Аналоговые измерительные устройства

Электродинамический ИМ  состоит из  системы неподвижных и подвижных катушек (рамок), стойки, упругих элементов, успокоителя, отсчетного устройства, средств магнитной защиты. Катушки выполняют круглыми или прямоугольными. Круглые катушки дают, по сравнению с прямоугольными,  увеличение  чувстви­тельности на 15—20%. Приборы с прямоугольными катушками  имеют меньшие  размеры прибора по вертикали.

Неподвижные катушки обычно выполняют из двух половин (секций) 1 (рис. 3.15). При этом, изменяя расстояние между катушками, можно менять конфигурацию магнитного поля. Подвижные   катушки 2 размещают внутри неподвижных. На оси подвижной катушки закрепляется стрелка 3. Вращающий    момент  создается   при    взаимодействии  магнитного поля,   создаваемого током  I₁, проходящим по катушке  1,  и  магнитным полем, создаваемым  током I₂, проходящим через катушку 2.   Электромагнитная   энергия W_e двух контуров с токами

,                 (3.22)

где L₁, L₂- индуктивность неподвижной и подвижной  катушек; M_1,2 - взаимная индуктивность катушек.

                        

Рис. 3.15.

 

          Так как индуктивность катушек не зависит от угла поворота, поэтому вращающий  момент, действующий на подвижную катушку 2

.                    (3.23)

          При механическом создании противодействующего момента угол отклонения подвижной может быть определен по формуле

.                      (3.24)

          При протекании по катушкам переменных токов сдвинутых по фазе на угол :

     и  .              (3.25)

Мгновенное значение вращающего момента

.                       (3.26)

Так как подвижная часть ИМ реагирует на среднее значение М_ВР равное

,               (2.27)

где I₁ и I₂ - действующие значения токов; y -  угол  сдвига фаз  между векторами токов I₁ и I₂.

          Угол отклонения подвижной части равен

.              (2.28)

       В электродинамических логометрических измерительных механизмах противодействующий момент создается электрическим способом. Подвижная часть такого механизма состоит из двух 2 и 3 (рис. 3.16) жестко закрепленных между собой под определенным углом g катушек.

         

                                     

Рис. 3.16.

В данных механизмах создается два момента М₁ и М₂.

;     , (3.29)

где I – ток в катушке 1; I₁ и I₂ - токи  в катушках 2 и 3.

          При М₁ = М₂ получим выражение

,                (3.30)

из которого следует, что угол отклонения подвижной части зависит от отношения токов I₁/I₂.