Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Системи електровимірювальних приладів.





У приладахмагнітоелектричної системи обертаючий момент створюється внаслідок взаємодії сталого магніту з провідником зі струмом. Рухомою частиною може бути або рамка зі струмом, або сталий магніт, розташований на осі.

Прилади магнітоелектричної системи з рухомим магнітом є приладами низьких класів точності і застосовуються як вказівні на транспортних засобах тощо.

Електровимірювальні прилади з рухомою рамкою мають високу точність і застосовуються при більш точних вимірюваннях.

Амперметри і вольтметри магнітоелектричної системи мають високий клас точності (до 0,1) і порівняно малі внутрішні втрати енергії.

Недоліком приладів цієї системи можна вважати непридатність до роботи в полях змінного струму, чутливість до перевантажень і залежність від температури оточення.

Магнітоелектричним приладом можна виконувати вимірювання в полях змінного струму, якщо в коло рухомої котушки ввімкнути перетво­рювач змінного струму на постійний.

Електровимірювальнийприлад електромагнітної системи має нерухому котушку і розташовану на осі феромагнітну пластинку. Якщо в котушці протікає струм, що вимірюється, то створене котушкою поле втягує всередину феромагнітну пелюстку. Якщо вимірюється величина в полі постійного струму, то обертаючий момент пропорційний квадрату струму. Якщо в котушці протікає синусоїдний струм, то обертаючий момент пропорційний квадрату діючого значення цього струму

Спеціальна форма феромагнітної пелюстки може трохи поліпшити нерівномірність. Створюють прилади, у котрих шкала нерівномірна тільки в початковій частині.

Прилади електромагнітної системи можуть безпосередньо вимірювати значні струми (до 300 А) та напруги (до 600 В). Вимірювальний механізм амперметра на великий струм має котушку у вигляді одного витка мідної шини. Електромагнітний вольтметр на велику напругу має котушку з великою кількістю витків дроту малого перерізу з додатковими резисторами, котрі компенсують температурні похибки.



Точність електромагнітного приладу значно обмежується належні­стю феромагнітного осердя через явище залишкового намагнічення. Для зменшення впливу гістерезису (тобто підвищення класу точності приладу) осердя виготовляють зі спеціальних феромагнітних сплавів (наприклад, пермалоїв) з невеликою коерцитивною силою.

Такі прилади мають високий клас точності, до 0,2.

Основнимиперевагами приладів електромагнітної системи можна вважати:

а) простоту, надійність, дешевизну;

б) спроможність використання в колах постійного та змінного струму;

в) високу перевантажувальну здатність.

До недоліків приладів електромагнітної системи відносять:

а) невисоку точність;

б) невисоку чутливість;

в) велике власне споживання електроенергії (0,5... 15 Вт);

г) обмежений частотний діапазон вимірювальних величин;

д) нерівномірність шкали;

е) чутливість до впливу зовнішніх магнітних полів.

Власне магнітне поле приладу дуже слабке, тому зовнішнє поле значно впливає на його показання. Для зменшення впливу зовнішнього поля вимірювальний механізм захищають сталевим екраном. Значно менше впливає зовнішнє поле на прилади електромагнітної системи з астатичним вимірювальним механізмом.

Астатичний вимірювальний механізм має дві нерухомі обмотки та два осердя на одній осі. Обмотки вмикаються послідовно у такий спосіб, що їх потоки зустрічні, а моменти, що діють на осердя, — узгоджені. В цьому разі зовнішній магнітний потік підсилює обертаючий момент одного осердя і водночас послаблює момент другого осердя. Тому в астатичних електромагнітних приладах загальний обертаючий момент не залежить від зовнішнього магнітного поля.

Прилади електромагнітної системи застосовуються в промислових електротехнічних пристроях низької частоти та постійного струму, а також — досить широко — як щитові амперметри і вольтметри класів 1,0; 1,5; 2,0.

Прилади електродинамічної системи мають вимірюваль­ний механізм, що складається з двох котушок: нерухомої і рухомої. Нерухома котушка має дві секції, всередині котрих на осі розташована рухома котушка. За наявності струму у котушках виникають електромагнітні сили взаємодії, що прагнуть повернути рухому котушку, тобто обертаючий момент пропорційний (для постійних струмів і відповідної конструкції механізму) добутку струмів.

Якщо прилад вмикається у коло синусоїдного струму, то обертаючий момент пропорційний добутку діючих значень струму і косинусу зсуву фаз між ними

Протидіючий момент створюється двома пружинами, по котрих здійснюється й підвід струму до рухомої котушки. Підбираючи форми котушок та їх розташування, можна одержати майже лінійну шкалу вольтметрів і амперметрів, починаючи з 20% верхньої межі вимірювання.

Використовуючи електродинамічний прилад, котушки вмикають паралельно амперметру тому, що обмежене підведення великого струму до рухомої котушки через пружини. Обидві обмотки вмикаються через додаткові резистори.

При вимірюванні напруги обмотки вмикаються послідовно і також з додатковим резистором.

Якщо прилад використовується як ватметр, то нерухому обмотку вмикають послідовно, а рухому з додатковим резистором — паралельно до навантаження. Кут відхилення стрілки пропорційний потужності навантаження, тому шкала ватметрів електродинамічної системи завжди рівномірна. Напрямок відхилення рухомої частини залежить від відносного напрямку струму в котушках. Тому затискачі струмової обмотки і обмотки напруги, котрі вмикаються на джерело живлення, позначаються зіркою. Ці затискачі називаютьсягенераторним.,

Прилади електродинамічної системи маютьпереваги над приладами інших систем:

а) дуже високу точність (класи 0,1; 0,2; 0,5);

б) можливість використовування в колах постійного і змінного струму. Висока точність цих приладів обумовлена тим, що магнітні потоки замикаються повітрям, а не в феромагнітних осердях, тобто виключається вплив та похибки явища гістерезису, вихрових струмів тощо. Тому прилади електродинамічної системи у вигляді переносних широко застосовуються в точних лабораторних дослідженнях.

Основниминедоліками приладів електродинамічної системи вважають:

а) залежність показання від впливу зовнішніх магнітних полів через слабке власне магнітне поле;

б) слабку перевантажувальну спроможність через обмеження струмопідводу до рухомої котушки;

в) значну споживану потужність;

г) незначний обертаючий момент.

Для зменшення впливу зовнішніх магнітних полів та з метою підвищення обертаючого моменту в приладахферодинамічної системи застосовується феромагнітне осердя. Нерухома котушка цих приладів розташована на сталевому магнітопроводі. Прилад створює потужний магнітний потік, що захищає його від впливу зовнішніх полів і підвищує обертаючий момент.

Вимірювальні прилади феродинамічної системи мають порівняно низьку точність вимірювання і обмежений діапазон частот. Прилади цієї системи використовують в основному як щитові в колах змінного струму. Великий обертаючий момент дає змогу використовувати феродинамічні системи в самописних приладах у колах з частотою від 10 до 1500 Гц.

Принципово приладиіндукційної системи можна зробити будь-якого призначення (амперметри, вольтметри, ватметри тощо). Але найбільшого розповсюдженнянабулиіндукційні лічильники електричної енергії.

Індукційний лічильник — це маленький двигун змінного струму. Принцип дії ґрунтується на взаємодії обертового (або біжучого) магнітного поля з вихровими струмами у рухомій частині приладу.

Біжуче поле створюється двома магнітними потоками, що зсунуті на деякий кут за фазою. Ці потоки створюються двома електромагнітами. Обмотка одного електромагніту (з великою кількістю витків) увімкнена паралельно навантаженню. Обмотка другого має малу кількість витків і вмикається послідовно щодо навантаження, тобто один потік пропорційний напрузі, а другий — струму навантаження. Створюється обертаючий момент, що пропорційний потужності змінного струму.

Протидіючий момент створюється сталим магнітом, в полі котрого обертається рухома частина — алюмінієвий диск. Взаємодія сталого магнітного потоку з вихровими струмами зумовлює гальмівний момент.

Перевагами приладів індукційної системи можна вважати:

а) порівняно великий обертаючий момент;

б) стійкість до значних перевантажень (по струму до 300%);

в) незалежність від зовнішніх магнітних полів. Варто відзначити, що лічильники індукційної системи використовують для змінного струму лише однієї частоти. Показання приладів цієї системи залежать значною мірою від температури оточуючого середовища.

Взагалі лічильники індукційної системи дуже надійні в експлуатації. Вони випускаються промисловістю класів 1,0; 2,0; 2,5 (лічильники активної енергії) і 2,0; 3,0 (лічильники реактивної енергії). Бувають лічильники однофазні і трифазні.

Для розширеннямеж вимірювання енергії змінного струму за напругою і струмом використовують вимірювальні трансформатори напруги і струму.

Вимірювальний механізм приладуелектростатичної системи складається з металевих ізольованих пластин. Під дією потенціалу рухома пластина відхиляється, тобто створюється обертаючий момент, що пропорційний квадрату постійної напруги, або квадрату діючого значення синусоїдної напруги.

Підбиранням форми і розмірів пластин можна отримати рівномірну шкалу.

Допереваг електростатичних вольтметрів можна віднести:

а) мале власне споживання електричної енергії;

б) нечутливість до зовнішніх магнітних полів та коливань температури;

в) можливість вимірювати високі напруги без застосування вимірю­вальних трансформаторів напруги.

Донедоліків приладів цієї системи можна віднести порівняно низьку чутливість приладів.

Для розширеннямеж вимірювання електростатичними вольтметра­ми застосовують ємнісні та резистивні поділювані напруги.

Цифрові прилади вимірюють значення безперервної електричної величини в окремі моменти часу. Результат вимірювання подається в цифровій формі.

Промисловість виготовляє цифрові вольтметри постійної напруги від 1 мкВ до 1000 В. Завдяки застосуванню каліброваних шунтів ці прилади можна використовувати як цифрові амперметри до 7500 А, крім того, як вольтметри змінної напруги, частотоміри, омметри тощо.

Ці прилади мають дуже велику точність вимірювання (похибки від 0,1 до 1%), велику швидкодію, широкі межі вимірювань. Цифрові прилади можна комутувати з обчислювальними машинами.

Донедоліків цифрових приладів треба віднести їх високу вартість та порівняну складність.

 









Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2018 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.