Основные понятия метрологии. Классификация измерений. Абсолютная и относительная погрешность измерений. Виды (природа) погрешности измерений физических величин. Прямое равноточное измерение и его нормирование метрологические характеристики., страница 4

Таким образом вращающий момент подвижной части прибора, который в общем определяется как  (11)

Различные системы АЭиП действуют согласно определению зависимости вращающего момента от измеряемой эл. величины.

Прибор магнитоэлектрической системы, его вращ. момент может быть определён из ф.11, его работа основана на взаимодействии магнитного поля, следовательно сила создающая вращающий момент будет Сила Ампера , направление определяется по правилу левой руки. 

Обычно ось катушки ориентируется перпендикулярно к силовым линиям, следовательно так же ориентированы и боковые стороны винтов катушки. Тогда величина вращающего момента: (12)

Из формулы 12 следует, что вращающий момент магнитоэлектрического прибора пропорционален току, знак вращающего момента изменится при изменении направления тока, поэтому приборы данной системы не могут применяться в цепях переменного тока. Из приведённых рассуждений следует, что при приложении к подвижной части сколь угодно мало вращ. момента, подвижная часть, а следовательно и стрелка будет отклоняться до своего макс. угла, поэтому дял работы всех АЭиП необходимо к подвижной части прикладывать противовращающий  момент, пропорциональный углу поворота (13), тогда в зависимости от приложенной (силы) эл. величины стрелка прибора будет отклоняться на некоторый определенный угол, а условием в равновесии стрелки будет равенство вращающего и противовращающего момента. , тогда для магнитной системы будем иметь , тогда зависимость угла поворота стрелки от эл. величины называется уравнением шкалы АЭиП (14).

20. Системы аналоговых приборов.

21. Магнитоэлектрические приборы. Устройство  и уравнение шкалы.

, где I сила тока протекающего по виткам катушки. Если включить последовательно с таким амперметром сопротивление и подключить его параллельно нагрузке,

 

то ток протекающий через амперметр найдётся как напряжение на двух параллельных ветвях.

22. Приборы электромагнитной и электростатических систем.

Перечисленные АЭиП работают на принципах, которые следует из уравнения Лагранжа.

(1)

Вращающий момент пропорционален производной электромагнитной энергии по угловой координате. Электромагнитная энергия в общем виде: , где

- Индуктивная энергия катушки, сосредоточенная в её магнитном поле.

- Энергия электрического поля – энергия заряженного конденсатора, сосредоточенная в его электрическом поле.

- Энергия магнитного взаимодействия двух катушек по которым протекают электрические токи. Взаимоиндуктивная энергия.

~; ~; ~ (-фаза сдвига между токами)

Три указанных вида электромагнитной энергии определяют принципы действия электромагнитной, электростатической и электродинамической систем. Причём у всех АЭиП противовращающий момент создаётся упругой силой спиральной пружинки, причём величина пропорциональна углу закручивания (2)

Подставляя (1) и (2) в условия равновесия подвижной части для каждой из перечисленных () систем получим уравнение сигнала (зависимость угла поворота от измеряемой электрической величины).

Состоит из неподвижной катушки, по которой протекает переменный ток, создается переменное магнитное поле и переменный магнитный поток.

Имеется ферромагнитный сердечник, через который проходит ось и жестко с ним связанная стрелка. Ось эксцентрична. При намагничивании сердечник стремиться расположиться так чтобы его пронизывало как можно больше силовых линий магнитного поля и поэтому втягивается внутрь катушки, где плотность силовых линий больше. Работа поворота подвижной части осуществляется за счёт энергии магнитного поля катушки, поэтому уравнение его шкалы запишется как: .

+ К достоинствам данной системы относится её простота и низкая стоимость.

– Нелинейность шкалы из-за квадратичной зависимости (). Малая чувствительность и недостаточная точность (Класс точности 1,5).

Применяются только в качестве вольтметров, а именно в качестве высоковольтных вольтметров.

Вращающий момент определяется энергией эл. поля поэтому уравнение шкалы такого прибора . Применяется только в цепях постоянного тока, для использования его в цепях переменного тока, нужно сперва выпрямить пер. наложение в пульсирующие.

23. Работа электродинамического ваттметра.

Зависимость вращающего момента электродинамического АЭиП от электрических величин позволяет использовать его для измерения активной мощности нагрузки, поскольку формула активной мощности поглощаемой нагрузки имеет вид. , где U и I – действующее значение напряжения и силы тока нагрузки, а её коэффициент мощности, и представляет собой cos угла фазового сдвига между током и напряжением на нагрузке. Коэффициент мощности максимально равен 1. для чисто активной нагрузки, где  и равен 0 для чисто реактивной нагрузки (конденсатор, катушка индуктивности)

Теоретически реактивный элемент не потребляет энергии, хотя некоторые нагревания некоторых элементов при протекании через него тока все равно происходят. (Часть тока переходит в тепловую энергию) Это можно объяснить тем, что реактивный элемент как бы содержит в себе некоторое малое активное сопротивление, на котором и происходит преобразование электрической энергии в тепловую – это сопротивление потерь реактивного элемента, т.е. реальная схема конденсатора должна содержать:   

Для катушки индуктивности представляет собой активное сопротивление её провода . Формула активной мощности P может быть реализована электродинамическим прибором при соответствующем подключении его катушек к нагрузке. Следовательно, соответствующее                              обозначение прибора электродинамической системы.

Могут работать                                    как с постоянным, так и с переменным токами.

+  электродинамические АЭиП получили широкое применение, поскольку могут работать как в цепях переменного так и в цепях постоянного тока, кроме того соответствующим подключением катушек эти приборы можно использовать как амперметр, вольтметр и ваттметр. По сравнению с электромагнитными обладают более высокой чувствительностью и вносят меньшую погрешность в измерения соответствующей измеряемой величины. Именно эти приборы наряду с магнитоэлектрическими могут использоваться как прецизионные (0,05-0,1-0,2). 

24. Электродинамический амперметр и вольтметр.