Принцип работы, устройство и характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма

Магнитоэлектрический измерительный механизм.

Основой магнитоэлектрических приборов являются измерительного механизма (ИМ), в которых вращающий момент создается в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля провода с током, конструктивно выполняемого в виде катушки (рамки). В практических конструкциях ИМ неподвижной частью, как правило, является магнит, а подвижной — катушка (хотя есть приборы с подвижным магнитом и неподвижной катушкой). На рисунке схематично показан наиболее распространенный вариант конструкции ИМ—с внешним подковообразным магнитом. Как видно из рисунка, магнитная система ИМ образуется постоянным магнитом 1, полюсными наконечниками 2 с цилиндрической расточкой и неподвижным сердечником 3 цилиндрической формы из магнитомягкого материала.

В воздушном зазоре между полюсными наконечниками и сердечником благодаря такой конструкции создается практически равномерное радиальное магнитное поле, в котором свободно поворачивается катушка 4. Она образуется тонким медным проводом, намотанным на бумажный или алюминиевый каркас прямоугольной формы. К катушке приклеивают алюминиевые буксы, в которых закрепляются полуоси (или растяжки) подвижной части ИМ. Противодействующий момент создается спиральными пружинами 5 (или растяжками), через которые в обмотку катушки подается измеряемый ток. Для создания My используется короткозамкнутый виток, размещаемый на катушке. Эксцентрический винт 6 образует корректор (для начальной установки стрелки на нуль), а грузики — противовесы 7 служат для балансирования подвижной части ИМ.

При протекании по катушке измеряемого тока IХ энергия поля W, обусловленная взаимодействием сцепляющегося с катушкой потока Ф постоянного магнита и тока IХ, будет равна W=IХФ, т. е. в соответствии с выражением вращающегося момента

Значение Ф может быть определено как Ф> = Bsw, где В — магнитная индукция в воздушном зазоре; s — площадь катушки, а w— число витков обмотки катушки.

Тогда из при В = const (за счет равномерности магнитного поля) следует

MB = BswIx. (1)

установившемся режиме, как мы уже знаем, М_В=М_П. С учетом формул (1) и это условие теперь конкретизируется:

(2)

где по определению величина (3) является чувствительностью прибора при измерении тока.

Формулы (2) и (3) позволяют сделать важные выводы в отношении свойств ИМ. магнитоэлектрических приборов. Поскольку мы условились при анализе схемы рис. 3.1, что для рассматриваемого класса электромеханических приборов Y=X, распространим эти выводы на магнитоэлектрические приборы в целом.