Основные теоретические положения об электроизмерительных приборах

Электроизмерительным прибором называют средство измерений, которое предназначено для выработки сигнала измерительной информации в форме, допустимой для непосредственного восприятия наблюдателем.

В настоящее время измерения электрических величин производят приборами различных систем, основными из которых являются: приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической и ферродинамической систем.

Приборы магнитоэлектрической системы

Принцип действие приборов магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии магнитного потока постоянного магнита и проводника с током, проходящего по обмотке подвижной катушки, помещенной в этом магнитном поле (рис. 1.1).

Основной частью измерительного механизма является постоянный магнит 1, между полюсами которого укреплен ферромагнитный сердечник 2 цилиндрической формы. Сердечник предназначен для усиления магнитного потока между полюсами и обеспечения равномерного распределения магнитного потока в воздушном зазоре. В воздушном зазоре между полюсами постоянного магнита и сердечником расположена катушка 3, которая жестко связана с осью 4 и стрелкой 5, перемещающейся своим концом по шкале прибора. При прохождении тока через катушку возникает магнитное поле, которое взаимодействует с магнитным полем постоянного магнита. Электромагнитный вращающий момент, действующий на катушку, пропорционален силе тока и магнитной индукции в воздушном зазоре. Так как магнитное поле в воздушном за­зоре распределено равномерно по поверхности цилиндра и направлено радиально, а противодействующий момент, создаваемый пружинами, пропорционален углу поворота подвижной части прибора, то отклонение стрелки пропорционально измеряемому току, т.е.

(1.1)

где S – чувствительность прибора.

Достоинства приборов данной системы: высокая чувствительность, большая точность, относительно небольшое влияние внешних магнитных полей, малое потребление энергии, малое влияние температуры, равномерность шкалы.

Недостатки: пригодность только для постоянного тока, чувствительность к перегрузкам, высокая стоимость, сложность конструкции.

Электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы предназначаются для измерения силы тока и напряжения в цепях постоянного тока в качестве амперметров и вольтметров. Магнитоэлектрический прибор является составной частью омметра, с помощью которого непосредственно измеряют электрические сопротивления.

Применяя термопреобразователи и выпрямители, магнитоэлектрические приборы используют для измерений в цепях переменного тока.

Почти все технические измерения в цепях постоянного тока осуществляются приборами данной системы. Лишь в немногих случаях, когда значение имеет не точность, а дешевизна и прочность приборов, постоянный ток измеряется электроизмерительными приборами элек­тромагнитной системы.