Эталоны в области измерения параметров интенсивности электромагнитных колебаний, страница 16

             – взаимоиндукция между линией и кольцом;

               – активное сопротивление кольца;

          – частота тока;

    – угол поворота кольца относительно плоскости поперечного сечения линии;

   – жесткость нити подвеса.     

Вращающий момент, в соответствии с (4.9), зависит от силы тока, геометрических характеристик кольца, взаимного расположения кольца и линии, активного сопротивления кольца и частоты тока. Кольцо обычно выполняется из материала с хорошей проводимостью, так что при достаточно высокой частоте (), зависимость периода механических колебаний кольца от частоты тока является достаточно слабой.

Из изложенного очевидно, что при неизменной геометрии подвижной системы и высокой частоте период колебаний будет только функцией тока в линии.

Среднее квадратическое значение силы тока определяется по формуле

,

где  – постоянная эталона, зависящая от его геометрических размеров;

               – период собственных колебаний кольца при наличии тока в линии;

               –  период собственных колебаний кольца, обусловленный упругостью нити подвеса и другими факторами при отсутствии тока в линии.

Период колебаний определяется через число колебаний, отсчитываемых автоматически с помощью пучка света, направляемого на зеркальце и электронного секундомера (рис. 4.16).

 

Рисунок 4.16 – Схема первичного преобразователя эталона

Процедура измерений при помощи эталона состоит в следующем. Сначала определяют период свободных колебаний  при отсутствии тока, а затем электромагнитом закручивают подвижную систему на угол , включают измеряемый ток, освобождают подвес и отсчитывают необходимое число колебаний при помощи фотореле, счетчика импульсов, электронного секундомера, к которому подводится эталонная частота 10 кГц.