Магнитоэлектрические измерительные приборы.

Принцип действия магнитоэлектрических измерительных приборов состоит во взаимодействии магнитного поля проводника, по которому протекает измеряемый электрический ток, с магнитным полем постоянного магнита.

Наиболее распространенными являются магнитоэлектрические измерительные приборы, представленные на рис. 2, а, в которых проводник представляет собой легкую подвижную рамку (катушку), укрепленную на оси и состоящую из нескольких десятков витков тонкого покрытого лаком медного провода. Рамка размещена в кольцевом зазоре, в котором с помощью сильного постоянного магнита создается однородное магнитное поле за счет соответствующей конструкции полюсных наконечников и сердечника (рис. 2, б). Измеряемый сигнал подводится к рамке через пружины (подводка на рис. 2, а для упрощения изображения не показана). При взаимодействии магнитного поля рамки с магнитным полем постоянного магнита на рамку действует вращающий момент М₁. В статике действие этого вращающего момента уравновешивается моментом М₂ упругой деформации пружин. Значение измеряемой величины определяется углом поворота φ рамки, оси и стрелки и отсчитывается по положению стрелки на шкале.

Рис.2. Конструкция магнитоэлектрического измерительного прибора и его условные обозначения на электрических схемах:1-подвижная рамка; 2-полюсные наконечники; 3-постоянный магнит; 4-подпятник; 5- 6-сердечник; 7-шкала; 8-стрелка; 9-ось; 10-корректор; 11-противодействующие пружины; 12-противовес стрелки

 

Моменты М₁ и М₂ описываются выражениями:

где — коэффициент, зависящий от ширины, длины и числа витков рамки; В — магнитная индукция в зазоре между сердечником и полюсными наконечниками; I— сила тока, протекающего через рамку; — коэффициент, зависящий от размеров пружин; Е — модуль упругости.

На рис. 2,в показано условное обозначение магнитоэлектрических приборов на электрических схемах.

В сочетании с различными входными измерительными цепями магнитоэлектрические амперметры и милливольтметры широко используются в качестве разнообразных по конструкциям амперметрах и вольтметрах постоянного и переменного тока и омметров. Они также используются в качестве гальванометров или нульгальванометров. Гальванометром называются электроизмерительные приборы высокой чувствительности к току или напряжению, имеющие неградуированную шкалу. Нульгальванометры снабжаются двусторонней шкалой, т. е. с нулевой отметкой посередине. Их используют в качестве нулевых индикаторов, показывающих отсутствие тока в цеп. Класс точности гальванометрам не присваивается. На рис. 3. приведены схемы различных магнитоэлектрических приборов. Для измерения больших постоянных токов магнитоэлектрические микроамперметры и миллиамперметры снабжаются шунтом, что обеспечивает протекание через микроамперметр только малой части измеряемого тока I. На рис. 3, а показана схема амперметра с одним диапазоном измерений.

Рис.3. Схемы магнитоэлектрических приборов