Лабораторная работа. Исследование конструкций электромеханических измерительных приборов.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: познакомится с устройством и работой приборов различных систем.
Теоретические сведения:
Электромеханические приборы имеют измерительный механизм, в котором происходит преобразование электрической энергии в механическую.
Силы, действующие на подвижную часть прибора, создают вращающий момент Мвр.
Под действием вращающего момента подвижная часть поворачивается, пока не уравновесится противодействующим моментом:
Мвр.=Мпр.
В зависимости от способа преобразования электромагнитной энергии, подводимой к прибору, в механическую энергию перемещения подвижной части приборы делятся на различные системы.
ПРИБОРЫ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ.
Р
абота
механизмов магнитоэлектрической системы
основана на взаимодействии магнитного
потока постоянного магнита и тока,
проходящего по катушке (рамке). Возникающий
при этом вращающий момент отклоняет
подвижную часть механизма относительно
неподвижной. Магнитная цепь измерительного
механизма состоит из постоянного магнита
1,полюсных наконечников с цилиндрической
расточкой 3, цилиндрического сердечника
4 и магнитопровода 5, выполненных из
магнитомягкого материала. В воздушном
зазоре между сердечником и полюсными
наконечниками создается магнитное поле
(рис.1).
Рис.1
Подвижная часть механизма 2 представляет собой катушку (рамку) прямоугольной формы из тонкого медного или алюминиевого провода, которая может поворачиваться вокруг сердечника в магнитном поле.
Измеряемый ток I подводится к обмотке рамки через две растяжки 8 или две спиральные пружины, которые создают противодействующий момент Мпр.
Отклонение подвижной части пропорционально току, т. е. прибор имеет равномерную шкалу.
Достоинствами магнитоэлектрического механизма по сравнению с другими являются большая чувствительность, малое собственное потребление мощности, малое влияние внешних магнитных полей благодаря сильному собственному магнитному полю, прямая пропорциональность между током в обмотке рамки и углом отклонения.
ПРИБОРЫ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ СИСТЕМЫ.
Работа электромагнитных измерительных механизмов основана на взаимодействии магнитного поля, созданного неподвижной катушкой, по обмотке которой протекает измеряемый ток, с одним или несколькими ферромагнитными сердечниками, укрепленными на оси. Наибольшее распространение получили измерительные механизмы с плоской катушкой и с круглой катушкой.
Измерительный механизм с плоской катушкой (рис.2) состоит из катушки 1 с обмоткой из медного провода, имеющей воздушный зазор, и сердечника 2. Сердечник из ферромагнитного материала укрепляется на оси с опорами 3 или на растяжках.
Рис.2
Противодействующий момент создается спиральной пружиной или растяжками.
В механизмах с круглой катушкой неподвижный сердечник и подвижный, укрепленный на оси, располагаются внутри катушки. При протекании тока в обмотке катушки оба сердечника намагничиваются одноименно и отталкиваются друг от друга. Поэтому подвижный сердечник вместе с осью и другими деталями, укрепленными на ней, поворачивается на некоторый угол.
При протекании тока через катушку возникает магнитное поле, которое, воздействуя на подвижный сердечник 2, стремится расположить его так, чтобы энергия поля была наибольшей.
Недостатки электромагнитных механизмов – неравномерная шкала, влияние внешних магнитных полей на механизмы без магнитопровода и большое собственное потребление мощности.
Достоинства электромагнитных механизмов- пригодность для работы на постоянном и переменном токе, устойчивость к токовым перегрузкам, простота конструкции.