Магнитоэлектрические амперметры и вольтметры.

ИМ МЭ амперметров (A!) и вольтметров (V) принципиально между собой не различаются. В зависимости от назначения (для измерения I или U) меняется только измерительная цепь.

В А! ИМ включается в цепь непосредственно или с помощью шунта.

В V последовательно с ИМ включается добавочное сопротивление и прибор подключается к тем токам схемы, между которыми измеряется напряжение. А! без шунта применяются в том случае, если весь измерительный ток можно пропустить через токопроводящие пружину и обводку рамки ИМ (обычно не > 20-30мА). Свыше 30мА - с шунтами.

Характер измеряемой цепи в значительной степени определяется допустимой темп. погрешностью и предметом измерения. Темп. погрешность А! и V различна. У V она незначительна. Поэтому компенсация темп-ой погрешности практически не нужна. Это объясняется тем, что темп-ый коэф-т сопротивления цепи V определяется не только R рамки ИМ, но и R добавочным, которое выполняется из манганина с очень малым температурным коэффициентом сопротивления.

Наибольшее влияние темп-ы на точность сказывается у A!-в с шунтами. При повышении t и неизменяющихся значениях измеряемого тока и R шунта ток, протекающий через ИМ уменьшается и появлется отрицательная погрешность.

Для компенсации t погр. применяют спец. схемы. Простым способом является включение последовательно с ИМ Rд из манганина. Этот способ применяется для приборов классом точности до 1.

 

Последовательно – параллельная схема (широко используется в приборах высоких классов (0,1; 0,2; 0,3)

I1

I

В этой схеме последовательно с медным сопротивлением рамки включается сопротивление из манганита R3, эта цепь шунтируется сопротивлением R1, из материала с большим температурным коэффициентом (никель, медь).

И ч/з последовательно включенное сопротивление R2 (манганит) включается к шунту, при повышении температуры возрастает сопротивление рамки и R1, но поскольку R3 имеет практически нулевой коэф., то по сравнению с цепью рамки увеличение R1 будет больше. Поэтому измениться сопротивление токам I и I1, т.о. в обмотку рамки будет подаваться большая часть тока чем раньше.

Применяется также схемы с использованием полупроводниковых терморезисторов

 

 

 

 

Магнитоэлектрические гальванометры (Г)

Гальванометры – электроизмерительные приборы с неградуированной шкалой и служащие для измерения малых токов и напр-й, а также для установления факта присутствия I или U в цепи (ноль - индикатор).

По конструкции отсчетного устройства Г-ры бывают: со встроенной и отдельной шкалой.

Г-ры с отдельной шкалой обычно наз-т зеркальными. Они всегда имеют подвижную часть на подвесе, на котором крепиться зеркало.

Конструктивно Г на подвесе представляют собой магнито - элек-ий ИМ, у кот-го на подвес крепится зеркальце, на кот-е от осветительной лампы проектир-ся с помощью линзы изображение нити.

Отраженное световое пятно при помощи линзы попадает на шкалу. Чувст-ть Г к току, выражается в линейных единицах.

l - расстояние от зеркальца до шкалы.

если чувствительность выражена в мм/град, то постоянная Г делятся на деления

 

Постоянная зеркальных Г лежит в пред-х ()А/мм, для Г со встроенной шкалой ()

Чувуств-ть Г к напряж-ю связана с чувс-ю к току.

Сопр-е Г. Rг определяет важные характеристики (динамические) Г. Для того, чтобы найти эту завис-ть, рассм-м теорию МЭГ.

Характер движения подвиж-й части в значит. степени зависит от Rг, сост-щей из внутр. и сопр. rг и сопр. внеш. цепи rвн. Для оценки влияния сопротивления и других параметров Г на его динам. свойства и время успокоения подвижной части найдем зависимость угла отклонения функции времени при измерении изменяемой величины, т.е. рас-им работу Г в динамическом режиме

Вращающий момент M=BSwI

В МЭГ используется м/индукционное успокоение. Коэф. p можно представить в виде p=p1+p2, р1 - коэф. успокоения рамки вследствии ее трения о воздух, р2 - коэф. м/индукц. успокоения. р1 - не поддается изменению и регулировке, его можно считать величиной постоянной. Коэф. р2 можно определить.

Известно, что м/индукц. успокоение возникает в результате взаимодействия м/поля постоянного магнита с током, индуцируемом в обмотке рамки при ее перемещении.

Величина тока в обмотке рамки будет определяться возникающей при повороте рамки ЭДС:

c учетом сопр-ия рамки, тока в рамке

 

движения подв. части есть линейное диф/ур 2-го порядка с пост. коэф-ми и правой частью. Характеристическое уравнение имеет вид

корни равны

 

для удобства

-степень успокоения, w0-собственная частота. Различают 3 случая: 1) <1-корни мнимые разные; 2) >1 –корни вещественные разные; 3) =1 корни вещественные равные.

 

При =0 колебания будут свободными и незатухающими. В этом случае

при <1 процесс колебательный(затухающие колебания), при >1 процесс апериодический, =1 отклонение монотонно приближается к установившемуся режиму.