Електромагнітні прилади

Принцип дії електромагнітного приладу ґрунтується на взаємодії магнітного поля, створеного вимірюваним струмом у нерухомій котушці, з феромагнітним сердечником. Використовуються 3 конструкції вимірювальних механізмів.

1. Будова вимірювального механізму з плоскою котушкою показана на рис. 6.13,а. Котушка 1 має всередині вузьку щілину. Феромагнітний сердечник 2 розташовується всередині щілини і ексцентрично закріплюється на осі, на якій закріплюються також стрілка, зрівноважувальні тягарці 3, один з кінців спіральної пружини 4 та крило повітряного заспокоювача (на рис. 6.13 не

Рис. 6.13. Електромагнітні механізми: а - з плоскою котушкою;

б - з круглою котушкою; в - із замкнутим магнітопроводом

показано). При протіканні струму і в котушці 1 утворюється магнітне поле, яке охоплює витки котушки і намагнічує сердечник 2. Сердечник втягується в щілину котушки, внаслідок чого виникає обертальний момент. Протидійний момент утворюється спіральною пружиною 4. С особливостями конструкції механізмів з круглою котушкою, а також із замкнутим магнітопроводом ознайоміться самостійно.

Вимірювальні механізми з плоскою та круглою котушками використовуються у переносних і щиткових приладах. Помітною відзнакою механізмів з магнітопроводом є їх висока чутливість, що дозволяє випускати щиткові міліамперметри з верхньою межею вимірювання 1,5 мА і вольтметри з верхньою межею вимірювання 0,5 В.

Основна похибка електромагнітних приладів обумовлена технологічними і конструктивними властивостями вимірювального механізму, а додаткові - зміною частоти струму та зовнішніми магнітними полями. Причини частотної похибки: зміна індуктивного опору котушки вимірювального механізму, а також від вихрових струмів, що індукуються в сердечнику й інших металевих деталях механізму. Частотною похибкою амперметрів можна знехтувати. Частотна похибка вольтметрів значною мірою компенсується вмиканням конденсатора С паралельно додатковому резистору R_д2 (рис. 6.14).

Рис. 6.14. Схема компенсації частотної похибки електромагнітного вольтметра

Рис. 6.15. Астатичний електромагнітний механізм

Для зменшення впливу зовнішніх магнітних полів застосовують екрановані та астатичні конструкції механізмів. В першому випадку вимірювальний механізм розташовують усередині феромагнітного кожуха (екрана), в другому - вимірювальний механізм має 2 однакових механізми, рухомі частини яких закріплені на одній осі (рис. 6.15). Магнітні поля котушок однакові, але протилежні за напрямком, тому зовнішнє магнітне поле однаково підсилює поле однієї і ослаблює поле іншої котушки. Обертальні моменти кожного з механізмів, однакові, але протилежні за знаком прирощення. Астатичні вимірювальні механізми використовуються у приладах класу точності 0,5.

Достоїнства електромагнітних приладів: простота конструкції, дешевизна, надійність в роботі, можливість виміряння постійних і змінних струмів та напруг, витримування значних перевантажень. Недоліки: відносно низька точність (клас точності приладів≥ 0,5), невисока чутливість, можливість використування лише на промислових частотах 50...60 Гц і рідше в смузі частот 400...1500 Гц.