Электростатические измерительные приборы

32 
Рисунок 7.5 -  Электростатические измерительные приборы 
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 

33 
Приборы индукционной системы получили широкое распространение для 
измерения электрической энергии. Устройство и векторная диаграмма прибора 
индукционной системы показаны на рисунке 7.6.
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
1
и I
2
, возбуждающие магнитные 
потоки Ф
1
и Ф
2
. 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:
Рисунок 7.6 - Устройство и векторная диаграмма прибора индукционной 
системы 
При подключении прибора в сеть переменного тока токи I
1
и I
2
возбуждают 
магнитные потоки Ф
1
и Ф
2
, которые совпадают по фазе с соответствующими 
токами (см. векторную диаграмму). Магнитные потоки, пересекая плоскость 
диска, индуцируют в нем переменные Э.Д.С. Е
1
и Е
2
которые отстают от своих 
потоков на угол 
. Под действием этих Э.Д.С. в диске возникают два вихревых 
тока I
д1
и I
д2
совпадающих по фазе с соответствующими Э.Д.С. (сопротивление 
диска считаем чисто активным). 
В результате втягивания контура тока I
д1
потоком Ф
2
и выталкивания контура 
тока I
д2
потоком Ф
1
, возникают два противоположно-направленных момента, 
действующих на диск. Их мгновенные значения:
к
1
и к
2
- коэффициенты пропорциональности. 
Уравнения для магнитных потоков можно записать как: 

34 
Вихревые токи, наводимые в диске соответствующими потоками, будут 
определяться как: 
. 
Среднее значение моментов можно рассчитать по формулам:
Так как 
, а 
уравнение для суммарного вращающего 
момента, действующего на диск, будет равно:
Токи, наводимые в диске, могут быть определены как:
и 
. 
f- частота питающий цепи, к3 и к4- коэффициенты пропорциональности. 
С учетом этого:
или:
; 
где К=k
1
k
4
+k
2
k
3
. 
Максимальный вращающий момент достигается при 
. 
Для создания тормозного момента и обеспечения равномерного вращения 
диска в конструкции предусмотрен постоянный тормозной магнит. 
В результате взаимодействия поля магнита и вращения диска, возникает 
вихревой ток:
. 
w- угловая скорость вращения диска, к5- коэффициент пропорциональности. 
Взаимодействие iв с Фп вызывает тормозной момент, равный:
или 
. 
Кт=К
5
К
6
. 
Достоинства приборов индукционной системы. 
Приборы имеют большой вращающий момент, мало подвержены влиянию 
внешних магнитных полей и имеют большую перегрузочную способность. 

35 
Недостатки приборов индукционной системы. 
К 
недостаткам 
следует 
отнести 
невысокую 
точность, 
большое 
самопотребление, зависимость показаний от частоты и температуры. 

жүктеу/скачать 1.55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: