Термопар и др.). Различные измерительные цепи позволяют использовать один и тот же ИМ при измерениях разнородных величин, напряжения, тока, сопротивления, меняющихся в широких пределах.

Измерительный механизм, являясь основной частью конструкции прибора, преобразует электромагнитную энергию в механическую энергию, необходимую для отклонения его подвижной части относительно неподвижной. У большинства измерительных механизмов перемещение подвижной части состоит в повороте относительно неподвижной на угол α.

Отсчётное устройство состоит из указателя и шкалы. Оно преобразует угловое перемещение подвижной части в перемещение указателя l, которое выражается в делениях шкалы.

В зависимости от принципа преобразования электромагнитной энергии в механическое угловое перемещение подвижной части измерительного механизма, электромеханические приборы подразделяются на следующие группы

(системы): 1) магнитоэлектрические;

2) электромагнитные; 3) электродинамические;

4) ферродинамические; 5) электростатические;

Индукционные.

Моменты, действующие на подвижную часть электромеханических приборов?

Ответ: Подвижная часть ИМ представляет собой механическую систему с одной степенью свободы относительно оси вращения. Момент количества движения равен сумме моментов, действующих на подвижную часть.

Дифференциальное уравнение моментов, описывающее работу ИМ, имеет вид

Jd²a/dt²=∑M. (1)

где J — момент инерции подвижной части ИМ; α — угол отклонения подвижной части.

На подвижную часть ИМ при её движении воздействуют:

вращающий момент М, определяемый для всех ЭИП скоростью изменения энергии электромагнитного поля Wэм, сосредоточенной в механизме, по углу отклонения α подвижной части.

M=dWэм/da. (2)

Вращающий момент является некоторой функцией измеряемой вели-

чины X и может также зависеть от угла поворота подвижной части α, т.е.

M=F(X,a);

противодействующий момент Мпр., создаваемый механическим путём с помощью спиральных пружин, растяжек, и пропорциональный углу отклонения α подвижной части:

Mпр.=-Wa. (3)

где W — удельный противодействующий момент на единицу угла закручивания пружины (зависит от материала пружины и её геометрических размеров);

момент успокоения Мусп, т.е. момент сил сопротивления движению, всегда направленный навстречу движению и пропорциональный угловой скорости отклонения:

Мусп=-Pda/dt. (4)

Где Р — коэффициент успокоения (демпфирования).

Подставив (2), (3) и (4) в (1), получим дифференциальное уравнение

отклонения подвижной части ИМ:

Jd²a/dt²=M+Mпр.+Мусп.

Или

Jd²a/dt²+P da/dt+Wa=M. (5)

Установившееся отклонение подвижной части ИМ определяется равенством вращающего М и противодествующего Мпр. моментов, т.к. два первых члена левой части дифференциального уравнения (5) равны нулю. Подставив в равенство M=-Mпр. аналитические выражения моментов, получим уравнение преобразования (функцию преобразования, статическую характеристику)

a=F(X,A1,A2,….An).

где A1,A2,….An - параметры прибора.

Магнитоэлектрические измерительные механизмы и приборы (устройство и принцип действия магнитоэлектрического измерительного механизма, логометрический измерительный механизм, магнитоэлектрические амперметры и вольтметры, омметры, приборы с преобразователями)?

Ответ: В магнитоэлектрических приборах вращающий момент создаётся в результате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и проводника с током, выполняемого обычно в виде катушки. Применяются как приборы с подвижной катушкой и неподвижным магнитом, так и приборы с неподвижной катушкой и подвижным магнитом. Больше распространены приборы с подвижной катушкой, которые мы и будем рассматривать.

Основными узлами магнитоэлектрического измерительного механизма являются магнитная система и подвижная часть.

В зависимости от взаимного расположения постоянного магнита и катушки подвижной системы различают приборы с внешним магнитом и приборы с внутрирамочным магнитом.

Рис. 2 Устройство магнитоэлектрического измерительного механизма.

Магнитная система прибора с внешним магнитом (рис. 2) состоит из постоянного магнита 1, магнитопровода 2 (в некоторых конструкциях, например, в случае применения кольцеобразного магнита, магнитопровод может отсутствовать), полюсных наконечников 3 и неподвижного сердечника 4. Магнит выполняется из материалов с большой коэрцитивной силой, чаще всего из железоникельалюминиевых сплавов, и является источником магнитного потока.

Магнитопровод, полюсные наконечники и сердечник проводят магнитный поток и изготовляются из магнитномягких материалов с возможно меньшим магнитным сопротивлением. Цилиндрическая форма сердечника и расточки полюсных наконечников, а также их концентрическое расположение обеспечивают равномерность поля в воздушном зазоре, т. е. в любой точке рабочей части

воздушного зазора магнитная индукция В = const. Воздушный зазор имеет радиальную длину порядка 1-2 мм.

В воздушном зазоре располагается рамка 5. Она свободно охватывает сердечник и жёстко крепится на полуосях 6, поворот которых вызывает перемещение стрелки 7 по шкале 8. Рамка имеет обмотку из медного или алюминиевого изолированного провода диаметром от 0,03 до 0,2 мм и чаще всего бывает прямоугольной формы. Применяются бескаркасные и каркасные рамки.

В бескаркасной рамке необходимая жёсткость катушки обеспечивается путём склеивания её витков бакелитовым лаком.

В каркасных рамках обмотка наматывается на каркас, выполняемый из алюминия, толщиной порядка 0,1—0,2 мм. Каркас необходим не только для того, чтобы увеличить механическую прочность рамки, но также и для получения нужного успокоения подвижной

Части. В магнитоэлектрических приборах используется магнитоиндукционное успокоение, но без применения специальных успокоителей. При движении рамки в поле постоянного магнита момент успокоения создаётся за счёт взаимодействия вихревых токов, возникающих в цепи обмотки рамки, с полем магнита. Этот момент зависит от величины внешнего сопротивления, на которое

Включена обмотка рамки, и имеет незначительную величину, Для увеличения момента успокоения на рамку наматывается несколько короткозамкнутых витков. Если же этого недостаточно, то применяется металлический каркас, представляющий собой в электрическом отношении как бы один короткозамкнутый

Виток.