Логометричні вимірювальні механізми

Якщо до нерухомих і рухомих пластин прикласти напругу u, то вони заряджаються протилежними за знаком зарядами, внаслідок чого рухомі пластини притягуються до нерухомих і створюють миттєвий обертальний момент.

Електростатичні прилади

Електростатичний вимірювальний механізм конструктивно подібний до конденсатора змінної ємності, його будову зображено на рис. 6.19. Нерухома частина механізму складається з однієї або декількох камер 1. Кожна камера являє собою дві однакові металеві пластини, які з‘єднані між собою і мають повітряний зазор. У повітряний зазор входить рухома частина 2, закріплена на осі 3.Крім того, на вісі закріплені стрілка або дзеркальце, один з кінців спіральної пружинки 4 та сектор заспокоювача (на рисунку не показаний).

Рис. 6.19. Електростатичний механізм

. з .

Вибір форми та розмірів пластин дають змогу одержати практично рівномірну шкалу (виняток - початкові її ділянки). Електростатичний вимірювальний механізм має малу чутливість, тому на його базі неможливо створити вольтметр з межею вимірювань, меншою за 7,5 В, але можна побудувати електростатичні вольтметри для вимірювання напруг до сотень кіловольт без громіздких вимірювальних трансформаторів. Їх перевагою є невелике споживання потужності, незначний вплив зміни температури навколишнього середовища, частоти і форми вимірюваної напруги. На покази електростатичних приладів не впливають магнітні поля, а вплив електричних полів усувається застосуванням електростатичних екранів.

Електростатичні вольтметри випускають переносними (класів точності 0,5; 1,0; 1,5 на частоти від 20 Гц до 30 МГц) і щитковими (класів точності 1,0 і 1,5 на частоти від 20 Гц до 1 МГц) з межами вимірювання СКЗ напруги від 10 В до 300 кВ.

Логометричним називають механізм (незалежно від принципу дії), відхилення рухомої частини якого визначається відношенням струмів.

Магнітоелектричний логометричний механізм (рис. 6.20) має постійний магніт 1 і полюсні наконечники 2, між якими розміщують сердечник 3.

Рис. 6.20. Магнітоелектричний логометричний механізм:

Форму наконечників та сердечника вибирають такою, щоб повітряний зазор між ними був нерівномірним, а отже, і магнітне поле в повітряному зазорі неоднорідним. У повітряному зазорі розміщують дві жорстко з‘єднані між собою котушки 4 і 5. Постійні струми І₁ та І₂ до таких котушок підводяться за допомогою безмоментних стрічок (золотих або срібних). Пружини для створення протидійного моменту не застосовують, цю функцію виконує одна з котушок. При протіканні струмів І₁,І₂ в котушках (рис. 6.20,б) створюються 2 моменти, направлені в протилежні боки (один з них можна вважати обертальним М_об, а другий – протидійним М_пр). При повороті рухомої частини, наприклад, за годинниковою стрілкою, робочі частини котушки 4 потрапляють в області поля, де магнітна індукція зменшується, а робочі частини котушки 5 - в області поля, де вона зростає. Таким чином, при повороті рухомої частини один з моментів зменшується, а інший зростає. Врешті, в якомусь положенні рухомої

частини ці моменти стають однаковими (). Функція перетворення механізму

,

де - кут відхилення рухомої частини.

Електродинамічний логометричний механізм також має 2 рухомі котушки 1, 2, жорстко з’єднанні між собою, площини яких зсунуті одна відносно іншої на кут (рис. 6.21). Нерухома котушка 3 розділена на дві секції з метою створення між ними досить однорідного магнітного поля.

Змінні струми і₁, і₂ до рухомих котушок підводяться за допомогою безмоментних струмопідводів, виконаних у вигляді тонких не пружних металевих стрічок.

Рис. 6.21. Електродинамічний логометричний механізм

Кут повороту рухомої частини електродинамічного логометричного механізму визначається відношенням проекцій векторів струмів в рухомих котушках на вектор струму в нерухомій котушці. Електродинамічні логометричні механізми використовуються для вимірювань фазових зсувів, частоти (додаток 16), опору (див. підр 6.4.6).