Общие узлы и детали

Несмотря на то что электромеханические приборы существенно различаются по своему устройству, имеется ряд деталей и узлов, общих для всех таких приборов.

Корпус прибора защищает измерительный механизм от внешних воздействий (механических повреждений, пыли, в отдельных случаях – воды и газов) и чаще всего выполняется из пластмассы.

Для определения числового значения измеряемой величины приборы имеют отсчетное устройство, состоящее из шкалы и указателя, Шкала прибора обычно представляет собой пластину белого цвета, на которую нанесены черные отметки, соответствующие определенным значениям измеряемой величины, и условные обозначения. Номенклатура, изображение и место расположения условных обо­значений устанавливаются нормативными документами. В соответствии с ними на шкалу наносят единицу измерения измеряемой величины, класс точности прибора, род тока, товарный знак предприятия-изготовителя, заводской номер, год изготовления или заменяющий его шифр, знак Государственного реестра, испытательное напряжение изоляции, используемое положение прибора (горизонтальное, вертикальное или под углом, если это положение имеет значение), символ, указывающий принцип действия прибора (табл. 8.1).

Указатели применяются стрелочные и световые. В первом случае стрелка, жестко соединенная с подвижной частью измерительного механизма, перемещается над шкалой прибора. При световом способе отсчета на оси подвижной части закрепляется зеркальце, освещаемое специальным осветителем; отраженный от зеркальца световой луч попадает на шкалу и образует на ней световое пятно с темной нитью посередине. Применение светового указателя увеличивает чувствительность прибора, поскольку при этом масса и момент инерции подвижной части существенно уменьшаются, кроме того, меняя расстояние между шкалой и осью подвижной части, можно сделать длину луча довольно большой, что при одном и том же угловом перемещении увеличивает линейное перемещение.

Таблица 8.1. Условные обозначения электромеханических приборов

Наименование прибора	Условное обозначение	Наименование прибора	Условное обозначение
Прибор магнитоэлектрический с подвижной рамкой		Прибор электродинамический
Логометр магнитоэлектрический		Прибор ферромагнитный
Прибор магнитоэлектрический с подвижным магнитом		Логометр электродинамический
Логометр магнитоэлектрический с подвижным магнитом		Логометр ферродинамический
Прибор электромагнитный		Прибор индукционный
Прибор электромагнитный поляризованный		Логометр индукционный
Логометр электромагнитный		Прибор электростатический

Крепление подвижной части определяется элементом, создающим противодействующий момент, и выполняется с помощью опор (при использовании спиральных пружинок), растяжек или подвеса.

Опоры состоят из кернов и подпятников. Керны представляют собой отрезки стальной проволоки, заточенные с одной стороны в виде конуса. Подпятники имеют форму цилиндра с коническим углублением по оси. Чаще всего они изготавливаются из агата или корунда. Закрепленные на подвижной части по оси вращения керны входят в углубления подпятников, расположенных на неподвижной части. Основной недостаток данного способа крепления – трение при вращении, которое приводит к погрешности измерения.

Этот недостаток в значительной степени устраняется при креплении с использованием двух растяжек, представляющих собой упругие металлические ленты, прикрепляемые одним концом к подвижной части, а другим – к неподвижной. При создании натяжения ленты поддерживают подвижную часть, а при ее пово­роте закручиваются, создавая противодействующий момент. Растяжки изготавливаются из специальных сортов бронзы, а также из платиносеребряных и кобальтовых сплавов. При необходимости растяжки могут использоваться и для подвода тока к обмотке подвижной части.

Крепление на подвесе применяется в приборах наибольшей чувствительности – гальванометрах. Подвес представляет собой тонкую упругую нить, на которой свободно подвешивается подвижная часть измерительного механизма. В таких приборах применяется световой отсчет, и они требуют установки по уровню, поскольку даже небольшое отклонение положения прибора от вертикального вызывает появление дополнительной погрешности измерения. Ток к подвижной части подводится посредством безмоментных токоподводов.

Необходимая степень успокоения достигается с помощью специальных устройств, называемых демпферами, или успокоителями. Применяют магнито-индукционные, жидкостные и воздушные успокоители.

Магнитоиндукционный момент успокоения создается в результате взаимодействия поля постоянного магнита и вихревых токов, наводимых либо в металлических (неферромагнитных) деталях подвижной части измерительного механизма, либо в закрепленной на подвижной части пластине (из алюминия), перемещающейся в рабочем зазоре постоянного магнита. Вместо пластины может использоваться короткозамкнутый виток. Магнитоиндукционный успокоитель прост конструктивно и применяется в тех случаях, когда поле тормозного магнита не влияет на показания прибора.

Жидкостное успокоение достигается тем, что подвижная часть измерительного механизма или ее фрагмент помещаются в вязкую жидкость. При движении подвижной части энергия расходуется на преодоление трения, возникающего между слоями жидкости благодаря наличию градиента скорости между ними, вследствие чего и создается необходимое успокоение. Основное достоинство жидкостного успокоения состоит в том, что оно оказывает тормозящее действие при движении подвижной части во всех направлениях, что используется для повышения вибростойкости приборов.

Воздушный успокоитель состоит из камеры и находящейся внутри нее легкой пластины, жестко закрепленной на оси подвижной части. При вращении оси пластина перемещается внутри камеры, в результате чего по обе ее стороны создается разность давлений. Это препятствует свободному перемещению подвижной части и вызывает ее успокоение. Воздушные успокоители не содержат источников электромагнитных полей, что является их достоинством по сравнению с магнитоиндукционными.

Для установки указателя на требуемую отметку шкалы (например, на ноль) в электромеханических приборах применяют устройство, называемое корректором. Основным элементом корректора является винт, расположенный на корпусе прибора. При его повороте происходит закручивание пружины, растяжек или подвеса, что перемещает подвижную часть и дает возможность установить указатель на нужную отметку шкалы.

Некоторые приборы (как правило, гальванометры) снабжены арретиром – устройством для закрепления подвижной части измерительного механизма в неподвижном положении, что необходимо при переноске, транспортировке или хранении высокочувствительных приборов. Арретирование осуществляется механическим или электрическим путями. Во втором случае происходит замыкание накоротко обмотки подвижной части.