Реферат: Классификация электроизмерительных приборов

где R_p — сопротивление обмотки рамки; I_ш = I - I_р — ток в шунте.

Так как измеряемый ток I = nI_р , то с учетом (9.4)

получим

Откуда

Например, для измерения тока I = 5 А прибором I_р = 5 мА при сопротивлении R_р = 10 Ом требуется R_III » 0,01 Ом.

Щунты встраивают в прибор (в один и тот же корпус с измерительным механизмом) или выполняют отдель­ными от прибора. Изготовляют шунты из манганина, обладающего малым температурным коэффициентом элек­трического сопротивления.

Наружные шунты имеют две пары зажимов: одна пара для присоединения электрической цепи, в которой требуется измерить ток, вторая — для присоединения прибора. Присоединение производят калиброванными проводами, так как их сопротивление входит в сопротив­ление прибора R_p . При расчете сопротивления наружных шунтов под сопротивлением R_p в надо понимать сопротивление прибора, а под п — число, показываю­щее, во сколько раз надо расширить предел измерения амперметра.

На показан миллиамперметр магнитоэлект­рической системы со встроенными шунтами с диапазо­ном измерения 15, 30, 75, 150 мА.

При изготовлении вольтметра магнитоэлектрической системы последовательно с обмоткой рамки включают добавочный резистор с большим сопротивлением R_д , что­бы ток I_р в обмотке рамки при подключении вольтметра к участку цепи, на котором измеряют напряжение, не превышал 10 мА. При этом I_р = U/(R_p + R_д ) = kU, а с учетом , если I = I_р ,

a = cI_p = ckU = c'U.

Таким образом, стрелка прибора отклоняется на угол, пропорциональный напряжению, и шкалу прибора мож­но отградуировать в вольтах.

Когда необходимо расширить в п раз предел измере­ния вольтметра, применяют наружные добавочные рези­сторы. Значения сопротивления добавочного резистора вычисляют по формуле

R_д =(n-1)R_в ,

где R_B — сопротивление внутренней измерительной цепи вольтметра.

Верхний предел измерения многодиапазонного вольт­метра можно расширить, изменяя сопротивление R_д с помощью переключателя.

Для компенсации изменения сопротивления обмотки рамки под действием температуры во всех приборах ис­пользуют специальные резисторы, выполненные из ма­териалов с отрицательным температурным коэффициен­том сопротивления.

Влияние внешних магнитных полей на магнитоэлек­трические приборы весьма незначительно, так как измерительная рамка экранирована магнитной системой при­бора. Такие приборы благодаря своим качествам — рав­номерности шкалы, высокой чувствительности (до 10^-11 А и 10^-7 В), точности отсчета, простоте расширения диапа­зона измерений, малому собственному потреблению энер­гии — нашли широкое применение для измерения не только постоянных токов и напряжений, но и перемен­ных токов (со встроенными преобразователями).

ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПРИБОРЫ

Электромагнитные приборы действуют по принципу перемещения подвижного сердечника из ферромагнит­ного материала под влиянием магнитного поля неподвиж­ной катушки. Сердечник укреплен на одной оси со стрел­кой указателя. Распространены две конструкции: прибо­ры с плоской катушкой и приборы с круглой катушкой .

В первой конструкции лепесток 2 из ферромагнитно­го материала (мягкой стали или специального сплава), эксцентрично насаженный на ось со стрелкой, втягива­ется магнитным полем неподвижной катушки 1, кото­рое образуется током в катушке.

Во второй конструкции имеется два ферромагнитных элемента 3, 4, размещенных внутри неподвижной круг­лой катушки 5. Элемент 3

прикреплен к внутренней по­верхности катушки и является неподвижным, а элемент 4жестко связан с осью 2 прибора. При наличии тока в ка­тушке оба элемента одноименно намагничиваются и стре­мятся оттолкнуться, как два магнита одинаковой поляр­ности. В результате такого взаимодействия подвижный элемент поворачивается вместе с осью, В приборах обеих конструкций противодействующий момент создается спи­ральной пружиной, Успокои­тели (6, 10) в таких магнитных системах бывают воз­душные и магнитоиндукционные.

Вращающий момент в электромагнитных приборах может быть определен исходя из изменения энергии маг­нитного поля катушки прибора при изменении в ней тока I и ее индуктивности L при перемещении сердечни­ка. Как известно, энергия магнитного поля

В режиме установившегося отклонения при создании противодействующего момента пружинами М_пр , = М_вр ,т. е. с учетом (9.2),