Международная система единиц. Погрешности измерений. Преобразователи тока и напряжения. Аналоговые электронно- механические измерительные приборы, страница 9

W – коэффициент, зависящий от свойств упругого элемента и называемый удельным противодействующим моментом.

Противодействующий момент (W) линейно зависит от угла поворота подвижной части. При М_вр=-М_пр |=> ВSwI= Wa |=> a= ВSwI/W=S_II – уравнение преобразования

S_I – чувствительность механизма к току.

Из этого уравнения: угол отклонения (a) пропорционален току (I) |=> т.е. прибор имеет линейную шкалу.

Успокоители в магнитоэл. приборах обычно магнитоиндукционного типа. Момент успокоения М_р  образуется за счёт вихревых токов в Al каркасе.

Магнитоэл.механизмы обычно работают на постоянном токе. Если колебание имеет синусоидальную форму, то среднее значение вращающего момента = 0.

М_ср=I_mBSw/T * ò Sinwtdt=0

Принцип построения магн.электр. используется в гальванометрах – высокочувствительных приборах, предназначенных для измерения малых токов (до 10^-8 А) и напряжений (до 10^-6 В). Гальванометр не имеет градуировки и цена деления шкалы определяется при измерениях.

Достоинства: 

·  Приборы магн.электр. системы имеют высокую чувствительность – объясняемую концентрацией магнитного поля магнита в узком зазоре, из-за чего индукция получается большой.

·  Сильное магнитное поле в зазоре ослабляет влияние внешних полей |=> при использовании магнитных экранов погрешность из-за внешних полей можно свести до десятых долей процента.

·  Потребление тока от внешней цепи ПМЭС очень мало, до 10^-9Вт

·  МЭП относят к высокоточным с классом точности: 0,2; 0,1; 0,05.

Недостатки:

·  Чувствительность к перегрузкам (ток по рамке из тонкого провода)

·  Сложность

·  Высокая стоимость

Тема 3.3: «Электродинамические приборы».

В приборах эл.динам. системы имеются 2-е катушки: подвижная и неподвижная.

Подвижная может поворачиваться относительно неподвижной, состоящей из двух частей, разделённых зазором для создания благоприятной формы поля, а также для удобства расположения осей. Вращающий момент перемещает стрелку, укреплённую на оси, относительно шкалы. Успокоитель – воздушный.

Для увеличения вращающего момента иногда применяют магнитопроводы. Такие приборы – ферродинамические. Вращающий момент находится с помощью уравнения Лагранжа: М=dW_m/da   , где W_m – энергия магнитного поля, a - угол отклонения подвижной части.

Из формулы |=> вращающий момент= производной от энергии системы по углу поворота a.

Энергия системы, состоящей из двух катушек с токами i₁ и i₂

Определяется соотношением W_m=

Где L – индуктивности , М₁₂ – взаимоиндуктивности.

При дифференцировании учитываем, что токи i₁ и i₂, а также индуктивности L₁ и L₂ постоянны, М₁₂ зависит от угла a.            М=dW/da=i₁i₂dM₁₂/ da

Если пропустить по катушкам переменные токи i₁ и i₂, то подвижная часть прибора будет реагировать лишь на среднее значение вращающего момента.

При установившемся отклонении справедливо: М=М_пр=Wa и |=> a=

Если i₁ и i₂ синусоидальные и имеют фазовый сдвиг j, то                 

Где I₁ и I₂ – среднеквадратичные (действующие) значения токов.

А) при последовательном соединении катушек (рис. а)  i₁=i₂  и

Б) если прибор как U-метр, то включ. R_доб (рис. б) – ограничивающий ток и

В) параллельное включение обмоток используется в амперметрах, измер. > ток (рис. в) : основная (большая) часть тока по неподвижной катушке, выполненной из толстого провода |=> i₂ меньше. Вводится коэффициент распределения токов по обмоткам К_i=i₁/i₂ и измеряемый ток i=i₁+i₂ , |=>                                                                      подбором К_I |=> амперметр на токи.

Г) независимое включение катушек (рис. г) применяется в ваттметрах для измерения мощности. Неподвижная катушка с < R – последовательно с R_н . подвижная параллельно. В этом случае отклонение подвижной части прибора пропорционально средней активной мощности, рассеиваемой на нагрузке за период Т, т.е.