Reja: Magnit maydonli asboblar

MA’RUZA –9

Magnit maydonli datchiklar

Reja:

1. Magnit maydonli asboblar
2. Magnit maydonli datchiklar

Magnitoelektrik tizimli asboblar magnit maydoni bilan tokli o’tkazgichning o’zaro ta’sirlashuvi asosida ishlaydi. Ular asosan magnit zanjirini tashkil etuvchi qism va qo’zg’aluvchan g’altakdan iborat. Magnit zanjir 1 doimiy magnitdan iborat. Uning qutblari oraligiga sim cho’lg’amli 2 ramka o’rnatilgan. Ramka uchlari qarama–qarshi yo’nalishdagi spirallar bilan erkin aylanish imkoniga ega bo’lgan o’qqa o’rnatilgan. O’qning bir uchiga strelka 3 o’rnatilgan. Ramka cho’lg’amiga tok spirallar yordamida keltiriladi. Ramkadan tok o’tganda uning magnit maydoni bilan doimiy magnit maydon o’zaro ta’sirlashib ramkaning yelkalariga aylantiruvchi magnit yuzaga keladi va o’tayotgan tokning kattaligiga qarab ramka tekisligi, binobarin strelka, tegishli burchakka buriladi. Magnitoelektrik tizimli asboblar faqat o’zgarmas tok zanjiridagi tok va kuchlanishni o’lchash uchun ishlatiladi. Ular yuqori aniqligi, sezgirligi, shkalasi bir tekisligi, energiya kam istehmol qilishi (10^–3 – 10^–5 Vt), qo’zg’aluvchi sistema tezda tinchlanishi va tashqi magnit maydonlarga sezgirligi kamligi sababli, ular voltmetr, milliampermetr, mikroampermetr sifatida, shuningdek universial ishlash asboblarida keng qo’llaniladi.

1–rasm

Ularning kamchiligi qimmatligi, ortiqcha yuklanishga sezgirligi va faqat o’zgarmas tok zanjirlardagina o’lchashga yaroqliligi hisoblanadi.
Elektromagnittizimli asboblar. Elektromagnittizimli asboblarning ishlash prinsipi g’altak orqali tok o’tganda uning magnit maydoni ta’sirida ferromagnit o’zakning harakatlanishiga asoslangan. G’altak cho’lg’ami dan tok o’tganda magnit maydoni hosil bo’lib, po’lat o’zak uning ichiga tortiladi. Cho’lg’amdagi tok kuchiga qarab o’zak g’altak ichiga oz yoki ko’p tortiladi va asbobning shkalasidagi qiymatni ko’rsatuvchi strelka mahkamlangan o’qni ma’lum burchakka buradi.
Elektromagnittizimli asboblar quyidagi afzalliklarga ega: a) qo’zg’aluvchan qismning burilish yo’nalishi tokning yo’nalishiga bog’liq emas. Shu sababli bunda asboblar doimiy va o’zgaruvchan tok zanjirlarida ishlatilishi mumkin. Ular tok kuchi va kuchlanishning effektiv qiymatini o’lchaydi. b) Tuzilishi sodda, arzon. Kamchiliklari: shkalasi notekis, tashqi magnit maydon ta’siriga sezgir, katta quvvat iste’mol qiladi
Elektrodinamik tizimli asboblar. Elektrodinamik tizimli asboblarning ishlashi tokli o’tkazgichlarning o’zaro ta’sirlashuviga asoslangan. Ular bir–biriga kirgizilgan qo’zg’aluvchan ichki va qo’zg’almas tashqi g’altaklardan iborat. Qo’zg’aluvchan g’altak o’qqa joylashtirilgan bo’lib o’qning uchiga strelka va tok o’tkazuvchi hamda aks ta’sir etuvchi moment hosil qiladigan prujina mahkamlangan. G’altak uchlari elektr zanjirga ulanganda ulardan o’tgan toklar hosil qilgan magnit maydonlari elektrodinamik kuchlarni vujudga keltiradi. Qo’zg’aluvchi g’altak tekisligi tashqi g’altak tekisligiga tik bo’lgani tufayli ularning magnit maydonlar yo’nalishi bir hil bo’lmaguncha qo’zg’aluvchan g’altak o’z o’qi atrofida buriladi va unga mahkamlangan strelka shkala bo’ylab burilib, o’lchanayotgan kattalikning tegishli qiymatini ko’rsatadi. Tok uzilganda purjina qo’zg’aluvchi g’altakni dastlabki holatiga qaytaradi. Agar g’altaklardan bir hil tok o’tadigan bo’lsa, unda g’altaklar orasidagi o’zaro ta’sir kuchi tok kuchining kvadratiga proporsional bo’ladi. Shu sababli elektrodinamik asboblarning shkalasi notekis bo’ladi. Asbob o’zgaruvchan tok tarmog’iga ulanganda aylantiruvchi momentning yo’nalishi o’zgarmaydi, chunki ikala g’altakdagi tokning yo’nalishi bir vaqtda o’zgaradi. Shu sababli ular ham doimiy, ham o’zgaruvchan tok zanjirlarida ishlatiladi. Elektrodinamik tizimli asboblar kuchlanish, tok kuchi va quvvatni o’lchash uchun zarur asboblar shaklida chiqariladi. Agar asbob kuchlanishni o’lchash uchun ishlatilsa, qo’zg’aluvchan va qo’zg’almas g’altaklar ketma–ket ulanadi. Toklarni o’lchash uchun (ampermetrlarda) g’altaklar parallel ulanadi. Quvvatni o’lchaydigan asboblarda (vattmetrda) qo’zg’almas g’altak orqali nagruzka toki, qo’zg’aluvchan g’altak orqali esa nagruzka kuchlanishiga proporsional bo’lgan tok o’tadi; bu nagruzka istehmol qilayotgan quvvatga proporsional bo’lgan aylantiruvchi moment hosil bo’ladi.
Elektrodinamik asboblarning afzalliklari: a) O’zgaruvchan va o’zgarmas tok zanjirida ishlay oladi, b) Kuchlanish, tok kuchi va quvvatni o’lchash mumkin, v) Aniqligi yuqori aniqlikga ega, g) Vatt metrlarda shkalasi bir tekis. Kamchiliklariga kata quvvat isrof qilishi, tashqi magnit maydoniga sezgirligi va qimmatligi kiradi.
Ferrodinamik asboblar. Bu hil asboblarning ishlash prinsipi eelektrodinamik tizimdagi asboblarning ishlash prinsipiga asoslangan. Farqi shundaki uning qo’zg’almas cho’lg’amlari po’lat o’zakli qilib yasaladi, bu esa asbobning magnit maydonini kuchaytiradi va tashqi maydonlarning ta’sirini birmuncha kamaytiradi. Bu asboblarda ham uning g’altaklari bajaradigan vazifalarga qarab turli usulda ulanadi. Odatda, g’altaklar ampermetrlarda parallel, voltmetrlarda ketma–ket, vattmetrlarda esa biri zanjirga ketma–ket, ikkinchisi esa parallel qilib ulanadi. Ularning aniqlik sinfi 1,0–1,5 bo’ladi. Elektrodinamik asboblar, asosan shchit asboblari hisoblanadi.
Induksion tizimli asboblar. Elektr energiyasini o’lchash uchun elektr hisoblagich (schotchik)lar iishlatiladi. O’zgarmas tok zanjirlarida elektrodinamik schotchiklar va o’zgaruvchan hamda uch fazali tok zanjirlarida induksion schotchiklar ko’proq ishlatiladi. Induksion sistemadagi schotchikning ishlash prinsipi uyurma toklarning aylanuvchi magnit maydon bilan o’zaro ta’siriga asoslangan. Bir fazali induksion schotchik ikkita elektromagnit, qo’zg’aluvchan alyuminiy disk, reduktor, hisoblash mexanizmi va tormozlovchi magnitlardan iborat. Elektromagnitlarning birining g’altagi iste’molchi bilan ketma–ket, ikkinchisining g’altagi esa parallel ulanadi. Ularning magnit maydoni erkin aylanuvchi alyuminiy diskda uyurma tok hosil qiladi. Bu tok bilan g’altaklarning magnit maydonlarining o’zaro ta’siri diskda M aylantiruvchi moment hosil qiladi va disk aylanma harakatga keladi.
Magnitorezzistiv datchiklar. Ba’zi ferromagnit materiallar, masalan permalloy (80% Ni va 20% Fe), o’zining elektr qarshiligi magnit maydoni ta’siri ostida o’zgaradi. Bu o’zgarishning kattaligi magnit maydon kuchlanganligi va tok yo’nalishi bilan magnit maydon kuchlanganligi orasidagi burchakka bog’liq. Mana shu asosda magnitorezistiv datchiklar tayyorlanadi.
Qarshiligi 30 Om dan 1 kOm gacha bo’lgan meandr ko’rinishdagi rezistiv elementdan iborat. Signalni o’lchashda ko’prik sxemasidan foydalaniladi.
Aylanish o’qiga joylashtirilgan magnit har aylanganda bir marta magnitorezistiv datchik oldidan o’tadi. Bunda uning qarshiligi o’zgaradi. Ushbu qarshilikning o’zgarishi kuchlanish o’zgartirishiga aylantiriladi.
Xoll datchiklarida, kelayotgan tok yo’nalishi magnit induksiyasi yo’nalishi bilan o’zaro perpendikulyar bo’ladi. Natijada datchik qoplamalarida o’lchanuvchi kuchlanish U_n hosil bo’ladi. Bu kuchlanish geometriyaga (uzunlik l va qalinlik d), tok J, magnit induksiyasi B, Xoll koeffisienti R_n bog’liq bo’ladi

U_n = R_n J B / d

Doimiy magnitni Xoll datchigiga nisbatan siljitilsa o’lchanayotgan kuchlanish siljishga proporsional o’zgaradi. Demak Xoll datchigi ob’ektlarning siljishini ko’rsatish uchun ishlatiladi.

Ushbu datchik bilan bosimni ham o’lchash mumkin. Bunda doimiy magnit membranada joylashtiriladi. Membranani bosim ostida egilishi natijasida magnit datchikka nisbatan siljiydi, bu esa kuchlanishning o’zgarishiga olib keladi.