Електромагнитни волтметри и амперметри

Принципът на работа на електромагнитни устройства на системата въз основа на взаимодействието на магнитното поле, генерирано от тока в неподвижна бобина с подвижна феромагнитна сърцевина, подвижен намотка с ток. Енергията на магнитното поле намотка, през която тече постоянен ток I

Заместването Wem енергия в мащаб генерализирана уравнение (формула 3.2) за електромеханични механизми получат

Ако бобината протича променлив ток I (т), след това, поради инерцията на механизма, има средно време, т.е. можем да запишем уравнението под формата на люспи

По дефиниция, текущата стойност на тока

т.е. уравнението под формата

Формула 3.6 че ъгълът на въртене на подвижната част на механизма е пропорционално на текущата стойност на тока, т.е. Тя не зависи от посоката на тока. Следователно, електромагнитни устройства са подходящи за измерване на постоянен и променлив ток и напрежение. Поради мащаба (3.6) показва, че мащабът на тези устройства са нелинейни и частично линеаризация се осъществява чрез избор на специална форма на подвижната феромагнитна сърцевина.

Амперметри. електромагнитна бобина амперметър измервателен механизъм, включени директно в измерване на ток почивка верига.

Панел произведени с силата на тока една граница измерване преносими (лабораторни) може да има няколко диапазони на измерване. Когато тази граница селекция се осъществява чрез превключване за намотаване на секции, включително и в последователно или паралелно.

Shunts в тези силата на тока, не се прилагат, тъй като бобината има много ниска присъща устойчивост.

инструменти токови трансформатори, използвани в измерването на големи токове променливи (§ 3.2).

При използване на силата на тока в DC грешка се появява на ядрото на хистерезис намагнитване. За да се намали тази грешка ядра, направени от меки магнитни материали като пермалой.

При промяна на честотата на тока в честотния грешка амперметър възниква в резултат на действието на вихрови токове в ядрото и други метални части на механизма, проникнали от магнитния поток на бобината.

Налични в търговската мрежа силата на тока с критични стойности на тока акциите на Ампер до 200 А.

За индиректно амперметър връзка чрез токови трансформатори обикновено се използва силата на тока 5 А.

Волтметри. Ако приемем, че токът през намотката на устройството за навиване. където U - приложеното напрежение и Zpr - импеданс модул, с формула (3.6) получаваме уравнение за мащаб електромагнитни Волтметри

по този начин Електромагнитни волтметри измерват напрежение ефективна стойност, но техните показания са силно зависими от честотата, като волтметър бобина има по-висока индуктивност, отколкото амперметър, да се създаде необходимия въртящ момент. Разширяване на границите на измерване се осъществява с помощта на набор от допълнителни резистори (§ 3.2), които едновременно увеличаване на входния импеданс на волтметри.

Общите предимства на електромагнитни устройства включват:

- способността да издържат на високи натоварвания;

- годността за използване на DC и AC течения;

- страхотно собствена консумация на енергия (Ват единици);

- силно влияние на външни магнитни полета, тъй като малко поле намотка с ток, както и в соленоид без ядро.

Принципът на работа на електродинамични устройства се основава на взаимодействието на полетата на две намотки с токовете, една от които е неподвижна.

Електрокинеза енергия от две намотки с токове

където L1 и L2 - индуктивност фиксирани и подвижни макари, I1 и I2 - течения в тези бобини, - взаимното индуктивност на намотките.

От ъгъла на завъртане зависи само от взаимното индуктивност M, че с оглед на формула (3.2), ние получаваме уравнение под формата на люспи

т.е. механизъм на електродинамиката система е по принцип се размножава електромагнитното устройство.

Ако течения конвектори текат променливи, като синусоидална

мащаба на уравнението може да се запише като

където J = J1 - J2 - фазовия ъгъл между токовете в намотките.

по този начин ъгъл отклонение тези механизми по променлив ток i1 и i2 зависи от продукта от течения и техните фаза разликата. Това позволява използването на електродинамични инструменти на системата не само като силата на тока и волтметри, ватметри, но и като, но с помощта на две подвижни рамки, свързани помежду си под ъгъл (ratiometer) - например метра фаза.

Амперметри. намотки амперметър могат да бъдат свързани в серия (фиг. 3.8) или паралелно. Паралелно връзка се използва силата на тока относително високи токове (до 10 А).

Връзката серия се използва в милиамперметър и амперметър до 0.5 А. Тези токове не са способни на увреждане на тънък тоководещи пролетта.

серия верига на I1 на амперметър В = I2 = I, # 966; 1 - # 966; 2 = 0, уравнението за мащаба на променливи токове (3.8) се редуцира до

т.е. при условие, че ъгълът на въртене на стрелката от втора зависимост от тока, протичащ в намотките. Следователно, токът се измерва текущата стойност. Въпреки това, не-линейна скала и за линеаризация на избраната си форма и разположение на серпентините, така че да не остават постоянни и по същество независимо от ъгъла между подвижните и неподвижните намотки.

В паралелна схема силата на тока I1 = k1 I и I2 = k2 I, и разликата фаза на нула е осигурен също инсталирането на допълнителни индуктивности в основните вериги на рулони. Електродинамични амперметри имат честота на грешки, защото общо съпротивление зависи от текущата честота. Въпреки това, в момента това е най-точните инструменти за измерване на променливи на промишлени токове, вариращи от 10 mA до 10 А.

Волтметри. За увеличаване на вътрешното съпротивление на двете намотки в волтметри само включен последователно с допълнителното съпротивление RDOB (фиг. 3.9), намалява ток през устройството. При последователно свързване на бобини I1 = I2 = I, с общо устройство съпротивление верига Zp = Z1 + Z2 + RDOB. с формула (3.7), мащабът на уравнението на волтметър става

Както и в случая на силата на тока, промени се правят почти еднакъв мащаб герой в волтметри.

Обикновено волтметри mnogopredelnymi извършва чрез използване на допълнителни резистори. Използва се за измерване на преките напрежения до 600 V.

измервателни трансформатори (§ 3.2), използвани в измерване на високо напрежение.

Електродинамични волтметри имат грешка честота, която може да бъде изчислена по формулата

където # 948; е - относителна грешка честота при честота F, # 964 = НН / RV - постоянен инструмент, LV - общо индуктивност намотка, RV - общо съпротивление волтметър това RDOB.

Честота корекция и компенсация на грешката в честотата (# 948; е = 0) при честота. където кифли - капацитет, свързани в паралел с мащабиране резистор.

Ватмери. При изграждането на ватметър, използвайки факта, че ъгълът на отклонение е пропорционална на произведението на механизъм електродинамични течения в бобините (виж ур. 3.7).

Фиг. 3.10 показва, че ватметър схема на бобините с промяна в мощността, консумирана от товара Зл. Тя осигурява умножение на тока и I1 = Н. Подвижната намотка е свързан паралелно като волтметър и амперметър като фиксирана последователно. Като се има предвид това уравнение за ватметъра на скала

където ZV - волта намотка съпротивление, защото # 966; - фазовия ъгъл между тока и напрежението в товара.

Уравнение ватметър мащаб е линейна и продукцията ще бъде пропорционална на активната мощност. Класове mnogopredelnyh лабораторни точност Ватметри достатъчно високи (0.2, 0.1). Гамата от измерените сили от няколко вата до няколко киловата. Измерванията могат да се извършват както на постоянен ток и при включване токове.

Грешки електродинамични ватметър възникват в резултат на температурни влияния и присъствието на външни магнитни полета. С увеличаване на честотата на няколкостотин херца да се превърне в значим като грешки честотни, причинени от увеличаване на индуктивни бобини реактанс водещи до намаляване на въртящия момент.

За да се увеличи чувствителността и намаляване на влиянието на външни магнитни полета могат да имат фиксирана намотка мека магнитна сърцевина, която се поставя между полюсите на подвижната намотка. Също така, устройства се наричат ferrodynamic.

Electrodynamic съотношение метра. Механизмите за ratiometer-радикално измерване ви-подвижна част се изпълнени във формата на две неподвижно свързани бобини поставени вътре фиксирана намотка с ток I. Чрез преместването винтови намотки потоци течения I1 и I2. които се подават от метална лента, почти без насрещно въртящ момент (фиг. 3.11).

Въртящи моменти от влиянието на фиксирана намотка с ток I на магнитните полета на движещите намотки с ток I1 и I2. противоположно насочено. по този начин време на първата намотка - въртящия момент, втори път - опозиция. мащаб уравнение става

гарантира равенство ако I1 = I2 модул, мащабът на инструмента може да се калибрира в # 966; или защото # 966. Такива устройства се използват за измерване защото # 966; - фаза електромерите за измерване на честотата на - броячи на честота. Последното се използва зависимостта на ъгъла на отклонение от съотношението на устойчивост във вериги подвижни рамки, т.е. , Ако, например, I2 не zivisit честота резонанс се дължи на промените Z1 добавяне на кондензатор в мобилна намотка верига. Следователно скалата на устройството може да се калибрира в единици на честота, като ,

Електродинамични cymometers достъпни за измерване на честота в тесен диапазон (45-55, 450-550 Hz), точността на 1, 1.5. Фаза метра - под формата на преносими устройства с обхват на измерване ъгъл # 966; 0 0 0 90 и защото # 966; от 0 до 1 за индуктивни и капацитивни товари, клас на точност 0.2, 0.5.