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

32 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

73693. Линейные радиоэлектронные цепи с постоянными параметрами 230.5 KB
  Кроме методов, основанных на определении импульсных и переходных характеристик, для анализа свойств линейных цепей широко применяют матричный метод. Его использование основывается на том, что для описания свойств сколь угодно сложной цепи достаточно знать зависимость между ее внешними напряжениями и токами.том входе ; Z21 сопротивление передачи от выхода к входу при разомкнутом выходе. Если в качестве...
73694. Предмет теорії міжнародних відносин 19.59 KB
  Перший завідувач кафедри міжнародних відносин м. Після другої свотової війни сформувалося два напрямки у розумінні міжнародних відносин: Традиционалістський Г.Найбільш яскравий приклад праця оціолог Мерль в своїй праці Соціологія міжнародних відносин.
73697. Генерирование колебаний в электрических цепях 668.5 KB
  В цепях, содержащих обратные связи, могут возникнуть изменяющиеся во времени электрические токи без воздействия на эти цепи внешних управляющих сигналов. Такие цепи называют автоколебательными системами, а колебания - автоколебаниями.
73698. Цели и задачи дисциплины «Экономика ресурсосбережения». Значение ресурсосбережения в современных условиях. Причины современного состояния в сфере ресурсосбережения 55 KB
  Экономика ресурсосбережения наука отражающая формы производственных отношений в процессе рационального использования воспроизводства природных ресурсов и охраны окружающей среды. На протяжении всей своей жизни человечество сталкивалось с ограниченностью ресурсов. С 1996 года в России действуют 2 структуры – Комитет по охране окружающей среды Министерство природных ресурсов. Исследование шло по пяти глобальным направлениям мировой динамики – ускорение индустриализации быстрый рост населения нарастание голода истощение невозобновляемых...
73701. Работа сил электростатического поля 223.5 KB
  Работа сил электростатического поля по перемещению заряда по замкнутому контуру равна нулю. Эта формула справедлива не только для поля точечного заряда но и для электростатического поля вообще. Работа сил электростатического поля по замкнутому контуру называется циркуляцией вектора напряженности электростатического поля. Стокса циркуляция вектора напряженности электростатического поля по контуру L равна потоку ротора поля через поверхность.