Электродинамические измерительные приборы

В электродинамических измерительных приборах (ЭДИП) для перемещения подвижной части используется энергия системы, состоящей из подвижной и неподвижной рамок с токами.

Неподвижная часть может иметь одну, чаще две катушки, со- единенные между собой параллельно или последовательно, намо- танные медным проводом, внутри которых располагается подвиж- ная катушка, обычно бескаркасная. Для ее включения в цепь изме- ряемого тока используются пружинки или растяжки. Успокоение подвижной части – воздушное или магнитоиндукционное (рис. 2.8).

Внутри неподвижной катушки 1 вращается укрепленная на оси подвижная катушка 2. Ток к ней подводится по спиральным токоподводящим пружинам, служащим одновременно для созда- ния противодействующего момента.

Электромагнитная энергия системы двух катушек с токами I₁

и I₂:

W ¹ L I ² ¹ L I ² MI I ,

M ₂ 1 1

₂ 2 2 1 2

где L₁ и L₂ – индуктивности неподвижной и подвижной катушек;

М – взаимная индуктивность.

1

^{I1 I1} I₂

_I2 2

Рис. 2.8. Схема устройства электродинамического прибора: 1 – неподвижная катушка; 2 – подвижная катушка

Индуктивности катушек L₁ и L₂ не зависят от положения в пространстве, поэтому первые два слагаемых равны нулю. Таким образом, получим следующее выражение для М_вр:

_M dW_M

_{I I 2} dM

_вр _{d}

1 2 ^.

d

Приравнивая вращающий и противодействующий моменты, имеем:

W I I

dM _.

1 2 _d

Отсюда получаем уравнение преобразования ЭДИП в виде:

¹ I I

dM _.

W ^{1 2} d

Учитывая, что взаимная индуктивность М катушек зависит от положения подвижной катушки относительно неподвижной, можно представить уравнение преобразования в общем виде:

1

 I₁I₂ f () . (2.27)

W

Уравнение (2.27) действительно для случая работы ЭДИП на постоянном токе. На переменном токе показания ЭДИП зависят от произведения действующих значений токов I₁ и I₂ и от сдвига по фазе междуэтими токами:

_{}f () _{I I}

_{cos }. (2.28)

_W 1 2

Д о с т о и н с т в а : используются в цепях постоянного и пере- менного токов, классы точности 0,05; 0,1; 0,2. Диапазон измере- ний на постоянном токе 0,015...10 А (прямое включение), на пе- ременном токе 0,005...200 А (прямое включение), до 600 А с ИТТ; измерения постоянного напряжения 1,5...600 В (прямое включение), 7,5...6000 В с R_доб переменного тока до 30 000 В с ИТН; частотный диапазон до 40 кГц.

Н е д о с т а т к и : большое собственноепотребление энергии, шкала неравномерная, невысокая чувствительность, имеют ма- лую перегрузочную способность, недопустимы тряски и вибра- ции. Имеют сложную конструкцию и высокую стоимость, на по- казания этих приборов влияют внешние магнитные поля, темпе- ратура и частота питающего напряжения.

П р и м е н е н и е : электродинамические приборы используют в качестве амперметров, вольтметров, ваттметров (для расшире- ния пределов измерения применяют секционирование катушек, R_доб, ИТТ и ИТН), частотомеров, фазометров (на принципе лого- метров).