Приборы магнитоэлектрической системы

Принцип их действия основан на взаимодействии магнитного поля, постоянного магнита и измеряемого тока, протекающего по рамке. Сила, действующая на каждую активную сторону рамки, равна , где С₁– коэффициент пропорциональности. Под действием этой силы возникает вращающий момент, который определяется.

Противодействующий момент создается пружиной и он равен:

- удельный момент закручивания пружины;

- угол поворота стрелки.

Если то стрелка вращаться не будет.

Т.е. угол поворота стрелки прямо пропорционален току катушки. Поэтому шкала приборов равномерная.

Ток, проходя через рамку, создает на ней падение напряжения , т.е. угол поворота стрелки пропорционален также приложенному напряжению.

Достоинства:

1. не боятся внешних магнитных полей;

2. равномерная шкала;

3. большая точность, высокая чувствительность.

Недостатки:

1. используются только в цепях постоянного тока;

2. сложность конструкции и высокая стоимость.

Магнитоэлектрические приборы могут быть использованы для измерения сопротивлений в качестве логометров.

Логометраминазываются приборы, измеряющие отношение двух токов, образующих встречные вращающие моменты. Они не имеют противодействующей пружины,

и поэтому в отключенном состоянии стрелка может находиться в любом положении.

Расширение пределов измерения на постоянном токе

Для расширения пределов измерения тока используют шунты.

Шунт – это металлическая пластина с сопротивлением, которая подключается параллельно измерительному механизму прибора с сопротивлением.

р– шунтирующий множитель, показывающий, во сколько раз необходимо увеличить пределы измерений.

Шунты изготавливают из манганина и снабжаются двумя парами зажимов (токовыми для включения в сеть и потенциальными для подключения измерительного механизма). Шунты могут быть внутренними и наружными. Если прибор предназначен для работы с наружным шунтом, то у него в правом верхнем углу шкалы указывается Н.Ш.

Для расширения пределов измерения напряжения используют добавочное сопротивление, которое включается последовательно с измерительным механизмом.

Множитель добавочного сопро-тивления – р(выполняется в виде катушек из манганина)

Приборы электромагнитной системы

У них перемещение подвижной части происходит вследствие взаимодействия магнитного поля, создаваемого неподвижной катушкой с измеряемым током и одного или нескольких ферромагнитных сердечников. Вращающий момент равен , т.е. угол поворота стрелкипропорционален. Поэтому прибор имеет неравномерную (квадратичную шкалу). Подбором формы сердечника и его расположения в катушке неравномерность шкалы уменьшают и она остается лишь в пределах от 0 до 25% верхнего предела.

Достоинства:

1. могут измерять как постоянный так и переменный ток;

2. не боятся перегрузок;

3. просты в конструкции.

Недостатки:

1. неравномерность шкалы;

2. зависимость показаний от частоты;

3. боятся внешних магнитных полей.

Для устранения последнего недостатка применяют астатические измерительные механизмы, у которых имеются две одинаковые катушки, включенные последовательно встречно. Магнитные поля катушек направлены противоположно, и поворот подвижной части создается моментами одного направления, приложенными к сердечнику.

Внешнее поле уменьшает вращающий момент, действующий на один сердечник, и на столько же увеличивает момент, действующий на другой сердечник. Т.о. суммарный момент, действующий на ось и стрелку, остается неизменным.

Электромагнитный логометр имеет две неподвижные катушки и два сердечника, закрепленные на оси. На каждый из сердечников действует вращающий момент, зависящий от квадрата тока соответствующей катушки, поэтому при измерении подвижная часть устанавливается в положении, при котором моменты уравновешивают друг друга. Такие логометры применяют для измерения емкости, частоты, сдвига фаз.