3.2.2.4. Ферродинамические измерительные приборы (фдп)

Эти приборы отличаются от ЭДИП тем, что неподвижная катушка в них расположена на сердечнике из ферромагнитного материала.

Это приводит к значительному увеличению М_вр и уменьшению влияния внешних магнитных полей.

Однако наличие магнитопровода снижает точность этих приборов из-за потерь на гистерезис и вихревые токи.

Достоинства:

- не боятся вибраций и тряски,

- внешние магнитные поля мало влияют на их показания.

Классы точности 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5.

Успокоение подвижной части - воздушное и магнитоиндукционное.

Недостатки:

- на постоянном токе погрешность возрастает за счет потерь на гистерезис,

- сказывается влияние частоты питающего напряжения и температуры внешней среды, частотный диапазон 10Гц...1,5кГц.

Применение: ферродинамические приборы в основном применяются в цепях переменного тока на промышленной частоте в качестве амперметров, вольтметров.

Большая величина М_вр позволяет использовать их в самописцах, расширение пределов измерения осуществляется так же, как у электродинамических приборов.

3.2.2.5. Электростатические измерительные приборы (эсип)

В ЭСИП для перемещения подвижной части используется принцип взаимодействия двух или несколько электрически заряженных проводников, т.е. здесь в отличие от механизмов других систем перемещение подвижной части осуществляется за счет непосредственно приложенного напряжения.

Таким образом, эти приборы по своему принципу действия являются приборами, измеряющими только напряжение.

Конструктивно их можно представить в виде плоского конденсатора с подвижными и неподвижными электродами.

Перемещение подвижной части связано с изменением емкости системы, которая может быть осуществлена либо изменением площади электродов, либо изменением расстояния между ними.

На рисунке приведена схема устройства электростатического прибора:

Рис. Схема устройства электростатического прибора:

1 - подвижная алюминиевая пластина; 2 - неподвижная пластина; 3 - ось

Подвижная алюминиевая пластина 1, закрепленная вместе со стрелкой на оси 3, может перемещаться, взаимодействуя с двумя электрически соединенными неподвижными пластинами 2.

Входное напряжение подается на подвижную и неподвижную пластины.

Под действием электростатических сил подвижная пластина втягивается между неподвижными пластинами.

Обобщенное выражение для электростатического прибора имеет вид

М_вр = dW_э/dα,

где W_э - изменение энергии электрического поля при изменении положения подвижной части на dα.

Энергия поля заряженного конденсатора определяется уравнением

W_э = 1/2 U²C

поэтому

М_вр = 1/2 U² dC/dα,

где С - емкость, образуемая между электродами электростатического прибора.

Приравнивая вращающий момент и противодействующий, по-лучим

α = 1/2W U² dC/dα. (1)

Из выражения (1) видно, что шкала прибора квадратичная.

Конструктивно добиваются частичной линеаризации шкалы так, что рабочая часть начинается примерно с 1/5 части общей длины шкалы.

Успокоение подвижной части - магнитоиндукционное или воздушное.

Достоинства:

- не потребляют энергии в цепях постоянного тока и имеют очень незначительное потребление в цепях переменного тока;

- независимость показаний от изменения температуры, частоты и формы кривой измеряемого напряжения, а также внешних магнитных полей.

Классы точности: 0,05; 0,1; 1,0; 1,5; 2,5; частотный диапазон 20 Гц...10МГц, диапазон измерений постоянного напряжения 10В ...7500 кВ, переменного напряжения 30 В...7500 кВ.

Недостатки:

- низкая чувствительность,

- неравномерная шкала,

- сказывается влияние внешних электрических и электростатических полей.

Применение: в цепях постоянного и переменного токов в качестве вольтметров.

Для расширения пределов измерения по напряжению используются резисторные и емкостные делители напряжения.