Файл: Быков М.А. Электрические измерения электрических величин [учеб. пособие].pdf

Л о г о м е т р ы

Логометрами называют электроизмерительные приборы, измеряющие отношение двух токов или напряжений.

Измерительный механизм логометра магнитоэлектрической системы изображен на рис. II1-17.

Рис. Ш-17

Как видно из рисунка, подвижная часть механизма состоит из двух подвижных катушек А{ и А% жестко связанных одна с

другой под определенным углом (обычно под углом 120 или 90°).

создается в осевой продольной плоскости симметрии магнит­

чтобы эта моменты были направлены навстречу друг другу, как это показано стрелками на рисунке.

При увеличении тока в катушке Ах вся подвижная часть

начнет поворачиваться по часовой стрелке. Однако при этом

каком-то определенном положении наступит равенство момен­

82

Таким образом, можно считать, что один из моментов иг­ рает роль «вращающего», а второй — «противодействующего». Поскольку оба момента создаются электрически, спиральные пружинки в логометрах отсутствуют — в этом еще одна осо­ бенность логаметричеекого прибора.

Ток к катушкам в этих приборах подается через тонкие ленточки из серебряной фольги, обладающие ничтожной упру­

Если бы магнитное поле в воздушном зазоре было равно­ мерным и радиально направленным, как в обычном приборе магнитоэлектрической системы, индукция в зазоре не зависела бы от угла поворота катушек, так как была бы величиной по­ стоянной. В этом случае он не смог бы реагировать на отноше­ ние токов.

тричеоких величин. Основным достоинством логометрическнх приборов является независимость их показаний от напряже­ ния источника питания (если обе катушки питаются от общего источника). При увеличении или уменьшении напряжения пи­ тающего источника пропорционально увеличатсяили умень­ шатся токи в обеих рамках, а отношение их останется тем же.

V 83

опорах и противодействующий момент, возникающий в токоподводящих ленточках. Чрезмерное увеличение напряжения может вызвать перегрев проводов и сопротивлений схемы при­ бора, что в свою очередь изменяет режим работы и увеличи­ вает погрешности измерения. .

П р и б о р ы э л е к т р о м а г н и т н о й с и с т е м ы

В приборах электромагнитной системы перемещение под­ вижной части механизма происходит в результате взаимодей­ ствия магнитного поля неподвижной катушки, обтекаемой то­ ком, и одного или нескольких подвижных и неподвижных фер­ ромагнитных сердечников.

Измеряемый ток, протекая по неподвижной катушке, вызы­ вает появление магнитного поля; под действием этого поля подвижный ферромагнитный сердечник, укрепленный на оси прибора, намагничивается и стремится занять такое положе­ ние, при котором магнитный поток и потокосцепление катушки были бы максимальны.

Для вывода уравнения шкалы прибора воспользуемся об­ щим законом электродинамики (Ш-2), справедливым для всех

При выводе уравнения приняты во внимание следующие об­ стоятельства:

а) величина индуктивности катушки зависит от положения сердечника, т. е. от угла поворота системы L=f(a)—чем

больше сердечник втянут в катушку, тем больше ее индуктив­ ность;

84

6) величина тока, протекающего в катушке, не зависит от положения сердечника и определяется только двумя парамет­

рах создается спиральными пружинами и может быть найден

Из уравнения следует, что отклонение подвижной части меха­ низма пропорционально двум величинам: квадрату тока, про-

ді

текающего в катушке, и множителю —^-> характеризующему

изменение индуктивности катушки по мере втягивания сердеч­ ника в катушку.

Если бы величина —^- была постоянной, что конструктив­ но сравнительно легко осуществляется, то шкала прибора была бы квадратичной и неудобной для пользования из-за

присутствия в уравнении (III-14) квадрата тока Р.

Для «выпрямления» шкалы пользуются искусственным приемом: придавая сердечнику соответствующую форму и оп­ ределенным образом располагая его по отношению к катуш-

dL

ке, воздействуют на множитель —^- так, чтобы его величина

с углом поворота системы менялась по гиперболическому за­ кону, что скомпенсирует квадратичность шкалы.

85

На рис. ІII-IS /представлена желательная характеристика dL

изменения - ^ - с углом поворота а, вызывающая «выпрямле­ ние» шкалы. Из характеристики видно, что на начальном уча­

невозможно осуществить.

' d t

äLot

Рис. 111-18

По этой причине подбором формы, размеров и взаимного расположения сердечника и катушки удается приблизить шкалу прибора к равномерной на всех участках, кроме на­ чального, т. е. начиная примерно с /=0,2 / н о м . При меньших

значениях измеряемого тока шкала 'становится резко неравно­ мерной и столь сильно сжатой, что пользоваться в этой части ею практически невозможно.

Устройство одной из возможных конструкций измеритель­ ного механизма электромагнитной системы изображено на рис. III-19.

Рис. Ш-19

Основными деталями измерительного механизма являются: плоская прямоугольная катушка / с узким воздушным зазо­ ром 2, ферромагнитный сердечник 3, эксцентрично закреп-

86

Ферромагнитный сердечник 3, имеющий обычно неправильную

магничивается и стремится занять положение, при котором его пронизывал бы наибольший магнитный поток, т. е. будет втягиваться в катушку по мере увеличения протекающего по ней тока.

Приборы рассмотренного типа носят название приборов с

дечник 1 укреплен на внутренней поверхности катушки, а под­ вижный сердечник 2 — на оси прибора. При протекании по ка­ тушке измеряемого тока оба сердечника намагничиваются в одном и том же направлении, вследствие чего между ними воз­ никает сила взаимного отталкивания, т. е. появляется некото­ рый вращающий момент.

Действие приборов с круглой катушкой сходно с действием

87