Решение ТОЭ онлайн
Техника высоких напряжений ТВН
Электротехника, основы электроники
Электрические измерения, электрические материалы

 
» » Приборы магнитоэлектрической системы
на правах рекламы

Приборы магнитоэлектрической системы

Приборы магнитоэлектрической системы

Приборы магнитоэлектрической системы: условное графическое обозначение (УГО), устройство, принцип действия, основные уравнения, достоинства, недостатки

Несмотря на все большее распространение цифровых электроизмерительных приборов, в настоящее время промышленностью выпускаются и находятся в эксплуатации большое число средств измерений, основанных на преобразовании электромагнитной энергии, подводимой к прибору, в механическую энергию перемещения подвижной части. Широкий диапазон измеряемых величин, конструкционное разнообразие, незначительное потребление энергии выгодно отличают такие электромеханические приборы, а порой делают их применение единственно возможным для ряда измерительных приборов.

В целях унификации маркировки приборы электромеханических систем обозначают следующими буквенными индексами: Ммагнитоэлектрическая, Э — электромагнитная, Д — электродинамическая, С — электростатическая.

Среди измерительных приборов электромеханических систем наиболее широкое распространение получили приборы магнитоэлектрической системы, в которых вращающий момент рамки с указателем создается взаимодействием между полем постоянного магнита и одним или несколькими проводниками (на рамке) с током.

Магнитоэлектрические приборы изготавливаются с подвижной рамкой, но есть конструкции и с подвижным магнитом.

Для характеристики основных режимов и условий работы электроизмерительных приборов непосредственного отсчета на их шкалах в зонах свободного пространства от рабочей части имеются условные обозначения.

Наиболее употребительные из них для приборов магнитоэлектрической системы приведены на рисунке 1.

Условные графические обозначения на шкалах приборов

Рисунок 1 Условные графические обозначения на шкалах приборов:

амагнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой; б – прибор для измерения постоянного тока; в – рабочее положение прибора горизонтальное; г – рабочее положение прибора вертикальное; д – между корпусом и магнитоэлектрической системой прибора напряжения не должно превышать 2 кВ; е – класс точности прибора, проценты

Также в группе знаков условных обозначений указывают устойчивость прибора к климатическим воздействиям (А — приборы для работы в закрытых сухих, отапливаемых помещениях; Б, Б1, Б2, Б3 — для работы в закрытых не отапливаемых помещениях; В, B1, B2, В3 — для работы в полевых и морских условиях).

В качестве примера на рисунке 2 показана шкала прибора магнитоэлектрической системы М4200, использующегося в качестве миллиамперметра.

Шкала прибора магнитоэлектрической системы М4200

Рисунок 2 Шкала прибора магнитоэлектрической системы М4200

В левой части внизу шкалы указаны тип измерительного прибора и его заводской номер.

В правой – условия применения для измерений в цепях постоянного тока с возможностью работы в полевых условиях и при повышенной влажности; класс точности 2,5; измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 2 кВ, соответствует требованиям ГОСТ.

Вращающий момент в приборах магнитоэлектрической системы создается механическим взаимодействием тока, протекающего по подвижной катушке p (рамке), расположенной между полюсами постоянного магнита, которые концентрично охватывают неподвижный стальной цилиндр а, с магнитным потоком в зазоре (рисунок 3). Так как обычно в магнитном зазоре магнитное поле радиально и равномерно, т. е. индукция постоянна, то мгновенное значение вращающего момента

M = k·I,

т. е. момент пропорционален первой степени тока.

Изображение прибора магнитоэлектрической системы

Рисунок 3 Изображение прибора магнитоэлектрической системы

В силу инерционности подвижная система прибора (рамка) не успевает следовать всем значениям мгновенного тока и отклоняется на некоторый угол, пропорциональный среднему значению тока.

Следовательно, для переменного тока магнитоэлектрические приборы непригодны (без дополнительных устройств), так как при питании катушки переменным током среднее значение создаваемого ею вращающего момента равно нулю и стрелка прибора будет стоять на нуле.

Установившееся положение подвижной части определяется равенством моментов

Mср = Mпр

или

k·Iср = D·α.

Откуда угол поворота подвижной части измерительного механизма

α = k/D·Iср = SI·Iср,

т. е. он пропорционален среднему значению тока (равномерная шкала).

Средний ток в рамке (постоянная составляющая)

Iср = α/SI = Cср·α,

где Cср – постоянная по току амперметра магнитоэлектрической системы.

Приборы магнитоэлектрической системы применяют для измерения тока и напряжения в электрических цепях постоянного тока (рисунок 4). Также в мультиметрах применяют для измерения сопротивления.

Подключение шунта и добавочного резистора к электроизмерительному прибору pA

Рисунок 4 Подключение шунта и добавочного резистора к электроизмерительному прибору pA

Для уменьшения проходящего по катушке тока и компенсации влияния температуры на показания прибора в вольтметрах последовательно с катушкой включают добавочный резистор (рисунок 4, а), который обычно встраивается в корпус прибора. Сопротивление этого резистора значительно больше сопротивления катушки, и он выполнен из материала, электрическое сопротивление которого весьма мало зависит от температуры (константан, манганин и пр.).

В амперметрах параллельно катушке прибора часто включают образцовый резистор, называемый шунтом (рисунок 4, б).

Сопротивление шунта значительно меньше сопротивления катушки прибора, вследствие чего измеряемый ток в основном проходит по шунту. Шунты и добавочные резисторы служат для расширения пределов измерения приборов.

Достоинством приборов магнитоэлектрической системы являются равномерность шкалы, высокая точность, малое потребление энергии и независимость показаний от посторонних магнитных полей.

К недостаткам их относятся непригодность для измерения переменного тока (без дополнительных устройств), необходимость соблюдения полярности при включении и чувствительность к перегрузкам (при перегрузке тонкая проволока катушки и спиральные пружины, подводящие к ней ток, могут сгореть).

Магнитоэлектрические приборы с подвижным магнитом менее точны, но имеют малые габариты и более низкую стоимость.


Теги: магнитоэлектрический прибор, приборы магнитоэлектрической системы, магнитоэлектрическая система

Комментарии:

Оставить комментарий