Властивості й технічні характеристики приладів

Електродинамічні прилади придатні для вимірів у ланцюгах постійного і змінного струму.

При вимірі постійного струму й напруги дія цих приладів принципово не відрізняється від магнітоелектричних приладів, тобто відхилення рухливого елемента вимірювача відбувається завдяки взаємодії магнітного потоку, утвореного рухливою котушкою, і потоку, створеного нерухомою котушкою.

Причому на відміну від магнітоелектричних приладів зміна полярності не має ніякого значення для електродинамічних приладів, тому що при одночасній зміні напрямку струму в обох котушках напрямок обертаючого моменту залишається незмінним.

При вимірі змінного струму рухлива котушка внаслідок своєї інерції не буде встигати змінити своє обертання від зміни обертаючого моменту й займе положення, обумовлене середнім значенням обертаючого моменту за період Отже, електродинамічний прилад на змінному струмі вимірює діюче значення змінного струму.

Із всіх приладів, придатних для виміру в ланцюгах змінного струму, електродинамічні прилади є самими точними. Клас точності їх досягає 0,1 і 0,2, тому вони одержали поширення переважно як зразкові прилади для перевірки приладів постійного і змінного струму, а також для точних лабораторних вимірів.

Описана вище конструкція приладу має досить невеликий обертаючий момент і, отже, порівняно невеликою чутливістю. Посилення обертаючого моменту легко досягається введенням магнітного ланцюга з феромагнітних матеріалів. При цьому значно підсилюються магнітні поля, створювані котушками, і тим самим збільшується обертаючий момент приладу. Разом із цим завдяки посиленню власних магнітних полів приладу вплив зовнішніх магнітних полів, що знижують точність приладу, значно зменшується.

Похибки.Основними факторами, що вносять додаткові погрішності електродинамічних приладів, є: зміна навколишньої температури, частоти, наявність зовнішніх магнітних полів (для приладів без сталі), а для приладів феродинамічних, крім того, вихрові струми й гістерезис у сердечнику.

Температурна похибка виникає внаслідок зміни опору мідних обмоток і пружності спіральних пружин. Для зменшення зазначеної похибки застосовуються особливі схеми температурної компенсації подібно тому, як це робиться в магнітоелектричних приладах. Зміна частоти вносить додаткову похибку головним чином у феродинамічні прилади з тієї причини, що при цьому змінюється індуктивний опір ланцюгів,в результаті чого змінюються струми в ланцюгах вимірювального механізму й, отже, його обертаючий момент. Особливо сильний вплив частота робить на фазометри, що містять у собі багатовиткові котушки.

У приладах без сталі похибка від зміни частоти невелика. При звичайному виконанні цих приладів вони можуть застосовуватися при частотах не більше 200 Гц, при цьому погрішність їх, що залежить від частоти, не перевершує 0,3%.

Поширена думка про те, що електродинамічні прилади можна використати при вимірах на частотах до 1000 Гц, є помилковим, тому що тільки амперметри на силу струму до 1 А при послідовному з’єднанні обмоток зберігають правильні покази при цих частотах. Для виміру на підвищених частотах існують спеціальні конструкції електродинамічних приладів, і аж ніяк не ті, які градуюються при частоті 50 Гц.

На показання приладів електродинамічної системи сильний вплив роблять зовнішні магнітні поля. З метою зменшення впливу цього фактора застосовують магнітні екрани, а також вводять астатичні пристрої вимірювального механізму.

Для усунення погрішності, викликаної зовнішніми магнітними полями, при вимірах варто зробити два виміри зі зміною напрямку струму в обох котушках (перемикати затиски) і як дійсне показання взяти напівсуму показів до й після перемикання затисків.

Власне споживання електродинамічних приладів відносно велике внаслідок великої кількості ампервитків у нерухомій котушці, необхідних для створення достатнього обертаючого моменту. Число амперів-витків у приладів (без заліза) перебуває в межах: у нерухомої котушки — від 100 до 500; у рухливої котушки — від 20 до 5. Витрата потужності в амперметрах досягає приблизно 5—10 Вт, а у вольтметрах з межами виміру до 300 В приблизно 7—15 Вт.

Стійкість до перевантажень у електродинамічних приладів невелика, тому що при їхньої низької чутливості важко дати їм відповідний запас міцності.

Зміни меж при вимірах у ланцюгах постійного струму можна досягти, застосовуючи до амперметрів і струмових ланцюгів ватметрів шунти, а до вольтметрів і ланцюгів напруги ватметрів-окремі додаткові опори. При вимірах у ланцюгах змінного струму можна застосовувати вимірювальні трансформатори струму й напруги, але з метою збереження точності виміру трансформатори повинні бути по класі не нижче класу точності приладу.