Аналоговые измерительные устройства

3.2.1. Измерительные механизмы.

Основной функциональной частью магнитоэлектрического прибора является измерительный механизм. Конструктивно  магнитоэлектрический   механизм  выполняется  либо  с  подвижной  катушкой (рамкой),  либо с   подвижным  магнитом.  Большее применение имеет первая из указанных групп.

Принцип действия магнитоэлектрического механизма основан на взаимодействии магнитных полей постоянного магнита и катушки (рамки), по которой протекает  ток. Противодействующий момент может создаваться механическим и электромагнитным  способами. На рис. 3.5 показана конструкция магнитоэлектрического   прибора  с  механическим  противодействующим моментом.

 Магнитная система  ИМ состоит из  постоянного  магнита 1,  магнитопровода  с  полюсными  наконечниками 4, сердечника 3.   Между    полюсными   наконечниками   находится   катушка   (рамка)  2,   по    которой   протекает  ток J (пружинки, создающие противодействующий момент на рисунке не показаны).  Рамка  соединена со   стрелкой  5, перемещающейся по шкале 6.  При  прохождении  тока J  по  рамке 2, помещенной  в  равномерное, постоянное магнитное   поле  с   индукцией  В,  создается   вращающий  момент  МВР, действующий на подвижную  часть  магнитоэлектрческого механизма. 

,      (3.7)

где  Y  -  потокосцепление   магнитного  поля постоянного   магнита с   рамкой; В - магнитная   индукция в  воздушном зазоре между полюсными наконечниками; n - число витков рамки; S - активная площадь рамки; a - угол поворота рамки.


         

Рис.3.5.

 

Противодействующий момент  создается пружинками и равен , где W – удельный противодействующий момент. Из равенства  можно получить следующее уравнение преобразования магнитоэлектрического измерительного механизма

,                   (3.8)

где  - чувствительность магнитоэлектрического механизма к току.

Рис.3.6.

Противодействующий момент в магнитоэлектрическом ИМ может создаваться и электрическим способом. Этот способ используется в  логометрическом ИМ. В таком механизме подвижная часть выполняется в  виде двух жестко скрепленных между собой рамок 1 и 2, как показано на рис. 3.6. По  обмоткам  рамок  протекают  токи  I1 и  I2, которые создают моменты  М1   и  М2.

 Направления токов выбираются таким   об- разом, чтобы моменты М1  и  М2  действовали на- встречу друг другу. Записав  выражения для моментов в виде М1 = S1n1F1(a)I1;   М2 =S n2F1(a)I2..Считая  один  из   моментов   вращающим, например,  М1,  а  второй  М2  -  противодействующим,  при   установившемся равновесии выражение для угла отклонения подвижной части можно представить в виде a= F(I1/I2).           Из данного выражения видно, что магнитоэлектрический  логометр  измеряет отношение токов. Логометрические измерительные  механизмы   очень  часто  используются  в приборах для  измерения сопротивления. Показания таких приборов не зависят от напряжения питания.


© Copyright 2008, SLAiPS. All Rights Reserved. | Design by Design by analogiu.ru