительность применяются астатирование и экранирование. У экранированных приборов измерительный механизм закрывается железным кожухом, по которому замыкаются внешние магнитные поля.
Рис. 2.2.3. Устройство астатического измерительного механизма электродинамической системы
|
Влияние внешних магнитных полей почти полностью исключается в астатических приборах. Астатический измерительный механизм (рис. 2.2.3) содержит две пары катушек. Поля неподвижных катушек направлены взаимно противоположно. Также противоположно направлены токи в подвижных катушках, поэтому вращающие моменты, действующие на подвижные катушки, направлены одинаково. Внешнее однородное поле, уменьшая вращающий момент, действующий на одну катушку, на столько же увеличивает вращающий момент, действующий на вторую катушку.
Показания электродинамических приборов при измерениях в сетях переменного и постоянного тока одинаковы.
В неподвижной катушке имеется большое количество витков, поэтому потребление мощности приборами сравнительно велико: у амперметров 5 – 10 Вт, у вольтметров (с пределами измерений до 300 В) 7 – 15 Вт.
Сравнительно высокая точность электродинамических приборов (по точности измерений в сетях переменного тока они стоят на первом месте) обеспечила их широкое применение главным образом при измерениях в лабораторных условиях, а также при градуировке и проверке приборов переменного тока других систем.
Электродинамические приборы используются в качестве амперметров, миллиамперметров, вольтметров, ваттметров, варметров, фазометров и частотомеров.