Экзаменационный билет № 5

Принцип действия и конструкция магнитоэлектрических приборов, основные зависимости, причины возникновения погрешностей и способы их компенсации. Измерение постоянных токов и напряжений магнитоэлектрическими приборами.
Методы преобразования непрерывных измеряемых величин. Классификация цифровых измерительных устройств (приборов).

1 . Работа этих приборов основана на взаимодействии поля постоянного магнита 1 с током, протекающим по рамке 2. Различают ИМ с подвижной рамкой или с подвижным магнитом. Первые выпускаются с магнитом, охватывающим рамку (8.4, а), либо внутрирамочным (б); последнее позволяет эффективнее использовать энергию магнита и сделать механизм меньших размеров. Вторые – конструктивно проще, малогабаритные, устойчивее к перегрузкам, однако имеют сравнительно слабое собственное магнитное поле и низкую точность.

Вращающий момент определяется выражением

где В — магнитная индукция в воздушном зазоре, в котором находится рамка; s — площадь рамки и w — количество ее витков. В зависимости от назначения прибора противодействующий момент создается спиральными пружинами, растяжками либо подвесами.

Успокоение магнитоиндукционное — либо за счет вихревых токов, которые наводятся в короткозамкнутом контуре алюминиевого каркаса, либо за счет токов, возникающих в рамке благодаря наведенной в ней при движении э. д. с. (характерно для высокочувствительных бескаркасных гальванометров).

Установившееся отклонение магнитоэлектрического прибора при измерении постоянного тока

Направление движения указателя зависит от знака тока I, поэтому необходимо соблюдать указанную полярность при включении прибора в цепь.

Среди электромеханических приборов магнитоэлектрические наиболее чувствительны и точны (наивысший класс точности 0,05), характеризуются малым потреблением мощности (десятые доли ватта). Высокая чувствительность обеспечивается сильным собственным магнитным полем, благодаря которому даже при незначительном токе создается достаточно большой вращающий момент. Высокая точность обязана хорошей стабильности элементов прибора, незначительному влиянию внешних магнитных полей на показания прибора; для борьбы с влиянием температурных изменений, в частности от перегрева собственным током, внутри прибора создают схемы температурной компенсации. На базе ИМ этой системы выпускаются амперметры и вольтметры постоянного тока, гальванометры постоянного тока и вибрационные, осциллографические гальванометры светолучевых осциллографов, омметры, в совокупности с преобразователями переменного тока в постоянный — измерители переменных токов и напряжений, приборы для измерения магнитных и неэлектрических величин и т. п.

Амперметры и вольтметры. Выпускаются с пределами измерений от долей микроампера до сотен ампер и от долей милливольта до сотен вольт. Классы точности — от 0,05 до 2,5.

П оскольку у амперметров с пределами измерения не более 30...50 мА не возникает недопустимого перегрева обмотки, у них измеряемый ток полностью протекает по обмотке ИМ (рис. 8.5, а); у амперметров на большие токи обмотка ИМ шунтируется (рис. 8.5, б).

Магнитоэлектрические вольтметры, как и вольтметры других систем (за исключением электростатической), представляют собой последовательное соединение ИМ и добавочного резистора (рис. 8.5, в), а ток полного отклонения указателя вольтметра составляет от 0,1 до 5мА.

2. Методы преобразования непрерывных измеряемых величин.

1) Метод последовательного счета.