Содержание  
< назад вперед >

§ 91. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

Электромагнитные измерительные приборы работают на прин­ципе взаимодействия магнитного поля, создаваемого измеряемым током, с сердечником из ферромагнитного материала, помещенным в поле и являющимся подвижной частью прибора.

По конструкции электромагнитные приборы делятся на два типа: приборы с плоской катушкой и приборы с круглой катушкой. Рассмотрим сначала устройство первого типа приборов (рис. 212).

Обмотка прибора представляет собой плоскую катушку 1 со щелью. Обмотка катушки у вольтметров выполняется из тонкой (диаметр 0,05—0,1 мм) медной проволоки с большим числом витков (2000—10 000). Обмотка амперметров на токи до 30 а изготовляется з небольшого числа витков толстой  проволоки.   На токи до 200 а обмотка выполняется из медной ленты  или в виде одного шинного витка (на токи 300—500 а). Второй основной частью прибора является сер­дечник   из   ферромагнитного материала(например, пермал­лоя) в форме листка 2, укреп­ленного эксцентрично на оси прибора 3. При прохождении тока по виткам катушки воз­никает магнитное поле, кото­рое   втягивает   сердечник   в щель   катушки   тем   больше, чем больший ток протекает по виткам  катушки.   Укреплен­ная  на  оси  стрелка 4 будет отклоняться по шкале 5. Про­тиводействующий момент со­здается   спиральной   пружи­ной 6, связанной одним кон­цом с осью, а другим концом с неподвижной частью прибо­ра. Для успокоения электро­магнитных  приборов обычно применяются  воздушные ус­покоители 7. Поршенек успо­коителя,    закрепленный    на

оси при помощи проволоки, перемещаясь в изогнутом цилинд­ре, испытывает со стороны воздуха в цилиндре сопротивление своим колебаниям, что приводит к успокоению стрелки. Изменение величины тока в катушке вызывает непропорциональное изменение угла поворота стрелки, поскольку вращающий момент, действующий на подвижную систему, зависит от квадрата тока. Поэтому шкала электромагнитного прибора неравномерна.

Устройство прибора с круглой катушкой показано на рис. 213. Ток, проходя по виткам катушки 1, создает магнитное поле и намаг­ничивает два  железных  сердечника;   сердечник  2,   укрепленный неподвижно с внутренней стороны катушки, и другой сердечник 3, закрепленный на оси прибора. Близлежащие края сердечников намагничиваются одноименно, и поэтому сердечник 3, отталки­ваясь от сердечника 2, будет поворачивать ось прибора.

Внешние магнитные поля оказывают влияние на работу элек­тромагнитного прибора, но железный кожух прибора значительно ослабляет это влияние. Из­менение направления тока в обмотке прибора приво­дит   к   перемагничиванию сердечника (или сердечни­ков),  и сила взаимодейст­вия   не   меняет своего направления.  Поэтому элек­тромагнитные приборы мо­гут работать  в цепях по­стоянного   и   переменного токов. При переменном то­ке прибор будет показывать действующее значение тока или напряжения.   Потреб­ление мощности  в ампер­метрах составляет 2—8 вт, в   вольтметрах — 5—6 вт. Простота конструкции, дешевизна, возможность вы­держивать перегрузку, при­годность для   постоянного и переменного токов при­вели к тому, что приборы электромагнитной системы нашли себе широкое применение для технических измерений. К недостаткам прибора нужно отнести малую точность, неравномерность шкалы, зависимость показаний прибора от внешних магнитных полей и от частоты.  Электро­магнитные приборы изготовляются главным образом в качестве технических щитовых приборов классов точности 1; 1,5; 2,5.

Придавая специальную форму сердечнику и изменяя его рас­положение относительно катушки, можно добиться некоторого уменьшения неравномерности шкалы у этих приборов.