Милливольтметры

Магнитоэлектрические милливольтметры широко применяются для измерения температур в комплекте с термоэлектрическими термометрами, а также с другими преобразователями.

Принцип действия и основы теории. Магнитоэлектрические милливольтметры основаны на использовании сил взаимодействия между постоянным током, протекающим по проводнику (обмотки подвижной рамки), и магнитным полем постоянного неподвижного магнита. Сила, действующая на проводник, направлена всегда нормально к направлению тока и к направлению магнитного поля.

Обозначения:

1 – цилиндрический сердечник из мягкой стали;

2 – рамка;

NS – постоянный магнит;

3 – подпятники;

4- спиральные пружинки;

5- керн (ось);

6- шкала прибора;

7 – стрелка.

Спиральные пружинки создают противодействующий момент повороту рамки. Они крепятся одним концом к оси 5, другим - к неподвижной части прибора. Эти пружинки являются токопроводящими элементами рамки.

Рисунок 1.6 – Схема милливольтметра

Рамка, закрепленная на кернах, изготавливается как с вертикальной, так и с горизонтальной осью вращения.

Рамка – прямоугольник длиной l и шириной 2r, состоит из n витков тонкой медной проволоки, скрепленной между собой лаком. Благодаря сердечнику 1(рисунок 1.6), расположенному внутри рамки, она всегда оказывается под действием равномерного и радиального магнитного поля.

Тогда независимо от угла поворота рамки, плоскость ее оказывается параллельной вектору магнитной индукции В, поэтому при протекании по рамке электрического тока I, на подвижную систему действует магнитоэлектрический момент М_МЭ = 2rlВI.

Противодействующий момент, создаваемый спиральной пружинкой, равен

М_пр = Wφ,

где W – удельный противодействующий момент,

φ – угол поворота рамки.

При некотором угле поворота φ

М_пр = М_МЭ,

тогда Wφ = 2rlВI, отсюда φ = 2rlВI /W = S_II,

где S_I – чувствительность измерительного механизма к току (рад/с).

φ = S_II = S_IU/R_m = S_UU,

где S_U = S_I/ R_m = φ/U – чувствительность измерительного механизма к напряжению;

R_m – внутреннее сопротивление прибора.