Аналоговые измерительные устройства

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  М_ВР, 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)I_2..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.