Исембергенов Н.Т Методы и средства измерений и контроля электрических величин. Учебно методичный комплекс

Подождите немного. Документ загружается.

Измерение неэлектрических величин, преобразованных в электрические, например, измерение

температуры с помощью термопары.

Термопара – пример измерительного преобразователя. Его нельзя отнести ни к мерам, ни к

измерительным приборам.

Меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи – простейшие средства

измерений.

Основными преимуществами электрических измерении разнообразных величин являются

следующие:

- возможность высокоточных измерительных преобразований при сравнительно простых и

дешевых электронных устройствах;

- высокая чувствительность и простота регулировки электрических сигналов в электронных

средствах измерения (СИ), что обеспечивает измерение физических величин в широком диапазоне

значений измеряемой величины;

- малая инерционность электрических цепей и устройств, их широкополосность, позволяющие

производить преобразование как очень медленных, так и достаточно быстрых процессов;

- возможность бесконтактных и дистанционных измерительных преобразований на значительном

расстоянии от оператора и при большом количестве разнородных по физической природе и

разнесенных в пространстве объектов с передачей информации по проводным и радиоканалам связи;

- относительная простота преобразования и возможность представления информации в аналоговой

или цифровой форме, позволяющая автоматизировать процесс измерения и управлять им. Полученные

данные можно использовать для управления контролируемым процессом, для дальнейшей обработки и

автоматической регистрации результатов, т.е. возможно решение комплексных задач измерения,

контроля и управления путем создания различных систем, в том числе с использованием электронно-

вычислительных машин (ЭВМ);

- возможность комплектования измерительных и управляемых ими автоматических устройств из

блоков однотипной электрической аппаратуры, что имеет важнейшее значение как для научного, так и

для промышленного оборудования;

- сведение к минимуму количества механических, гидравлических и т.п. элементов повышает

надежность и технологичность изготовления СИ;

- минимальные габариты и вес при большой плотности элементов;

- широкие возможности для унификации, стандартизации и агрегатирования СИ.

Электроизмерительные средства измерений и их классификация

Средство измерения (СИ)

Все измерения физических величин выполняют с помощью средств измерений.

Средство измерений – техническое устройство, используемое вˆ измерительном эксперименте и

имеющее нормированные характеристики точности.

Для выполнения измерений с учетом различных требований и различных условий

измерительная техника располагает большим перечнем различных средств измерений.

По функциональному назначению все средства измерений разделяют на следующие группы:

- меры – средство измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины

заданного размера;

- измерительные преобразователи – средство измерений, предназначенные для выработки

сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи, дальнейшего преобразования,

обработки и хранения, но не поддающегося непосредственному восприятию наблюдателем;

- измерительные приборы – средство измерений, предназначенные для выработки сигнала

измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем;

- измерительные информационные системы и измерительные установки – совокупность

средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей и пр.) и

вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи и предназначенных для

получения измерительной информации доступной для наблюдения, обработки и управления

объектами.

Литература 1осн [45-82 ]

Контрольные вопросы:

1. Что понимается под надежностью средств измерении?

2. Что такое электрическое измерение?

3. Как классифицируется электрические средства измерения?

4. В чем заключается особенности электрического измерения?

Лекция 6. Меры и измерительные преобразователи электрических величин.

Масштабирующие измерительные преобразователи: шунты, делители напряжения, усилители,

измерительные трансформаторы.

Меры и измерительные преобразователи электрических величин

Общие сведения. К мерам относят эталоны, образцовые и рабочие меры. Эталоны, занимающие

особое место среди мер, предназначены для воспроизведения и (или) хранения единиц физических

величин с целью передачи их размера другим средствам измерений.

Образцовые и рабочие меры. По назначению меры делят на образцовые и рабочие. Меры,

утвержденные в качестве образцовых, предназначаются для поверки и градуировки рабочих

средств измерений. Рабочие меры служат для измерений.

По точности воспроизведения физической величины образцовые меры бывают I, 2 и 3-го разрядов,

причем наименьшая погрешность воспроизведения у меры 1-го разряда. По допускаемой погрешности

воспроизведения значения физической величины рабочие меры относят к различным классам

точности.

По количеству воспроизводимых размеров величины меры делят на однозначные и многозначные

и наборы мер. К однозначным мерам относят измерительные катушки сопротивления, катушки

индуктивности и взаимной индуктивности, измерительные конденсаторы постоянной емкости,

нормальные элементы и стабилизированные источники напряжения.

Измерительные катушки сопротивления. Катушки сопротивления выполняют на

номинальное значение сопротивления 10

±n

Ом, где п — целое число. Они имеют четыре зажима, два

из которых называют токовыми, а два — потенциальными. Между потенциальными зажимами

сопротивление катушки соответствует номинальному значению при включении катушки в цепь с по-

мощью токовых зажимов. Обмотку катушки сопротивления выполняют из манганина, имеющего

большое удельное электрическое сопротивление при малом температурном коэффициенте

сопротивления, малой термо-ЭДС в паре с медью и при высокой стабильности своих свойств. Катушки

сопротивления могут иметь класс точности от 0,0005 до 0,1 при номинальном сопротивлении от 10

-5

до

Ом.

Измерительные катушки индуктивности и взаимной индуктивности. Катушки индуктивности

выполняют из проволоки, намотанной на каркас. Они выпускаются с номиналами от 10

-6

до 1 Гн

классов точности от 0,05 до 0,5 и с верхним пределом частоты 100 кГц. Эквивалентная схема катушки

индуктивности совпадает с эквивалентной схемой катушки сопротивлений (рис. 5-1), но с иным

соотношением параметров.

Катушки взаимной индуктивности имеют две обмотки, намотанные на общем каркасе. Катушки

выпускают с номиналами от 10

-4

до 10

-2

Гн с допускаемой основной погрешностью ±0

l% и с

верхним пределом частоты 50 кГц.

Измерительные конденсаторы. В качестве однозначных мер электрической емкости применяют

воздушные и газонаполненные конденсаторы и конденсаторы со слюдяной изоляцией. Емкость

воздушных конденсаторов не превышает 10 000 пФ. Для работы в цепях высокого напряжения

применяют газонаполненные конденсаторы. Измерительные конденсаторы имеют класс точности от

0,005 до 1.

Нормальные элементы. Однозначной мерой ЭДС и напряжения является нормальный элемент,

представляющий собой специальный химический источник электрической энергии, ЭДС которого

известна с большой точностью и при неизменной внешней температуре отличается большим

постоянством во времени.

Нормальные элементы могут иметь классы точности от 0,0002 до 0,02.

Стабилизированные источники напряжения. В настоящее время в качестве мер

электрического напряжения часто применяют стабилизированные источники напряжения. Например,

стабилизированный источник напряжения постоянного тока П36-1 при отклонении питающего

напряжения на ± 10% имеет выходное напряжение при номинальном токе нагрузки 1 мА постоянным в

пределах (1,5000 ±0,0001) В.

К многозначным мерам относят измерительные генераторы, калибраторы напряжения, тока и

фазового сдвига, измерительные конденсаторы переменной емкости, вариометры — меры переменной

индуктивности, магазины сопротивлений, емкости, индуктивности, взаимной индуктивности.

Измерительные генераторы. Измерительные генераторы — это источники переменного тока и

напряжения, форма которых заранее известна, а частота, амплитуда и некоторые другие параметры

могут регулироваться в определенных пределах и отсчитываться с гарантированной точностью. По

назначению и спектру частот они делятся на генераторы синусоидальных сигналов (от сотых долей

герца до 1 • 10

Гц), шумовых сигналов, импульсных сигналов и сигналов специальной формы. Гене-

раторы синусоидальных сигналов низких частот (до 10

Гц) имеют погрешность установки частоты

± (0,1—3)%, а погрешность установки напряжения ±(1—6)%.

Масштабирующие измерительные преобразователи: шунты, делители напряжения,

усилители, измерительные трансформаторы

Для расширения диапазона измерения у измерителя тока в определенное число раз применяется

шунты. Если необходимо измерять большие токи, то параллельно измерительному механизму

подключают шунтирующее сопротивление R

, такое, чтобы через измерительный механизм протекал

максимальный ток (полное отклонение указателя измерительного прибора). Если конечное значение

нужного диапазона измерения I

в n раз больше чем допустимы ток измерительного механизма, то

значение сопротивления шунта рассчитывается следующим образом׃

Mш





где

n 

- коэффициент шунтирования.

Шунты изготавливается из специального материала - манганина. В амперметрах для измерения

небольших токов (до 30 А) шунты обычно помещают в корпусе прибора, для измерения больших

токов (до 7500 А) применяют наружные шунты. Шунты могут быть многопредельными, т. е.

состоящими из нескольких резисторов, или имеющими несколько отводов, что позволяет изменять

коэффициент шунтирования.

Классы точности шунтов от 0,02 до 0,5.

Шунты применяют с различными средствами измерений, однако в основном их используют в

цепях постоянного тока в магнитоэлектрических приборах. Шунты с измерительными механизмами

других типов не применяют из-за малой чувствительности этих механизмов, что приводит к

существенному увеличению размеров шунтов и потребляемой ими мощности. Кроме того, при

использовании шунтов на переменном токе возникает дополнительная погрешность от изменения

частоты, так как с изменением частоты сопротивления шунта и измерительного механизма изменяются

неодинаково.

Делители напряжения. Для уменьшения напряжения в определенное число раз применяют

делители напряжения, которые в зависимости от рода напряжения могут быть выполнены на

элементах, имеющих чисто активное сопротивление, емкостное или индуктивное сопротивление.

Серийно выпускают делители напряжения, предназначенные для расширения пределов измерений

компенсаторов постоянного тока. Такие делители выполняют из резисторов на основе манганина. Они

имеют нормированные коэффициенты деления и классы точности от 0,0005 до 0,01.

Для увеличения верхнего предела измерения средства измерений, например предела измерения

вольтметра, имеющего, внутреннее сопротивление R

, применяют добавочные резисторы, включаемые

последовательно с вольтметром. При этом добавочный резистор и вольтметр образуют делитель

напряжения. Сопротивление добавочного резистора определяют по формуле R

доб

= = R

*[(U

) -1], где

— измеряемое напряжение; U

— падение напряжения на вольтметре; R

— внутреннее сопротивле-

ние вольтметра. Добавочные резисторы делают из манганиновой проволоки и используют в цепях

постоянного и переменного тока (до 20 кГц). Они бывают встраиваемые внутрь прибора и наружные.

Серийно выпускают калиброванные добавочные резисторы, применяемые с любым прибором,

имеющим указанный номинальный ток. Классы точности калиброванных добавочных резисторов

от 0,01 до 1. Добавочные резисторы применяют для преобразова ния напряжения до 30 кВ.

Номинальный ток добавочных резисторов от 0,5 до 30 мА.

Измерительные усилители. Для усиления сигналов постоянного и переменного тока, т.

е. для расширения пределов измерения в сторону малых сигналов, применяют измерительные

усилители. По диапазону частот усиливаемых сигналов измерительные усилители бывают для

постоянного тока и напряжения, низкоча стотными (20 Гц — 200 кГц), высокочастотными (до

250 МГц) и селективными, усиливающими сигналы в узкой полосе частот. Измерительные

усилители выполняют с нормированной погрешностью коэффициента передачи. Находят

применение электронные и фотогальванометрические усилители.

Применение электронных измерительных усилителей позволяет измерять сигналы от 0,1

мВ и 0,3 мкА с погрешностью от 0,1 до 1 %. При меньших усиливаемых токах и напряжениях

применяют фотогальванометрические усилители. Для усиления токов и напряжений от

источников с большим внутренним сопротивлением используют электрометрические

усилители, отличающиеся большим входным сопротивлением (до 10

Ом). Серийно

выпускаемые измерительные усилители имеют унифицированный номинальный выходной

сигнал 10 В или 5 мА.

Измерительные трансформаторы тока и напряжения. Эти трансформаторы

применяются совместно с измерительными приборами для расширения их пределов измерения

(рис.5.1). Измерительный трансформатор напряжения представляет собой понижающий

трансформатор с таким отношением витков w

, чтобы при U

= U

сети

; U

= 100 В. Во вторичную цепь

включаются вольтметры, частотомеры, обмотки напряжения ваттметров, счетчиков и фазометров. Так

как электрическое сопротивление этих приборов велико (порядка 1000 0м), то трансформаторы

напряжения работают в режиме, близком к холостому ходу. Такой режим связан с большими

магнитными потерями, а это, в свою очередь, приводит к увеличению размеров магнитопровода и

устройству специального масляного охлаждения.

Измерительные трансформаторы тока (рис. 5.1) применяются для включения в сеть амперметров,

обмоток тока ваттметров, счетчиков и фазометров. Первичная обмотка трансформатора тока

выполняется из провода большого поперечного сечения и включается в цепь последовательно.

Вторичная обмотка выполняется всегда на ток I

= 5А.

Рисунок 6.1. Измерительные трансформаторы тока и напряжения.

Рабочий режим трансформатора тока близок к короткому замыканию, поэтому размеры

магнитопровода у него значительно меньше, чем у трансформатора напряжения. Для определения

напряжения или тока в цепи необходимо показания приборов умножить на коэффициент

трансформации измерительных трансформаторов.

В целях безопасности нельзя оставлять вторичную обмотку трансформатора тока разомкнутой,

если первичная включена в сеть. В этом режиме напряжение U

возрастает до нескольких тысяч вольт.

Разновидностью измерительного трансформатора тока являются токоизмерительные клещи с

разъемным магнитопроводом, где роль первичной обмотки выполняет сам провод, по которому течет

измеряемый ток.

Литература 1 осн [97-103]

Контрольные вопросы:

1. Какие преобразователи относится к масштабирующим?

2. Для чего применяется шунты?

3. Каким способом можно расширит диапазона измерения измерителя напряжения?

4. Как определяется результат измерения при измерении через измерительных

трансформаторов?

Лекция 7. Электромеханические приборы. Общие сведения. Магнитоэлектрические,

электромагнитные, электродинамические, ферродинамические, электростатические, и

индукционные приборы. Выпрямительные приборы.

Электромеханические преобразователи. Общие сведения

Электромеханические преобразователи составляют одну из самых многочисленных групп

аналоговых измерительных преобразователей (ИП) и широко применяются для преобразования

постоянных и переменных токов, напряжений и других электрических и неэлектрических величин, а

также используются в качестве составных частей более сложных электронных измерительных

приборов. Основными достоинствами этих преобразователей являются их относительная простота и

невысокая стоимость, достаточно высокие надежность и точность.

Электромеханические преобразователи в общем случае состоят из двух основных

функциональных частей (рисунок 7.1): измерительной цепи (ИЦ) и измерительного механизма

(преобразователя) размещенных в общем корпусе.

Рисунок 7.1. Структурная схема аналогового электромеханического прибора.

Измерительная цепь может представлять собой последовательное соединение различных

измерительных преобразователей [1]: первичных, масштабных, передающих, преобразователей рода

электрических величин (например, у выпрямительных и термоэлектрических приборов) - или может

вырождаться в отдельный измерительный преобразователь у простейших однопредельных приборов.

Измерительная цепь – обеспечивает преобразование электрической величины Х в

промежуточную электрическую величину Y, функционально связанную с величиной Х и пригодную

для непосредственной обработки измерительным механизмом.

Измерительный механизм – основная часть прибора, предназначенная для преобразования

электромагнитной энергии в механическую, необходимую для создания угла поворота a.

В состав электромеханических кроме измерительной цепи и измерительного механизма входит

отсчетное устройства.

Отсчетное устройство – состоит из указателя, связанного с измерительным механизмом и

шкалы.

Указатели – бывают стрелочные (механические) и световые.

Шкала – совокупность отметок, представляющих ряд последовательных чисел вдоль какой либо

линии.

По начертанию шкалы бывают прямолинейные (горизонтальные или вертикальные), дуговые

(при дуге 180°) и круговые (при дуге > 180°).

Классификация электромеханических преобразователей

Дополнительно к общей классификации измерительных преобразователей, приведенной в [1],

электромеханические преобразователи можно классифицировать по ряду характерных для них

признаков.

Все электромеханические преобразователи в зависимости от принципа действия, т.е. от способа

преобразования электромагнитной энергии измерительного сигнала в механическую энергию

перемещения подвижной части преобразователя, можно дифференцировать на следующие основные

группы:

магнитоэлектрический механизм;

магнитоэлектрический механизм логометрического типа;

электромагнитный механизм;

электромагнитный механизм логометрического типа;

электромагнитный поляризованный механизм;

электродинамический механизм;

электродинамический механизм логометрического типа;

ферродинамический механизм;

ˆферродинамический механизм логометрического типа;

электростатический механизм:

измерительный механизм индукционного типа.

Наряду с дифференциацией электромеханических преобразователей по принципу действия их

можно классифицировать и по другим признакам. В зависимости от способа создания

противодействующего момента различаются:

- преобразователи с механическим противодействующим моментом;

- преобразователи с электрическим противодействующим моментом (логометры).

По виду используемого отсчетного устройства электромеханические преобразователи

подразделяются следующим образом:

- преобразователи с механическими указателями - стрелочные;

- преобразователи со световыми указателями.

В зависимости от пределов допускаемой приведенной погрешности электромеханические

преобразователи делятся на классы точности. В частности для электромеханических амперметров,

вольтметров и ваттметров установлены следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,2;:0,5; 1,0; 1,5; 2,5;

4,0; 5,0.

По роду основной измеряемой величины электромеханические ИП классифицируются на

амперметры, вольтметры, ваттметры, омметры, фазометры, частотомеры, гальванометры и др.

И, наконец, по своим размерам электромеханические преобразователи могут быть

миниатюрными, малых, средних и больших габаритов.

Магнитоэлектрические приборы

Приборы этой системы (рис. 6.2) содержат постоянный магнит - 1, к которому крепятся полюса -

2. В межполюсном пространстве расположен стальной цилиндр - 3 с наклеенной на него рамкой - 4.

Ток в рамку подается через две спиральные пружины -5.

Рисунок 7.2. Магнитоэлектрическая система.

Принцип действия прибора основан на взаимодействии тока в рамке с магнитным полем

полюсов.

Это взаимодействие вызывает вращающий момент, под действием которого рамка и вместе с

ней цилиндр повернутся на угол. Спиральная пружина, в свою очередь, вызывает

противодействующий момент. Так как вращающий момент пропорционален току, , а

противодействующий момент пропорционален углу закручивания пружин , то можно

написать:

где k и D - коэффициенты пропорциональности. Из написанного следует, что угол поворота рамки

а ток в катушке

где - чувствительность прибора к току, определяемая числом делений шкалы,

соответствующая единице тока; C

- постоянная по току, известная для каждого прибора.

Следовательно, измеряемый ток можно определить произведением угла поворота (отсчитывается по

шкале) и постоянной по току C

К достоинствам этой системы относят высокую точность и чувствительность, малое

потребление энергии. Из недостатков следует отметить сложность конструкции, чувствительность к

перегрузкам, возможность измерять только постоянный ток (без дополнительных средств).

Электромагнитные приборы

В электромагнитных измерительных механизмах для создания вращающего момента

используется действие магнитного поля катушки с током на подвижный ферромагнитный (чаще

пермоллоевый) лепесток. Устройство измерительного механизма электромагнитного типа показано на

рисунке.

Рисунок 7.3. Электромагнитная система.

Приборы этой системы (рис. 7.3) имеют неподвижную катушку - 1 и подвижную часть в виде

стального сердечника - 2, связанного с индикаторной стрелкой - 3 противодействующей пружины - 4.

Измеряемый ток, проходя по катушке, намагничивает сердечник и втягивает его в катушку. При

равенстве вращающего и тормозящего моментов система успокоится. По углу поворота подвижной

части определяют измеряемый ток.

Среднее значение вращающего момента пропорционально квадрату измеряемого тока:

Так как тормозящий момент, создаваемый спиральными пружинами, пропорционален углу

поворота подвижной части, уравнение шкалы прибора запишем в виде:

Другими словами, угол отклонения подвижной части прибора пропорционален квадрату

действующего значения переменного тока.

Вращающий момент в данной системе определяется как:

где - производная энергии по углу перемещения сердечника.

I - измеряемый ток.

- производная индуктивности катушки по углу перемещения сердечника.

При включении прибора в цепь переменного тока среднее за период значение вращающего

момента определяется выражением:

где m(t)- мгновенное значение вращающего момента.

- максимальное значение тока, протекающего по катушке.

Уравнение шкалы прибора выглядит следующим образом:

Из уравнения видно, что шкала не равномерна и носит квадратичный характер. Для уменьшения

неравномерности шкалы прибора необходимо, чтобы чувствительность была также неравномерна в

зависимости от угла поворота. Это достигается выбором формы лепестка.

Чувствительность электромагнитного измерительного механизма определяется выражением:

Достоинства электромагнитных приборов:

Пригодность для работы в цепях постоянного переменного тока; большая перегрузочная

способность; возможность непосредственного измерения больших токов и напряжений; простота

конструкции.

Недостатки электромагнитных приборов

Неравномерная шкала; невысокая чувствительность; большое самопотребление мощности;

подверженность влиянию изменения частоты; подверженность влиянию внешних магнитных полей и

температуры.

Промышленностью выпускаются приборы на токи 0…100А, на напряжения 0…600В, с классами

точности 1 и ниже и частотным диапазоном до 1000 Гц.

К главным достоинствам электромагнитной силы относятся: простота конструкции, надежность

в работе, стойкость к перегрузкам. Из недостатков отмечаются: низкая чувствительность, большое

потребление энергии, небольшая точность измерения, неравномерная шкала.

Элекродинамические измерительные приборы

Электродинамический измерительный механизм работает по принципу взаимодействия

магнитных потоков двух катушек. Электродинамический механизм состоит из двух катушек. Одна из

них подвижная, а другая укреплена неподвижно. Токи, протекающие по этим катушкам и магнитные

потоки ими образуемые при своем взаимодействии создают вращающий момент.

Устройство электродинамического механизма и векторная диаграмма, поясняющая его работу,

приведены на рисунке 7.4.

Электромагнитная энергия, запасенная в данной системе определяется выражением:

где: L

и L

- индуктивности, соответственно, неподвижной и подвижной катушек. I

и I

- токи

неподвижной и подвижной катушек. М

н.п.

- коэффициент взаимной индуктивности между

неподвижной и подвижной катушками.

Рисунок 7.4. Электродинамическая система.

Вращающий момент, возникающий в данном механизме, определяется как:

Если учесть, что L

и L

, а также I

ˆи I

не зависят от пространственного положения катушек,

после дифференцирования можно записать:

При этом условии угол перемещения подвижной части будет определятся как:

При включении в цепь синусоидального тока по катушкам будут протекать токи: по

неподвижной - , по подвижной .

Мгновенное значение вращающего момента:

Среднее за период значение вращающего момента:

- угол сдвига между векторами токов (см. векторную диаграмму).

Тогда уравнение шкалы для данного механизма будут иметь вид:

Если чувствительность прибора обозначить как:

уравнение шкалы будет иметь вид:

От сюда видно, что: т.е. данный механизм пригоден для измерения активной

мощности цепи и применяется в ваттметрах.

Из уравнения видно, что шкала электродинамической системы имеет

квадратичный характер. Для устранения этого недостатка подбирают геометрические размеры

катушек таким образом, чтобы получить шкалу, близкую к равномерной.

Приборы электродинамической системы чаще всего используются для измерения мощности, т.е.

в качестве ваттметров, тогда:

Приборы электродинамической системы имеют малую чувствительность и большое

самопотребление. Применяются в основном при токах 0.1…10А и напряжениях до 300 В.

Основным достоинством прибора является высокая точность измерения.

К недостаткам относятся малая перегрузочная способность, низкая чувствительность к малым

сигналам, заметное влияние внешних магнитных полей.

Электростатические измерительные приборы

Принцип действия электростатического измерительного механизма основан на взаимодействии

сил, возникающих между двумя разнозаряженными пластинами.

Рис.7.5.

Достоинства электростатических приборов:

Приборы электростатического типа имеют высокое входное сопротивление, малую, но

переменную входную емкость, малую мощность самопотребления, широкий частотный диапазон.

Данные приборы могут использоваться в цепях переменного и постоянного тока. Показания приборов

соответствуют среднеквадратическому значению измеряемой величины, и показания не зависят от

формы кривой измеряемого сигнала.

Недостатки электростатических приборов:

Приборы имеют квадратичную шкалу, малую чувствительность из-за слабого

электростатического поля и невысокую точность. Кроме того, приборы требуют применения экрана и

не исключают возможность электрического пробоя.

Ферродинамические приборы

Ферродинамическими называются приборы, у которых неподвижная катушка

электродинамического механизма намотана на магнитопроводе. Это защищает от внешних

электромагнитных полей и создает больший вращающий момент.

Принцип действия ферродинамического механизма следующий:

Радиальное в воздушном зазоре магнитное поле неподвижной катушки, взаимодействуя с полем

подвижной катушки, создает вращающий момент.

Достоинства ферродинамических приборов

К достоинствам приборов данного типа относятся: независимость от внешних магнитных полей,

достаточно высокая, в сравнении с приборами электродинамической системы, чувствительность и

малое потребление мощности.

Приборы индукционной системы

Приборы индукционной системы получили широкое распространение для измерения

электрической энергии. Устройство и векторная диаграмма прибора индукционной системы показаны

на рисунке. 6.6.

Механизм состоит из двух индукторов выполненных в виде стержневого и П-образного

индукторов, между которыми находится подвижный неферромагнитный (алюминиевый) диск. На

индукторах намотаны обмотки, по которым протекают соответственно токи I

ˆи I

, возбуждающие

магнитные потоки Ф

и Ф

. С осью диска связан счетный механизм, который считает число оборотов

диска. Для предотвращения холостого вращения диска (для предотвращения самохода) в

непосредственной близости от него укреплен постоянный магнит (тормозной магнит). Принцип

действия прибора следующий: