Аналоговые ИМ

Аналоговые измерительные приборы (АИП) – это приборы, показания которых являются непрерывными функциями изменений измеряемых величин.

У a L

Рисунок 5.1 - Структурная схема аналоговых измерительных приборов.

Измерительный преобразователь (ИП)- предназначен для преобразования входного сигнала Х в электрическую величину У, непосредственного воздействующего на измерительный механизм ИМ.

В измерительном механизме электрическая энергия преобразуется в механическую энергию перемещения подвижной части. У большинства аналоговых приборов перемещение подвижной части состоит в повороте относительно подвижной оси угол a.

Отсчетное устройство (ОУ) состоит из указателя и шкалы. Оно преобразует угловое перемещение подвижной части в перемещение указателя, которое выражается в делениях или миллиметрах шкалы. Таким образом, чувствительность АИП состоит из чувствительности этих узлов и равна:

;

где S1,S2,S3 - чувствительность узлов АИП (ИП, ИМ, ОУ)

Вращающий момент, поворачивающий подвижную часть в сторону возрастания показаний по часовой стрелке, будем считать положительным.

Измерительный механизм при повороте подвижной части на угол da, совершает работу равную:

Механическая работа сил поля dA равна изменению энергии магнитного или электрического поля dW_эм.

Отсюда вращающий момент М_вр измерительного механизма будет равен:

Вращающий момент будет поворачивать подвижную часть измерительного механизма до тех пор, пока он не уравновесится противодействующим моментом М_пр. Момент противодействия направлен навстречу вращающему моменту и зависит от угла поворота a.

По способу создания противодействующего момента различают приборы с механическим противодействующим моментом и приборы с электрическим противодействующим моментом (логометры).

В первой группе приборов момент противодействия М_пр создается с помощью упругих элементов: спиральных пружин, растяжек и подвесов, которые при повороте подвижной части закручиваются. При этом противодействующий момент М_пр будет равен:

;