70500

Приборы магнитоэлектрической системы

Доклад

Физика

Приборы магнитоэлектрической системы бывают двух разновидностей: с подвижной рамкой рис. Измерительный механизм приборов магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой рис. 2 а состоит из: 1 ─ неподвижного цилиндрического сердечника установленного строго по центру...

Русский

2014-10-21

143.5 KB

28 чел.

18.Приборы магнитоэлектрической системы

Приборы магнитоэлектрической системы бывают двух разновидностей: с подвижной рамкой (рис. 2, а) и с подвижным магнитом (рис. 2, б).

Устройство. Измерительный механизм приборов магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой (рис. 2, а) состоит из:

1 ─ неподвижного цилиндрического сердечника, установленного строго по центру;

2 – подвижной рамки – легкого алюминиевого каркаса с обмоткой из тонкой (0,02 – 0,2 мм) медной или алюминиевой проволоки;

3,7 ─ полюсных наконечников;

5 ─ постоянного магнита, изготовленного из высококачественной стали;

4,6 ─ магнитопроводов.

В воздушном зазоре между полюсными наконечниками создается магнитное поле с постоянной магнитной индукцией .

Измеряемый ток  пропускают в обмотку рамки через две спиральные пружины, создающие противодействующий момент.

Специальные успокоители не применяются: колебание прекращается под воздействием поля постоянного магнита. Для увеличения момента успокоения на рамку иногда наматывают несколько короткозамкнутых витков.

Кроме приборов с подвижной рамкой применяют, но значительно реже, приборы с подвижным или внутрирамочным магнитом. Подвижной магнит жестко крепят на оси, он перемещается в магнитном поле, пропорциональном протекающему току.

При непосредственном включении приборов в измеряемую цепь можно измерить небольшие токи (15 – 30 мА) или напряжения (от 45 мВ до нескольких вольт). Для расширения пределов измерений применяются дополнительные устройства: шунты и добавочные резисторы.

Принцип действия. Подвижная часть перемещается в результате взаимодействия поля постоянного магнита с магнитным полем проводника с током.

На рамку действуют силы , направление которых определяют по правилу левой руки. Рамка поворачивается на угол .

,

где  – магнитная индукция в зазоре; - сила тока, протекающего по рамке; - длина стороны рамки;  – число витков обмотки рамки.

Создается вращающий момент

,

где  – ширина рамки.

,

где  – площадь рамки.

При повороте рамки возникает противодействующий момент

,

где  – удельный противодействующий момент упругого элемента измерительного механизма.

Противодействие вращению рамки оказывает пружина.

В установившемся режиме .

,

где  – чувствительность прибора по току.

Из формулы видно, что угол отклонения  пропорционален току , т.е. шкала равномерная.

Можно выражение записать через входное сопротивление прибора  и приложенное напряжение

,

где  - постоянная прибора по току;  – постоянная прибора по напряжению.

При изменении направления измеряемого тока меняется направление отклонения рамки. Т.е. следует учитывать полярность тока.

Из-за инерционности подвижной части прибор не реагирует на переменный ток промышленной частоты, если отсутствует постоянная составляющая. Иначе показывает ее значение (рис. 3).

Достоинства: 

  •  высокая чувствительность, обусловленная сильным собственным магнитным полем, поэтому даже при малых токах создается достаточный вращающий момент. Ток полного отклонения 0,01 мкА;
  •  высокая точность из-за высокой стабильности элементов измерительного механизма (ИМ). Класс точности 0,05 или 0,1;
  •  малая потребляемая мощность (до десятых долей Ватта).
  •  незначительное влияние внешних магнитных полей благодаря сильному собственному магнитному полю;
  •  хорошее успокоение, объясняемое наличием постоянного магнита;
  •  равномерная шкала (у приборов с подвижной рамкой);
  •  простая конструкция, устойчивость к перегрузкам (у приборов с подвижным магнитом), так как измеряемый ток протекает непосредственно по катушке, а не по спиральным пружинам;
  •  чувствительность прибора не зависит от угла поворота рамки.

Недостатки:

  •  приборов с подвижной рамкой:
    • сложность и высокая стоимость конструкции;
    • низкая перегрузочная способность, обусловленная перегревом противодействующих (токоведущих) пружин и изменением их свойств;
  •  приборов с подвижным магнитом:
    • большая масса;
    • инерционность подвижной части;
    • температурные влияния на точность измерения.

Область применения: 

  •  в многопредельных, широкодиапазонных вольтметрах, амперметрах в цепях постоянного тока;
  •  в гальванометрах – высокочувствительных измерительных приборах с неградуированной шкалой;
  •  в логометрах (двухрамочных механизмах);
  •  в сочетании с преобразователями переменного тока в постоянный приборы используют для измерений в цепях переменного тока и для измерений сопротивлений.


Рис.
2. Устройство приборов магнитоэлектрической системы: а – с подвижной рамкой;б–с подвижным магнитом

EMBED Visio.Drawing.5  

Постоянная составляющая


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60393. Збірник математичних задач екологічного змісту 424 KB
  Сільські райони щорічно споживають 840 м3 води на одну людину Яка кількість води щорічно потрібна нашому селу населення якого близько 3060 чоловік Відповідь. Якої ширини була створена доріжка біля газону Відповідь.
60394. Збірник перевірочних вправ та тестів: У світі тварин 7.06 MB
  It was a warm, sunny day in the spring. A large brown hen had brought her chicks outdoors. She was scratching in the dirt in the barnyard. The chicks were imitating her.
60395. Міжпредметні зв’язки на уроках української мови (збірник дидактичних матеріалів) 355.5 KB
  Поясніть розділові знаки. Поясніть особливості відмінювання кожного із займенників. Запишіть фонетичною транскрипцією перше речення поясніть правопис виділених слів.
60398. Бездоглядність підлітків та її наслідки. Що робить підлітка важким 60 KB
  Хто з батьків не мріє щоб його дитина виросла найрозумнішою найвродливішою найсильнішою найдобрішою і наймужнішою хто не сподівається що люди поважатимуть сина чи доньку за працьовитість і знання справи за вихованість.
60399. Становлення духовних пріоритетів особистості школяра 43 KB
  Чому назріло саме таке питання що ми сьогодні виносимо його на розгляд відповіді учнів Голова: Що ви розумієте під словом вихованість відповіді учнів Вихованість - це сукупність знань культурних навичок поглядів загальний рівень духовності.