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

вает частотную зависимость показаний прибора на перемен­ ном токе.

Сердечники электромагнитных приборов выполняются из специальных сплавов с высокой магнитной проницаемостью и небольшой коэрцитивной силой.

В электромагнитных приборах используется воздушное ус­ покоение подвижной части. В некоторых конструкциях вместо воздушного применяется магнитоиндукционное успокоение, но тогда требуется специальное экранирование прибора, устра­ няющее влияние магнитного поля постоянного магнита успо­ коителя на собственное магнитное поле прибора.

Общие свойства электромагнитных приборов

Электромагнитные приборы могут работать на постоянном и переменном токе. При перемене направления тока в катушке ферромагнитный сердечник, изготовленный из магнитомягкого материала, легко перемагничіивается, 'вследствие чего на­ правление вращающего момента остается прежним.

Шкала электромагнитных приборов градуируется в дейст­ вующих значениях переменного тока, так как вращающий мо­

появляется (погрешность вследствие возникновения гистерези­

окружающих металлических частях. Вихревые токи создают собственное магнитное поле, направленное навстречу полю, их вызвавшему, что ослабляет результирующее поле и уменьшает показания прибора.

Выбором специальных материалов сердечника (пермаллой и др.) погрешности от гистерезиса и вихревых токов уменьша­ ют до десятых долей процента.

У вольтметров электромагнитной системы (см. ниже) «а переменном токе возникает еще погрешность, вносимая индук­ тивным сопротивлением катушки прибора.

Электромагнитные приборы менее чувствительны, чем магнитоэлектрические. Рабочий магнитный поток в этих при-

88

борах полностью создается измерямым токам и замыкается целиком по воздушному пути, обладающему большим магнит­ ным сопротивлением. Низкая чувствительность особенно ска­ зывается в области малых 'величин, т. е. в начале шкалы.

Мощность, потребляемая приборами электрЪмагнитной си­ стемы, колеблется от 0,5 до 1,5 вт.

Достоинствами электромагнитных приборов являются про­ стота конструкции, дешевизна и надежность в работе. То об­ стоятельство, что измеряемый ток протекает по неподвижной катушке, а не по рамке, как в приборах почти всех других си­ стем, 'позволяет увеличить запас прочности механизма и рас­ считывать прибор на значительные перегрузки.

Приборы электромагнитной системы подвержены влиянию внешних магнитных полей, что объясняется слабым собствен­ ным магнитным полем катушки.

Если в магнитоэлектрическом механизме магнитное поле возникает от сильного постоянного магнита и проходит почти целиком по ферромагнитному материалу, то в электромагнит­ ном механизме оно вызывается измеряемым током (иногда очень небольшим), протекающим по катушке, и распространя­ ется по воздуху. По этой причине собственное поле в приборе

Другой способ защиты прибора от влияния внешних полей заключается в астазировании измерительного механизма.

Конструкция астатического прибора электромагнитной си­ стемы схематически изображена на рис. III-2-1, а.

Рис. Ш-21

89

На оси подвижной части прибора укреплены два одинако­ вых сердечника А и Б, обычно повернутые на 180° один относи­ тельно другого. Около каждого из сердечников имеется по одной неподвижной катушке. Обе неподвижные катушки кон­ структивно одинаковы, соединены последовательно, по, обеим протекает один и тот же измеряемый ток. Взаиморасположе­ ние сердечников и относящихся к ним катушек таково, что вращающие -моменты, созданные силами, возникающими в этих сердечниках при протекании по катушкам измеряемого тока, направлены в одну сторону и потому складываются.

Катушки включают таким образом, чтобы протекающий по ним ток создавал магнитные потоки пространственно взаимно противоположного направления, при равенстве их абсолютных значений (рис. I I 1-21, б).

Втаких условиях постороннее магнитное поле, приходящее

взону действия прибора, будет искажать рабочее магнитное поле каждой из катушек на одинаковые абсолютные значения, но с противоположным знаком: насколько оно увеличит вра­ щающий момент одного сердечника, настолько уменьшит вра­ щающий момент другого, а суммарный (результирующий) мо­ мент прибора останется примерно неизменным.

по катушке измерительного механизма, последовательно вклю­ ченной в электрическую цель.

Шунты с амперметрами электромагнитной системы не при­ меняются, так как уже собственное потребление измеритель­ ного механизма весьма значительно, да в шунте выделялось бы во столько раз большее .количество энергии, во сколько раз ток через него был бы больше тока в измерительном меха­ низме.

Кроме того, в целях получения необходимой температур­ ной компенсации шунтировать пришлось бы не только сам из­ меритель, но и соответствующее манганиновое сопротивление, которое было бы необходимо включить последовательно с из­ мерителем; все это вызвало бы еще большее собственное по­ требление во всей схеме прибора.

В цепях переменного тока в амперметре с шунтом могла бы появиться дополнительная погрешность, поскольку индук­ тивное сопротивление шунта по величине было бы соизмери­ мо с его активным сопротивлением.

По этой причине в амперметрах, рассчитанных на несколь­ ко пределов измерений, вместо шунта применяют секциониро­ вание катушки, причем отдельные секции могут включаться в

90

Достоинством амперметров электромагнитной системы яв­ ляется незначительное влияние температуры окружающей сре­ ды на показания прибора и частоты питающего источника, возникающее за счет размагничивающего действия вихревых токов в сердечнике. Рабочий диапазон их по частоте доходит до 1500 гц.

Электромагнитные вольтметры

Вольтметры электромагнитной системы имеют обычную схему включения: измерительный механизм прибора включа­ ется последовательно с добавочным сопротивлением.

Обмотка рамки вольтметра содержит несколько тысяч вит­ ков тонкой проволоки и на переменном токе представляет со­ бой значительное реактивное сопротивление.'Ввиду этого ча­ стота переменного тока значительно влияет на показания вольтметра — с ростом частоты возрастает реактивная состав­ ляющая катушки и показания прибора уменьшаются. Это ог­ раничивает рабочую частоту вольтметра, которая не превыша­ ет несколько сотен герц при классе точности 0,5—1,0.

нальным подборам температурную погрешность сводят к вели­ чинами, допустимым для данного класса точности вольтметра.

Электромагнитные логометры

Электромагнитные логометры используются для измерения многих электрических величин, таких, например, как частота,

трической цепи и обтекаются каждая своим током. Сердечни­ ки укрепляются на оси таким образом, что при повороте систе­

91