Файл: Электрические измерения. Общий курс учебник.pdf

ски не влияют. Температурные погрешности могут быть скомпенси­ рованы с помощью специальных схем.

Большим достоинством магнитоэлектрических приборов является высокая чувствительность и малое собственное потребление мощ­ ности. В этом отношении магнитоэлектрические приборы не имеют себе равных. Известны магнитоэлектрические микроамперметры с током полного отклонения 0,1 мкА (например, тина М-95, класса 1,0).

Благодаря этим достоинствам магнитоэлектрические приборы могут применяться с различного рода преобразователями неремен­ ного тока в постоянный для измерений в цепях переменного тока (см. § 17).

метрах и гальваноігетр-ах;~""а~также в некоторых типах омметров. Рассмотрим особенности устройства измерительных механизмов

магнитоэлектрических логометров.

Как было указано в § 11, в логометрах противодействующий момент создается не механическим путем, а электрическим. Для этого в магнитоэлектрическом логометре (рис. 28) подвижная часть выполняется в виде двух жестко скрепленных между собой рамок 1 и 2, но обмоткам которых протекают токи 1г и І2- Пружинки для соз­ дания механического противодействующего момента не ставятся, а ток к обмоткам подводится с помощью безмоментных токонодводов, выполняемых в виде тонких неупругих ленточек.

Направления токов в обмотках выбираются так, чтобы моменты Мі и М2, создаваемые рамками, действовали навстречу друг другу. Один из моментов может считаться вращающим, а второй — проти­ водействующим. Кроме того, хотя бы один из моментов должен за­

Технически наиболее просто сделать зависящей от угла поворота индукцию В. Для этого магнитное ноле в зазоре должно быть нерав­ номерным, что достигается неравномерностью зазора (с этой целью сердечник на рис. 28 сделан эллипсоидальным). В общем виде

69

в зазоре. При установившемся равновесии моменты М± и М.г равны, т. е.

АіЛ (а) Л = k%F2 (а) / о ,

откуда

Fx (g) = *а

(а)А-і

в результате взаимодействия магнитного поля катушки, но обмотке которой протекает измеряемый ток, с одним или несколькими фер­ ромагнитными сердечниками, обычно составляющими подвижную часть механизма. В настоящее время наибольшее применение полу­ чили три конструкции измерительных механизмов: а) с плоской ка­ тушкой; б) с круглой катушкой; в) с замкнутым магнитопроводом.

На рис. 29 показан измерительный механизм с плоской катушкой. Катушка 1 наматывается медным проводом и имеет воздушный за­ зор, в который может входить эксцентрично укрепленный на оси сердечник 2. Материал сердечника должен обладать высокой маг­ нитной проницаемостью, что способствует увеличению вращающего момента при заданной величине потребления мощности прибором, и минимальным значением коэрцитивной силы, что уменьшает "по­ грешность от гистерезиса. Обычно материалом сердечника в щитовых приборах служит электротехническая (кремнистая) сталь, а в точных переносных приборах — пермаллой.

70

При наличии тока в катушке сердечник стремится расположиться в месте с наибольшей концентрацией поля, т. е. втягивается в зазор катушки. При этом закручиваются пру­ жинки 3, в результате чего возникает противодействующий момент. Для успо­ коения движения подвижной части в электромагнитных измерительных меха­

рис. 29 представлен измерительный меха­ низм с воздушным успокоителем, состоя­ щим из камеры 4 и крыла 5.

в технологии изготовления и, кроме того, позволяют получить более равномерную шкалу. Однако они имеют и недостатки, главный из которых заключается в том, что в таких механизмах хуже ис­ пользуется внутренний объем, что вызывает увеличение числа ампер-витков (собственного по­ требления прибора) для дан­ ного значения вращающего мо­

мента.

Одним из существенных не­ достатков электромагнитных из­ мерительных механизмов рас­ смотренных конструкций яв­ ляется сильное влияние внеш­ них магнитных полей. Это объ­ ясняется тем, что собственное магнитное поле невелико. Для защиты от внешних полей при-

меняются в основном два способа — астазирование и экранирование, В астатическом измерительном механизме на оси подвижной части укреплены два одинаковых сердечника, каждый из которых

71

размещается в магнитном поле одной из катушек, включенных между собой последовательно. Направление обмоток выбрано так, что магнитные поля Ф] и Ф 2 катушек, равные по величине и конфигура­ ции, направлены навстречу друг другу. При этом ось подвижной части будет находиться иод действием суммы двух моментов, каждый из которых создается одним из сердечников и действующей на него катушкой. Если такой измерительный механизм поместить в равно­ мерное внешнее поле Ф, то один из моментов, для которого направ­ ления собственного и возмущающего полей будут совпадать, увели­ чится, а второй — соответственно уменьшится. Суммарный момент, действующий на ось, а следовательно, и показания прибора при этом не изменяются. Недостатки астатического измерительного механизма

заключаются в усложнении и удорожа­ нии конструкции, а также в том, что астазирование исключает действие только равномерных полей.

с замкнутым магнитопроводом. Катушка 1 помещена на магнитопровод 2 с полюсными наконечниками 3. При наличии тока в об­ мотке катушки подвижный сердечник 4 стремится повернуться по часовой стрелке вокруг оси О, втягиваясь в рабочее пространство между полюсными накладками левого полюса.

Достоинствами измерительного механизма с замкнутым магнито­ проводом являются: повышение чувствительности (увеличение вра­ щающего момента при заданных ампер-витках); уменьшение погреш­ ности от влияния внешних магнитных полей; возможность относи­ тельно просто менять характеры шкалы путем изменения положения левого полюсного наконечника относительно правого. Обычно в из­ мерительных механизмах с замкнутым магнитопроводом применяют растяжки и жидкостное успокоение. Так выполнены, например, приборы типа Э-316, Э-377, Э-378 класса точности 1,0 и некоторые др.

В заключение отметим, что по своему устройству электромагнит­ ные измерительные механизмы являются самыми простыми среди измерительных механизмов приборов разных групп.

На основании уравнения (51) определим вращающий момент электромагнитного измерительного механизма как производную от

72