Устройство электроизмерительных приборов

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

Устройство для создания противодействующего момента.

 

 

Принцип работы большинства  электроизмерительных стрелочных приборов основан на повороте подвижной их части под действием вращающегося момента. Последний создается током, связанным определенной зависимостью с измеряемой электрической величиной.

Если этому повороту ничем  не противодействовать, то подвижная  часть прибора либо повернется на наибольший возможный угол, либо придет в ускоренное движение. Противодействующий момент у большинства приборов создается закручивающейся упругой бронзовой пружиной 1, концы которой прикреплены: один — к оси подвижной части прибора 2, а другой — к неподвижной части прибора ( к вилке пружинодержателя) 3. Очевидно, что чем больше ток, проходящий через прибор, тем больше вращающий момент, действующий на подвижную часть прибора. Под действием этого вращающего момента подвижная часть прибора поворачивается, закручивая спиральную пружину. Пружина, в свою очередь, препятствует этому повороту. Поворот будет происходить до тех пор, пока вращающий и противодействующий моменты не сравняются: . Кроме того, спиральная пружина возвращает подвижную часть прибора в первоначальное (нулевое) положение после того, как прибор выключен из цепи.

Для уравновешивания стрелки  прибора иногда применяют грузики 4 (противовесы), навинченные на стержни  с мелкой резьбой, посредством которой  можно изменять расстояние грузиков от оси вращения.Для установки  стрелки прибора против нулевого деления служит корректор, состоящий  из поводка 5 и винта 6. Эксцентрично поворачивающийся выступ винта 6 изменяет положение пружино-держателя 3 и  одного конца спиральной пружины 1, поворачивая тем самым стрелку 7 в нужную сторону. У многих приборов по две противодействующих пружины. Они помещаются либо рядом, либо у  концов оси подвижной системы.

Шкалы приборов. Шкала прибора  служит для отсчета значений измеряемой величины. Кроме того, на шкалу обычно наносят условные обозначения, соответствующие  характеристикам данного прибора (род измеряемой величины, род тока, класс точности, принцип действия и т. д.).В многопредельных приборах шкала имеет определенное число  условных делений, по которым путем  пересчета определяют измеряемую величину в нужных единицах. Шкалы других приборов градуируют непосредственно  в значениях измеряемой величины, — это шкалы непосредственного  отсчета.Различают равномерные и  неравномерные шкалы. Достоинством равномерной является постоянство  масштаба вдоль всей шкалы, что обеспечивает простоту отсчета измеряемой величины в любой части шкалы.Обычно в  стрелочных приборах стрелка находится  на некотором расстоянии от шкалы, а  для снятия показаний приборов приходится проецировать положение стрелки  на шкалу. При этом положение проекции стрелки зависит от угла между  лучом зрения на стрелку и плоскостью шкалы, т. е. от положения глаза относительно стрелки и шкалы. Этот угол должен быть прямым. На практике трудно добиться такого угла, поэтому получается так  называемая погрешность от параллакса (параллакс — видимое смещение предмета из-за перемены места наблюдения). Для устранения этой параллактической погрешности на шкалах наиболее точных приборов укрепляют плоскую зеркальную пластину. Отсчет показаний снимают одним глазом, причем глаз располагают относительно стрелки и шкалы так, чтобы стрелка и ее изображение в зеркале сливались воедино.

Успокоители. Подвижную часть  прибора с противодействующей спиральной пружиной можно рассматривать как  некоторую колебательную систему. В самом деле, при включении  прибора в цепь подвижная его  часть под действием толчка, создаваемого быстро нарастающим вращающим моментом, поворачивается, но не сразу может остановиться в положении, в котором вращающий и противодействующий моменты равны (подобно тому, как маятник не в состоянии остановиться, проходя через положение равновесия). Подвижная часть прибора будет совершать затухающие колебания, и для снятия показаний необходимо некоторое время для полной остановки его стрелки.Для быстрой остановки подвижной части прибора применяют специальные устройства — успокоители. Наиболее распространенными успокоителями являюгся воздушные и магнитоиндукционные.

 

 

 

 

Воздушный успокоитель представляет собой дугообразный цилиндр1, запаянный с одного конца. Внутри цилиндра находится поршень 2. Он жестко связан с подвижной частью прибора и не касается стенок цилиндра. Зазор между поршнем и цилиндром невелик и при быстрых перемещениях поршня давление внутри цилиндра не успевает выровняться с атмосферным. В цилиндре создаются то сгущения, то разрежения воздуха, которые препятствуют движению поршня и тем самым быстро успокаивают подвижную систему. При медленном же движении поршня часть воздуха может свободно входить в цилиндр и выходить из него через зазор, не препятствуя поворотам подвижной части прибора.

 

 

Иногда воздушный успокоитель  имеет форму замкнутой коробочки  со щелью .Эта щель служит для перемещения  рычага /, на котором укреплена пластинка 2. Последняя не касается стенок коробочки  и выполняет ту же роль, что и  поршень. При движении пластинки  в коробочке одновременно действуют  и сгущения (по одну сторону пластинки) и разрежения (по другую сторону), препятствующие колебаниям.

Магнитоиндукционный успокоитель  представляет собой перемещающуюся между полюсами постоянного магнита  М легкую алюминиевую пластину А, жестко связанную с подвижной системой прибора. При колебаниях пластинки в магнитном поле постоянного магнита в соответствии с законом Ленца в ней индуцируются токи, препятствующие этим колебаниям, поэтому колебания подвижной системы и стрелки быстро прекращаются. Астатические измерительные приборы применяют для устранения влияния внешних магнитных полей на показания электромагнитных и электродинамических приборов. Астатический прибор — это совокупность двух измерительных механизмов, подвижные системы которых объединены в одном приборе и воздействуют на одну и ту же ось со стрелкой. При этом измерительные механизмы расположены так, что под действием внешнего поля вращающий момент одного из них увеличивается, тогда как другого на столько же уменьшается, а общий вращающий момент, действующий на всю подвижную систему прибора, остается неизменным.

Условные обозначения  на шкалах электроизмерительных приборов. Для правильного выбора приборов и их эксплуатации на шкалах изображают следующие обозначения:

 

1. Условное обозначение единицы измерения (или измеряемой величины) либо начальные буквы наименования прибора.

 

Род измеряемой величины	Название прибора	Условное обозначение
Ток	Амперметр Миллиамперметр Микроамперметр
Напряжение	Вольтметр Милливольтметр	V mV
Электрическая мощность	Ваттметр Киловаттметр	W kW
Электрическая энергия	Счетчик киловатт – часов
Сдвиг фаз	Фазометр
Частота	Частотометр	Нz
Электрическое сопротивление	Омметр Мегомметр

 

2. Условное обозначение системы прибора.

 

Система прибора	Условное обозначение
Магнитоэлектрическая: с подвижной рамкой и механической противодействующей силой с подвижными рамками, без механической противодействующей силы (логометр)
Электромагнитная: с механической противодействующей силой
Электродинамическая (без экрана): с механической противодействующей силой

 

3) Условные обозначения  рода тока и числа фаз, класса  точности прибора, испытательного  напряжения изоляции, категории  прибора по степени защищенности  от внешних магнитных полей.

 

Условное обозначение	Расшифровка условного обозначения
▬	Прибор постоянного тока
	Прибор постоянного и переменного  токов Прибор переменного тока Трёхфазный прибор
1,5	Прибор класса точности 1,5
	Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 2 кВ
	Осторожно! Прочность изоляции измерительной  цепи не соответствует нормам. Шкала перпендикулярна горизонтальной плоскости Прибор нормально работает, когда  лежит в горизонтальной плоскости
	Прибор защищен от внешних магнитных  полей
	Прибор защищен от электрических  полей