Логометры и электронные приборы

Логометры. В рассмотренных измерительных механизмах угол поворота φ подвижной части определяется значением тока, проходящего по их катушкам. Как следует из закона Ома, ток I зависит от напряжения U, питающего измерительную цепь. Однако при измерениях сопротивления, частоты переменного тока, температуры, давления и др. необходимо, чтобы угол φ зависел только от измеряемой величины, а изменение напряжения не оказывало влияния на результаты измерения. Поэтому для измерений указанных величин применяют логометры — показывающие электроизмерительные приборы, имеющие два измерительных механизма без противодействующих пружин, создающие два противоположно направленных момента. В результате этого угол поворота а подвижной части логометра определяется только отношением токов в катушках этих механизмов. А так как изменение напряжения оказывает одинаковое влияние на эти токи, то угол φ в этом случае изменяться не будет.

Логометры могут быть выполнены с измерительными механизмами любой системы. Характерной особенностью их является отсутствие механических свойств, создающих противодействующий момент, вследствие чего их подвижная часть при отсутствии тока в катушках находится в состоянии безразличного равновесия.

На рис. 1 в качестве примера показана принципиальная схема магнитоэлектрического логометра, который применяется в мегаомметрах. Он состоит из двух катушек 1 и 2, расположенных под некоторым углом и жестко укрепленных на общей оси. К этим катушкам подводятся токи I1 и I2 через три эластичные спирали 5, не создающие при закручивании механического момента.

Рис. 1. Принципиальная схема магнитоэлектрического логометра

Постоянный магнит 3 имеет форму эллипса, поэтому в воздушном зазоре между магнитом и наружным кольцом 4 образуется неравномерное магнитное поле.

В результате взаимодействия токов I₁ и I₂ с магнитным полем возникают два противоположно направленных момента M₁ и М₂, которые пропорциональны токам I₁ и I₂ и индукциям В₁ и В₂ в воздушном зазоре в тех местах, где находятся катушки.

При повороте подвижной части под действием разности M₁-M₂ значения индукций В₁ и B₂ изменяются, так как одна из катушек перемещается в область с увеличенным (или уменьшенным) воздушным зазором, а другая — в область с уменьшенным (или увеличенным) зазором. При этом изменяются моменты M₁ и М₂. При некотором положении подвижной части моменты M₁ и М₂ уравновешиваются, в этом случае

I₁/I₂ = B₂/В₁ (104)

Таким образом, каждому определенному положению подвижной части логометра, характеризуемому отношением B₂/B₁, соответствуют определенные значения токов I₁ и I₂, проходящих по его катушкам. При изменении этого отношения будет изменяться угол φ.

Если обе измерительные цепи, в которые включены катушки прибора, питаются одним и тем же напряжением U, то показания прибора не будут зависеть от U, так как при его изменении изменяются пропорционально токи I₁ и I₂.