- •Лабораторная работа № 1
- •Самолетные ферродинамические приборы
- •4.9. Логометры
- •4.11. Расширение пределов измерения амперметров и вольтметров переменного тока
- •6.1. Расширение пределов измерения вольтметра переменного тока с помощью трансформатора напряжения
- •6.2.Расширение пределов измерения амперметра с помощью трансформатора тока
- •6.4. Обработка результатов измерений
- •7. Контрольные вопросы
4.9. Логометры
Логометрами называют приборы, измеряющие отношение двух величин, например двух токов.
Магнитоэлектрические логометры измеряют отношение двух постоянных токов. Приборы этого типа в настоящее время получили широкое применение в измерительной технике. На их базе создано значительное число приборов различного назначения, используемых в авиационном оборудования. Это объясняется тем, что показания магнитоэлектрических логометров не зависят от колебаний напряжения источника питания. Кроме того, они отличаются хорошими эксплуатационными данными и невысокой стоимостью. Особенностью логометров МЭС является то, что в них вращающийся и противодействующий моменты создаются за счет взаимодействия токов катушек с магнитным полем постоянного магнита. Направления токов в рамках выбираются так, чтобы соответствующие им момента были направлены встречно.
В настоящее время наибольшее распространение получали магнитоэлектрические логометры двух типов:
логометры с подвижными рамками и неподвижным постоянным (внерамочным или внутрирамочным) магнитом;
логометры с подвижным внутрирамочным магнитом.
Принцип работы логометра МЭС рассмотрим на примере логометра с подвижными рамками. Принципиальная схема такого логометра показана на рис. 18.
От обычного прибора МЭС логометр конструктивно отличается следующим:
1. Логометр имеет две одинаковые, жестко связанные между собой под определенным углом рамки.
2. Магнитное поле в воздушном зазоре неравномерно за счет придания специальной формы неподвижному стальному сердечнику или полюсным наконечникам постоянного магнита. Необходимость в этом вызвана тем, что с поворотом подвижной части логометра вращающий момент должен убывать, а противодействующий расти.
Рис. 18 Рис. 19
При протекании по рамкам 1 и 2 логометра токов I1 и I2 на подвижную часть прибора будут действовать два момента:
;
;
где В1(α) и В2(α) – соответственно магнитная индукция в местах расположения первой и второй рамок.
Подвижная часть логометра будет находиться в положении равновесия при равенстве моментов М1 и М2, один из которых – М1 – является вращающим, а другой – М2 – противодействующим:
откуда
. (19)
где
(20)
Функции ψ1(α) и ψ2(α) называются переменными множителями. Решая уравнение (30) относительно α, найдем
(21)
Из выражения (21) следует, что отклонение подвижной части логометра определяется не абсолютным значением токов I1 и I2 , а их отношением. Причем угол поворота подвижной части α будет зависеть от отношения токов I1/I2 только в том случае, если переменные множители ψ1(α) и ψ2(α) будут различны и по крайней мере один из них должен зависеть от угла поворота подвижной части. Характер функции F(α) (19), а следовательно, и характер шкалы магнитоэлектрического логометра определяются законом изменения переменных множителей ψ1(α) и ψ2(α). Поэтому, изменяя определенный образом переменные множители, можно обеспечить необходимый характер шкалы. Как следует из выражений (31), получение требуемого закона изменения переменных множителей может быть достигнуто двумя способами: изменением магнитной индукции в воздушном зазоре В1(α) и В2(α) по определенному закону или изменением активных площадей рамок S1 и S2 при изменении угла поворота подвижной части прибора. На рис. 18 показана схема магнитоэлектрического логометра, на которой получение желаемого закона изменения переменных множителей обеспечивается изменением магнитной индукции вдоль зазора с помощью сердечника миндалевидной формы. Неодинаковый характер функций ψ1(α) и ψ2(α) обеспечивается путем смещения рамок логометра на угол γ друг относительно друга (рис. 19).
Необходимый характер изменения переменных множителей ψ1(α) и ψ2(α) также может быть достигнут за счет эксцентричной установки внутреннего магнитопровода (рис. 20) или изменения активных площадей рамок при повороте подвижной части прибора (рис. 21).
М
Рис.
20
Рис.
21
4.10. Условные обозначения электромеханических приборов
В таблице 3 приведены условные обозначения некоторых типов приборов.
Таблица 3
На шкалах электромеханических приборов наносятся следующие условные обозначения:
а) обозначение рода тока (например, " __ " - ток постоянный; " ~ " - ток переменный; " " - ток постоянный и переменный;
б) обозначение единицы измеряемой величины (например, mA, B);
в) обозначение рабочего положения прибора: - для горизонтального положения шкалы; - прибор применять в вертикальном положении шкалы; 0 - для установления под углом 0;
г) обозначение класса точности (например, 1,5; 2,5 ; 1,5 );
д) обозначение испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу, например, - испытательное напряжение, например, 2 кВ.
Кроме этого на шкале приводится условное изображение принципа действия и буквенное обозначение прибора.