Часть вторая Показывающие приборы Показывающие приборы

1) Приборы магнитоэлектрической системы

Показывающий измерительный прибор является механизмом, положение подвижной части которого зависит от значения измеряемой величины.

В магнитоэлектрических измерительных механизмах вращающий момент создаётся в результате действия магнитного поля постоянного магнита на проводник с током, выполняемый обычно в виде катушки-рамки.

Как видно из рисунка, между полюсными наконечниками магнита (NS) помещён с зазором цилиндрический стальной сердечник 1, который позволяет получить в зазоре сильное равномерное радиальное магнитное поле. Между сердечником и полюсными наконечниками находится прямоугольная рамка 2 из медной или алюминиевой проволоки. При протекании по обмотке рамки тока возникают силы, стремящиеся повернуть рамку при надлежащем выборе направления тока, по часовой стрелке.

Движение рамки происходит до тех пор, пока противодействующий момент упругих сил пружинки не станет равным вращающему моменту. Угол отклонения рамки является функцией тока. Рассмотренный механизм при некоторых изменениях схемы включения его обмотки в исследуемую электрическую цепь может служить и амперметром, и вольтметром.

При включении прибора необходимо соблюдать указанную на приборе полярность. Чувствительность магнитоэлектрического прибора постоянна по всей шкале, поэтому они имеют равномерную шкалу, что позволяет выпускать их комбинированными и многопредельными.

Магнитоэлектрические приборы относятся к числу наиболее точных. Влияние внешних полей на них незначительно.

Недостатки приборов этой системы являются их сложная и дорогая конструкция, невысокая перегрузочная способность, применение лишь в цепях постоянного тока.

2) Приборы электромагнитной системы

В электромагнитных приборах для создания вращающего момента используется действие магнитного поля катушки соленоида, по которому протекает измеряемый ток, на подвижный стальной сердечник. Наибольшее применение получили конструкции измерительных механизмов: а) с плоской катушкой; б) с круглой катушкой.

В приборах первого типа (рис.) соленоид выполнен в виде плоской катушки с узкой внутренней щелью. На оси подвижной части эксцентрично закреплена плоская стальная пластинка 1, втягиваемая в соленоид при прохождении тока по его обмотке, чем создаётся вращающий момент. При этом закручивается пружинка 2, в результате чего возникает противодействующий момент. Для успокоения движения подвижной части применяют обычно воздушные, поршневые успокоители.

Приборы электромагнитной системы пригодны как для постоянного, так и для переменного тока.

Шкала электромагнитного прибора неравномерная.

Главными достоинствами электромагнитных приборов являются: простота конструкции и, как следствие, дешевизна и надёжность в работе; способность выдерживать большие перегрузки.

К недостаткам приборов относятся относительно малые точности и чувствительности.

3) Приборы электродинамической системы

В электродинамических измерительных механизмах вращающий момент возникает в результате взаимодействия токов неподвижной и подвижной катушек (рис.).

Внутри неподвижной катушки 1 вращается укреплённая на оси бескаркасная рамка 2 из изолированной проволоки; ток в неё поступает по спиральным пружинам. Взаимодействие токов подвижной и неподвижной обмоток создаёт необходимый вращающий момент. Успокоение обеспечивается воздушным или магнитоиндукционным успокоителем.

Приборы электродинамической системы могут применяться для измерений тока и напряжения в цепях как переменного, так и постоянного тока.

Это приборы высокой точности – классов 0,1; 0,2; 0,5.

Недостатком приборов является большое потребление мощности, чувствительность к внешним магнитным полям, ударам, вибрациям.