Які переваги та недоліки мають електромагнітні вимірювальні прилади

Електричний прилад має електричний вимірювальний механізм з нерухомою котушкою, по обмотці якої протікає електричний струм, і один або кілька феромагнітних сердечників, встановлених на осі.

Електричні вимірювальні прилади вживають в амперметрах, вольтемтрах, частотометр і Фазометр.

Електричні прилади виготовляють або з плоскою, або з круглою котушкою. Плоску нерухому котушку (рис. 1, а) намотують зазвичай з товстого дроту 1 на неферомагнітними каркас 2 так, що в ній з`являється зазор. Поруч з зазором розташовують феромагнітну пластинку 7, вісь платівки розміщена асиметрично, на осі зміцнюють стрілку 8 приладу, що переміщається уздовж шкали 3 приладу. На осі укріплені протидіє пружина 6 і алюмінієвий сектор 5, який може повертатися в поле незмінного магніту 4.

Електричний прилад з круглою котушкою влаштований таким чином. З товстого дроту намотана кругла котушка 10 (рис. 1, б) з повітряним центральним зазором. Усередині зазору нерухомо розміщена феромагнітна платівка 11, а на осі закріплена 2-а, але вже рухлива феромагнітна платівка 12. На осі пластинки 12 закріплені протидіє пружинка 13 і стрілка 14 приладу. Для створення протидіє моменту закріплюють на осі алюмінієвий сектор і встановлюють незмінний магніт - на малюнку не показані.

Мал. 1. Електричний вимірювальний механізм: а - з плоскою котушкою, б - з круглою котушкою

Плюси електричних вимірювальних пристроїв

Кут відхилення стрілки електричного вимірювального приладу залежить від квадрата струму. Це свідчить про те, що прилади електричної системи можуть працювати в ланцюгах постійного і змінного струму.

При протіканні по котушці змінного струму рухливий сердечник перемагнічується відразу з конфігурацією напрямку магнітного поля, і напрямок крутного моменту не змінюється, тобто зміна знака струму не впливає на символ кута відхилення. Показання приладу в ланцюзі змінного струму пропорційно діючими значеннями вимірюваних величин.

Електричні вимірювальні прилади прості по пристрою, дешеві, особливо щитові. Вони можуть конкретно визначати величезні струми, тому що котушки у їх нерухомі і їх просто зробити з проводів з великою площею перерізу.

Індустрія виготовляє амперметри електричної системи для конкретного включення на струми до 150 А.

Електричні вимірювальні прилади витримують не тільки короткострокові, так і довгі перевантаження, якщо такі з`являються в процесі вимірювання.

Недоліки електричних вимірювальних пристроїв

До недоліків електричних вимірювальних пристроїв можна віднести: нерівномірність шкали і відносно низьку чутливість при вимірі малих струмів, іншими словами порівняно низьку точність вимірювання спочатку шкали, залежність показань приладів від впливу зовнішніх магнітних полів, маленький частотний спектр вимірювань, величезну чутливість пристроїв до коливань частот струму і величезне їх власне споживання (що досягає 2 Вт у амперметрів на струми до 10 А і 3 - 20 Вт у вольтметрів залежно від напруги).

У багатьох пристроїв шкала близька до рівномірної.

Електричні вимірювальні прилади схильні до дії зовнішніх магнітних полів, тому що мають дуже слабке власне магнітне поле. Справа в тому, що котушки виготовляють без феромагнітних сердечників, тому що створюється в їх магнітне поле замикається по повітрю, а зрозуміло, що повітря являє собою, середу з дуже величезним магнітним опором. Для усунення впливу магнітних полів широко використовують різні магнітні екрани або виготовляють прилади в астатичному | нестійкий виконання

У астатичних вимірювальних приладах замість однієї котушки з сердечником використовують дві нерухомі котушки і два сердечника, відповідно насаджених на одну вісь зі стрілкою. Обмотки котушок з`єднані між собою по черзі і так, що при проходженні через їх вимірюваного струму в їх створюються магнітні потоки, спрямовані назустріч один одному.

Якщо вимірювальний прилад виявляється у зовнішньому магнітному полі, то воно збільшує магнітне поле в однієї котушки і зменшує в іншої. Отже, підвищення крутного моменту в однієї котушки компенсується таким же зменшенням крутного моменту у 2-ий. Так компенсується вплив зовнішнього однорідного магнітного поля. Якщо зовнішнє магнітне поле неоднорідне, то відбувається тільки часткова компенсація.