Логометры электродинамической системы

Измерительные механизмы логометров электродинамической системы имеют различное устройство. Схема одного из них дана на рис. 2.2.2. Взаимодействие тока I, проходящего по неподвижной катушке А, состоящей из двух частей, с токами I₁ и I₂, проходящими по подвижным катушкам 1 и 2, создает два вращающих момента М₁ и М₂, направленных в разные стороны. Разность этих моментов вызывает поворот подвижной части на угол, при котором вращающие моменты взаимно уравновесятся.

В этом случае М _1ср = М _2ср или

,

где y₁ – сдвиг фаз между токами I и I₁;

y₂ – сдвиг фаз между токами I и I₂.

Написанному выражению можно придать другой вид: или . Это выражение показывает, что угол поворота подвижной части логометра определяется отношением слагающих токов в подвижных катушках, совпадающих по фазе с током в неподвижной катушке (рис. 2.2.2, векторная диаграмма).

Отсутствие стальных деталей в измерительном механизме, а, следовательно, отсутствие погрешности от гистерезиса и вихревых токов делает возможным изготовлять механизмы этой системы, обеспечивающие высокую точность измерений. Слабое магнитное поле электродинамических механизмов обеспечивает получение только небольших вращающих моментов, что требует уменьшения трения в опорах и погрешности от трения. Уменьшение погрешности достигается возможным уменьшением массы подвижной части, тщательным подбором материалов для опор и осей и соответствующей их обработкой. Все это, с одной стороны, повышает стоимость прибора, с другой, приводит к повышенной чувствительности механизма к перегрузкам и механическим воздействиям. Следовательно, эти механизмы требуют особого ухода и обслуживания.

Слабое магнитное поле этих измерительных механизмов делает их чувствительными к влиянию внешних магнитных полей, как это имело место в электромагнитных измерителях. Для уменьшения этой чувствительность применяются астатирование и экранирование. У экранированных приборов измерительный механизм закрывается железным кожухом, по которому замыкаются внешние магнитные поля.

Рис. 2.2.3. Устройство астатического измерительного механизма электродинамической системы

Погрешность от влияния внешних магнитных полей может быть определена изменением направления тока в обеих катушках (переключением подводящих проводов) без изменения места расположения прибора. Действительное показание прибора определяется как полусумма показаний до и после переключения проводов.

Влияние внешних магнитных полей почти полностью исключается в астатических приборах. Астатический измерительный механизм (рис. 2.2.3) содержит две пары катушек. Поля неподвижных катушек направлены взаимно противоположно. Также противоположно направлены токи в подвижных катушках, поэтому вращающие моменты, действующие на подвижные катушки, направлены одинаково. Внешнее однородное поле, уменьшая вращающий момент, действующий на одну катушку, на столько же увеличивает вращающий момент, действующий на вторую катушку.

Показания электродинамических приборов при измерениях в сетях переменного и постоянного тока одинаковы.

В неподвижной катушке имеется большое количество витков, поэтому потребление мощности приборами сравнительно велико: у амперметров 5 – 10 Вт, у вольтметров (с пределами измерений до 300 В) 7 – 15 Вт.

Сравнительно высокая точность электродинамических приборов (по точности измерений в сетях переменного тока они стоят на первом месте) обеспечила их широкое применение главным образом при измерениях в лабораторных условиях, а также при градуировке и проверке приборов переменного тока других систем.

Электродинамические приборы используются в качестве амперметров, миллиамперметров, вольтметров, ваттметров, варметров, фазометров и частотомеров.