Загальні відомості. Електродинамічні (феродинамічні) прилади складаються з електродинамічного (феродинамічні) вимірювального механізму з відліковим пристроєм і вимірювального ланцюга. Ці прилади застосовують для вимірювання постійних і змінних струмів і напруг, потужності в колах постійного і змінного струму, кута фазового зсуву між змінними струмами і напругами. . Електродинамічні прилади є найбільш точними електромеханічними приладами для ланцюгів змінного струму.
Вимірювальний механізм. Момент, що обертає в електродинамічних і феродинамічні вимірювальних механізмах виникає в результаті взаємодії магнітних полів нерухомих і рухомий котушок з струмами.
Електродинамічний вимірювальний механізм (рис.) Має дві послідовно з'єднані нерухомі катушкі1, розділені повітряним зазором, і рухому котушку 2. Струм до рухомої котушці підводиться через пружинки, що створюють протидіючий момент.
Заспокоєння створюється повітряним або магнітоіндукціонний успокоителем.
При протіканні струмів в обмотках котушок вимірювального механізму виникає момент, що повертає рухому частину.
Момент, що обертає має постійну і гармонійну складові. Відхилення рухомої частини зазвичай застосовується електродинамічного вимірювального механізму при роботі його в колі змінного струму промислової і більш високої частоти визначається постійної складової моменту.
В електродинамічних логометріческіх механізмах рухома частина складається з двох жорстко скріплених між собою під певним кутом рухомих котушок, які перебувають в полі нерухомих котушок. Токи до рухомим котушок підводять за допомогою безмоментного токоподводов. Аналіз роботи механізму показує, що кут відхилення рухомої частини визначається відношенням струмів через рухливі котушки і залежить від фазових зрушень цих струмів щодо струму через нерухому котушку.
На роботу електродинамічних вимірювальних механізмів сильний вплив роблять зовнішні магнітні поля, так як власне поле механізму невелика. Для захисту від зовнішніх магнітних полів застосовують магнітне екранування. Іноді застосовують так звані астатические вимірювальні механізми, на які зовнішні поля діють значно слабше.
Особливості електродинамічних вимірювальних механізмів надають електродинамічним приладів певні позитивні властивості. Електродинамічні вимірювальні механізми працюють як на постійному, так і на змінному струмі (приблизно до 10 кГц.) З високою точністю і мають високу стабільність своїх властивостей.
Однак електродинамічні вимірювальні механізми мають низьку чутливість в порівнянні з магнітоелектричними механізмами. Тому прилади з електродинамічними механізмами володіють великим власним споживанням потужності. Електродинамічні вимірювальні механізми мають малу перевантажувальну здатність по струму, відносно складні і дороги.
Ферродинамический вимірювальний механізм відрізняється від електродинамічного механізму тим, що його нерухомі котушки мають муздрамтеатр з магнітомягкого листового матеріалу, що дозволяє істотно збільшувати магнітний потік, а отже, і крутний момент. Однак використання феромагнітного сердечника призводить до появи похибок, викликаних його впливом, наприклад похибок від нелінеіності кривої намагнічування, від гистерезиса при роботі на постійному струмі і т. Д. Феродинамічні вимірювальні механізми мало схильні до впливу зовнішніх магнітних полів, так як мають досить сильні власні поля.
Амперметри і вольтметри. В електродинамічних і феро-динамічних амперметрах для струмів до 0,5 А нерухомі і рухома котушки вимірювального механізму з'єднують послідовно. В цьому випадку струми в котушках рівні. Для отримання лінійної залежності, а отже рівномірної шкали, у електродинамічних амперметрів так розташовують нерухомі котушки, щоб залежність наближалася до лінійної. Практично у електродинамічних амперметрів шкала рівномірна в межах 25-100% її довжини.
При послідовному включенні котушок температурна і частотна (до 2000 Гц) похибки електродинамічних амперметрів незначні.
У амперметра на струми понад 0,5 А рухливу і нерухомі котушки включають паралельно. У цьому випадку здійснюють компенсацію температурної і частотної похибок, що виникають через перерозподіл струмів в котушках при зміні температури і частоти. Компенсацію температурної похибки здійснюють підбором опорів додаткових резисторів з манганина і міді, що включаються в кожну з паралельних гілок так, щоб температурні коефіцієнти опору цих гілок були однаковими. Компенсацію частотної похибки виконують включенням додаткових котушок індуктивності або конденсаторів до відповідних гілки схеми так, щоб були рівними постійні часу цих гілок.
Електродинамічні амперметри найчастіше випускаютьна два діапазону вимірювань. Зміна меж при цьому виробляється шляхом включення нерухомих котушок послідовно або паралельно. Для розширення меж вимірювання використовують вимірювальні трансформатори струму.
Електродинамічний вольтметр складається з електродинамічного вимірювального механізму і додаткового резистора стабільного опору, причому всі котушки механізму і додатковий резистор включені послідовно.
У многопредельних вольтметрах послідовно з вимірювальним механізмом включається Секціонірованние додатковий резистор. Тому багатограничні вольтметри постачають перемикачем меж або декількома вхідними затискачами. Для збільшення верхньої межі вимірювань вольтметра застосовують вимірювальні трансформатори напруги.
В електродинамічних вольтметрах при зміні температури виникає температурна похибка від зміни опору кола вольтметра. У вольтметрах з малим верхньою межею вимірювань температурна похибка може досягти неприпустимою величини. Тому в таких вольтметрах зменшують опір котушок, зменшуючи число витків, що призводить до збільшення струму, споживаного приладом. Частотна похибка, викликана зміною Z приладу, компенсується шляхом шунтування частини додаткового резистора конденсатором.
Основна область застосування електродинамічних амперметрів і вольтметрів - точні вимірювання в колах змінного струму, найчастіше в діапазоні частот від 45-50 Гц до тисяч герц. Їх застосовують також в якості зразкових при перевірці і градуюванні інших приладів.
Промисловість випускає електродинамічні міліамперметри і амперметри з верхніми межами від 1 мА до 10 А на частоти до 10 кГц, багатограничні вольтметри з верхніми межами від 1,5 до 600 В на частоти до 5 кГц. Класи точності амперметрів і вольтметрів 0,1; 0,2; 0,5.
Область застосування феродинамічні амперметрів і вольтметрів - вимірювання змінних струмів і напруг у вузькому діапазоні частот при важких умовах експлуатації.
Ватметри. Електродинамічний (ферродинамический) вимірювальний механізм лежить в основі електродинамічного (феродинамічні) ваттметра.
У цьому випадку (див. Рис., А) послідовно з'єднані нерухомі котушки 1 включають послідовно з об'єктом Z, споживана потужність якого вимірюється. Рухома котушка 2 з додатковим резистором включається паралельно об'єкту. Ланцюг нерухомих котушок називають послідовним колом, а ланцюг рухливої ??котушки - паралельним ланцюгом.
Споживана потужність послідовного і паралельного ланцюгами ваттметра призводить до похибки, яка залежить від способу включення ватметра. При вимірюванні потужності, споживаної об'єктом, можливі дві схеми включення ватметра, що відрізняються способом включення паралельної ланцюга (рис., А і б). Похибки помітні лише при вимірах потужності в малопотужних ланцюгах. Схему включення, показану на рис.а, доцільно використовувати при вимірюванні потужності об'єкта з високоомноі навантаженням, а схему, показану на рис. б, -при вимірюванні потужності об'єкта з низкоомной навантаженням.
Зміна порядку включення затискачів однієї з ланцюгів ваттметра (поворот відповідного вектора струму) веде до зміни направлеія відхилення рухомої частини вимірювального механізму. Тому для правильного включення ватметра. один із затискачів послідовної і паралельної ланцюга позначається зірочкою («генераторний затиск»).
Електродинамічні ватметри мають зазвичай кілька верхніх меж вимірювання по струму і напрузі: найчастіше два по току, наприклад 5 і 10 А, і три за напругою - 30, 150 і 300 В. Для вимірювання потужності при великій напрузі і токах застосовують вимірювальні трансформатори напруги і струму.
Комментариев нет:
Отправить комментарий