Лекция измерительные механизмы приборов и их применение ключевые слова: Магнитоэлектрические механизмы

ЛЕКЦИЯ 9. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПРИБОРОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ


Ключевые слова: Магнитоэлектрические механизмы, электромагнитные и электродинамические измерительные механизмы.

Работа механизмов магнитоэлектрической системы основана на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и тока, проходящего по катушке (рамке). Возникающий при этом вращающий момент отклоняет подвижную часть механизма относительно неподвижной. В зависимости от того, какой из указанных элементов (постоянный магнит или рамка) является подвижной частью, различают механизмы с подвижной рамкой и с подвижным моментом.

Н

Рис. 9.1.
а рис. 9.1 показан магнитоэлектрический измерительный механизм с подвижной рамкой.
Магнитная цепь измерительного механизма состоит из сильного постоянного магнита 1, полюсных наконечников с цилиндрической расточкой 2, цилиндрического сердечника 3. В воздушном зазоре между сердечником и полюсном наконечником создается сильное магнитное поле.
Подвижная часть механизма 4 представляет собой катушку (рамку) прямоугольной формы из тонкого медного или алюминиевого провода, намотанного на алюминиевый каркас (либо без каркаса), которая может поворачиваться вокруг сердечника в магнитном поле. К рамке с двух сторон приклеиваются алюминиевые буксы для закрепления растяжек или кернов.
При протекании по обмотке рамки тока I возникают силы (пара сил), создающая вращающий момент М:
(9.1)
где В – магнитная индукция в воздушном зазоре; S – площадь катушки;  - число витков обмотки рамки.
Так как противодействующий момент создается упругими элементами (спиральной пружиной), то для режима установившегося отклонения можно написать

откуда или (9.2)
где - чувствительность магнитоэлектрического механизма.
Из (9.2) следует, что отклонение подвижной части пропорционально току, т.е. прибор имеет равномерную шкалу. Это позволяет выпускать магнитоэлектрических приборов комбинированными и многопредельными. Магнитоэлектрические приборы относятся к числу наиболее точных, изготовляются они вплоть до класса точности 0,1. Это объясняется наличием равномерной шкалы, что уменьшает погрешности градуировки и отсчета. Благодаря сильному магнитному полю влияние посторонних полей на показания приборов весьма незначительно. Внешние электрические поля на работу приборов практически не влияют. Температурные погрешности могут быть скомпенсированы с помощью специальных схем.
Большим достоинством магнитоэлектрических приборов является высокая чувствительность. Известны магнитоэлектрические микро-амперметры с током полного отклонения 0,1 µА.
К недостаткам магнитоэлектрических приборов можно отнести несколько более сложную и дорогую конструкцию, невысокую перегрузочную способность и возможность применения в качестве амперметров и вольтметров лишь для измерений в цепях постоянного тока (при отсутствии преобразователей).

1.