1.8.2 Сурет. Магниттіэлектрлі жүйе аспабының құрылысы

Бұл жүйедегі аспаптардың жұмыс жасау принципі рамкадағы ток пен полюстердің магнит өрісінің өзара әсерлесуіне негізделген. Бұл әсердің нәтижесінде айналдырғыш момент пайда болып рамка және ол бекітілген цилиндр бірге қозғалысқа келеді. Спираль тәрізді серіппе бұл қозғалысқа кері әсер моментін туғызады. Айналдырғыш момент токқа пропорционал ал кері әсер моменті серіппенің бұралу бұрышына пропорционал болғандықтан: деп жазуға болады, мұндағы k және D – пропорционалдық коэффициенттері.

Ендеше рамканың бұрылу бұрышы:

ал орамдағы ток

мұндағы -шкаланың бөліну санымен анықталатын токтың өлшем бірлігіне сәйкес келетін аспаптың сезімталдылығы; C_I – аспаптың ток бойынша тұрақтылығы.

Олай болса өлшенетін токты бұрылу бұрышы мен ток бойынша тұрақтылық коэффициенттерінің көбейтіндісі ретінде анықтауға болады.

Бұл жүйедегі аспаптардың негізгі артықшылықтары мыналар: жоғары нақтылығы мен сезімталдылығы, өлшеу тізбегінен аз қуат тұтынады. Кемшіліктері ретінде олардың құрылысының күрделілігін, асқын жүктемеге төзімсіздігін және қосымша түрлендірусіз тек тұрақты токты өлшеуге арналатындығын айтуға болады.

Электромагнитті жүйе аспаптары

Электромагнитті өлшеу механизмдерде айналдыру моменті тогы бар орамның магнит өрісі мен қозғалмалы ферромагнитті табақшаның өзара әсерлесуі негізінде пайда болады. Электромагнитті өлшеу механизмінің құрылысы 8.3-суретте көрсетілген.

Бұл жүйе аспаптарының негізгі бөліктері қозғалмайтын орам - 1, болаттан жасалған қозғалмалы өзекше - 2, өзекшеге көрсеткіш тіл - 3 және кері әсер моментін туғызатын серіппе - 4 бекітілген. Айналдыру моменті мен кері әсер моменті бір-біріне теңескенде жүйе тынышталады. Қозғалмалы бөліктің бұрылу бұрышына сәйкес өлшенетін ток анықталады.

1.8.3 Сурет. Электромагнитті жүйе аспабының құрылысы

Айналдыру моментінің орташа мәні өлшенетін токтың квадратына пропорционал:

Спираль тәрізді серіппе туғызатын кері әсер моменті қозғалатын бөліктің бұрылу бұрышына пропорционал болғандықтан, шкала теңдеуін мына түрде жазуға болады:

яғни қозғалатын бөліктің бұрылу бұрышы айнымалы токтың әсерлік мәнінің квадратына пропорционал.

Айналдырғыш момент мына теңдікпен анықталады:

,

мұндағы -энергияның өзекшенің орынауыстыру бұрышы бойынша туындысы; I - өлшенетін ток; -орам индуктивтілігінің өзекшенің орынауыстыру бұрышы бойынша туындысы.

Аспапты айнымалы ток көзіне қосқан кезде айналдыру моментінің период ішіндегі орташа мәні:

мұндағы m(t)- айналдыру моментінің ілездік мәні; I_m – орамнан өтетін токтың максималь мәні.

Аспап шкаласының теңдеуі:

Бұл теңдіктен шкала біркелкі емес, яғни квадраттық сипатта. Шкаланың біркелкі еместігін төмендету үшін аспаптың сезімталдылығы да қозғалатын бөліктің бұрылу бұрышына байланысты біркелкі болмау керек, оны табақшаның формасын таңдау арқылы іске асыруға болады.

Электромагнитті механизмнің сезімталдылығы:

.

Электромагнитті аспаптардың артықшылықтары: айнымалы және тұрақты ток тізбектерінде өлшеу жүргізе алатындығы, асқын жүктемеге төзімділігі, ток пен кернеудің үлкен мәндерін тікелей өлшеуге қолдануға болатындығы, құрылысының қарапайымдылығы.

Электромагнитті аспаптардың кемшіліктері:

Шкаласының біркелкі еместігі, сезімталдығының жоғары еместігі, өлшеу тізбегінен айтарлықтай қуат тұтынатындығы және сыртқы магнит өрісі мен қоршаған орта температурасының әсеріне төзімсіздігі.

Негізгі артықшылықтары мыналар: құрылысының қарпайымдылығы, сенімділігі және асқын жүктемеге төзімділігі.

Электродинамикалық механизмдер

Электр қуатын өлшеу үшін электродинамикалық жүйе өлшеу аспабын 8.4-сурет қолданған тиімді, электр қуатын тура өлшеуге арналған өлшеу аспабы ваттметр, ол екі орамнан құралатын өлшегіш элементтерден құралады оның бірі өлшеу тізбегіне тізбектей жалғанатын болса, екіншісі параллель жалғанады. Өлшеу аспабын өлшеу тізбегіне жалғаған кезде тізбектей жалғанатын орамнан жүктемеге пропорциональ ток өтетін болса, параллель жалғанатын орамнан ток көзі кернеуіне пропорциональ кернеу өтеді.

1-қозғалмайтын орам 2- қолзғалатын орам