40.Преобразоаватели электрических величин в неэлектрические. Принцип работы, устройство и характеристика электродинамических ип.
Преобразователи электрических величин в неэлектрические – это техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации или передачи.
Принцип действия электродинамических ИП основан на взаимодействии магнитных полей токов, протекающих по неподвижной и подвижной катушкам (или системам катушек). Электродинамический преобразователь, конструкция которого и схема соединения катушек приведены на рисунке 3.1,а,б.
а |
б |
Рисунок 3.1 – Электродинамический преобразователь
Неподвижные катушки 1, выполняют из двух секций, разнесенных в пространстве. Выполняются неподвижные катушки из медного провода. Подвижная катушка 2 выполняется из медного или алюминиевого провода и размещается внутри неподвижной. Токопроводящими проводниками подвижной катушки служат упругие элементы (спиральные пружины 3), создающие механический противодействующий момент, или безмоментные проводники в логометрах.
Функция преобразования электродинамического преобразователя для переменных токов запишется в виде
.
Можно сделать некоторые выводы о свойствах, достоинствах и недостатках электродинамических преобразователей:
- угол отклонения подвижной части электродинамических преобразователей пропорционален произведению среднеквадратических значений токов, протекающих по неподвижной и подвижной катушкам;
- функция преобразования электродинамических ИП нелинейна, так как характер ее определяется произведением токов в катушках и законом изменения взаимной индуктивности при повороте подвижной катушки;
- электродинамические преобразователи в отличие от ИП других групп имеют две цепи протекания тока, и угол отклонения подвижной части в них определяется произведением токов в катушках и фазовым сдвигом между этими токами, т.е. преобразователи обладают множительными и фазочувствителъными свойствами и могут служить основой для создания не только вольтметров и амперметров, но и ваттметров, фазометров и других приборов;
- возникновение вращающего момента в электродинамических ИП обусловливается взаимодействием магнитных потоков в воздухе. Поэтому у указанных преобразователей отсутствуют погрешности, характерные для преобразователей с ферромагнитными сердечниками, и приборы, выполненные на их основе, могут быть изготовлены с высоким классом точности;
- чувствительность электродинамических ИП невысока вследствие того, что МВР создается слабыми магнитными потоками, действующими в воздухе. Значит, собственное потребление мощности у электродинамических преобразователей достаточно велико;
- у электродинамических ИП могут возникать большие погрешности из-за влияния внешнего магнитного поля, так как собственное магнитное поле у них мало.
Целый ряд электродинамических приборов создается на основе логометрического преобразователя.