Аналоговые электромеханические измерительные приборы. Ларионов А.Н - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

14
К достоинствам магнитоэлектрических приборов относятся: а) равномерная
шкала; б ) большая точность и высокая чувствительность ; в) низкая чувстви -
тельность к внешним магнитным полям; г) малое потребление энергии.
Недостатками магнитоэлектрических приборов являются: а) пригодность
для измерения только постоянных токов; б ) большая чувствительность к пере-
грузкам; в) сравнительно высокая стоимость .
2.2. Магнитоэлектрические амперметры
Включение амперметра изменяет электрический режим цепи, что приводит к
появлению методической погрешности ( δ
i
) измерения тока . До включения ам-
перметра сила тока в цепи, состоящей из источника с напряжением U и нагру-
зочного резистора с сопротивлением R (рис.7.а ), равна I=U/R. Включение ам-
перметра последовательно с нагрузкой приводит к увеличению сопротивления
цепи и уменьшению силы тока , поэтому показание амперметра I
a
=U/(R+ R
a
)
меньше значения I (R
a
– сопротивление амперметра). Относительная методиче -
ская погрешность измерения силы тока амперметром равна:
δ
i
=(I
a
-I)/I=-R
a
/(R+R
a
)= -1/(1+R/R
a
).
Из полученного выражения следует, что значением δ
i
можно пренебречь, если
R
a
«R. Поскольку методическая погрешность δ
i
является систематической с из-
вестными величиной и знаком, она может быть исключена из результатов из-
мерений с помощью поправки .
Если измеряемый ток I превосходит по значению ток полного отклонения
подвижной части I
a
, то параллельно цепи измерительного механизма подклю -
чается шунт (рис.7.б ). Значение сопротивления шунта определяется из условия:
I
ш
·R
ш
=I
a
·R
a,
I
ш
=I – I
a
,
где I
ш
– ток, протекающий через шунт. Решение данной системы уравнений по-
зволяет выразить сопротивление шунта через сопротивление амперметра:
R
ш
=R
a
/(n-1),
где n=I /I
a
- коэффициент, показывающий во сколько раз необходимо расши-
рить предел измерения прибора. Значение сопротивления шунта обычно со -
ставляет 10
-2
… 10
-4
Ом. Для исключения влияния на результат измерения сопро-
тивления соединительных проводов и контактов, соизмеримых с сопротивлени-
ем шунта , последние выполняют четырехзажимными: два зажима (токовых)
используются для включения шунта в цепь измеряемого тока и два зажима (по-
тенциальных) – для подключения к измерительному механизму.
Шунты изготавливают из манганина, обладающего ничтожно малым темпе-
ратурным коэффициентом сопротивления. Большое распространение получили
многопредельные ступенчатые шунты (рис.7.в). 
                                                   14

    К д о сто и нства м м а гни то эле ктр и че ски х п р и б о р о в о тно сятся: а ) р а вно м е р на я
шка ла ; б ) б о льша я то чно сть и высо ка я чувстви те льно сть; в) ни зка я чувстви -
те льно сть к вне шни м м а гни тным п о лям ; г) м а ло е п о тр е б ле ни е эне р ги и .
    Не д о ста тка м и м а гни то эле ктр и че ски х п р и б о р о в являю тся: а ) п р и го д но сть
д ля и зм е р е ни я то лько п о сто янных то ко в; б ) б о льша я чувстви те льно сть к п е р е -
гр узка м ; в) ср а вни те льно высо ка я сто и м о сть.

                          2.2. М а гни то эле ктр и че ски е а м п е р м е тр ы

     Вклю че ни е а м п е р м е тр а и зм е няе тэле ктр и че ски й р е ж и м ц е п и , что п р и во д и тк
п о явле ни ю м е то д и че ско й п о гр е шно сти (δ i ) и зм е р е ни я то ка . До вклю че ни я а м -
п е р м е тр а си ла то ка в ц е п и , со сто ящ е й и з и сто чни ка с на п р яж е ни е м U и на гр у-
зо чно го р е зи сто р а с со п р о ти вле ни е м R (р и с.7.а ), р а вна I=U/R. В клю че ни е а м -
п е р м е тр а п о сле д о ва те льно с на гр узко й п р и во д и тк уве ли че ни ю со п р о ти вле ни я
ц е п и и ум е ньше ни ю си лы то ка , п о это м у п о ка за ни е а м п е р м е тр а Ia=U/(R+ Ra)
м е ньше зна че ни я I (Ra – со п р о ти вле ни е а м п е р м е тр а ). О тно си те льна я м е то д и че -
ска я п о гр е шно сть и зм е р е ни я си лы то ка а м п е р м е тр о м р а вна :
                                 δ i=(Ia-I)/I=-Ra/(R+Ra )= -1/(1+R/Ra).
Из п о луче нно го выр а ж е ни я сле д уе т, что зна че ни е м δ i м о ж но п р е не б р е чь, е сли
Ra «R. П о ско льку м е то д и че ска я п о гр е шно сть δ i являе тся си сте м а ти че ско й с и з-
ве стным и ве ли чи но й и зна ко м , о на м о ж е тб ыть и склю че на и з р е зульта то в и з-
м е р е ни й с п о м о щ ью п о п р а вки .
     Если и зм е р яе м ый то к I п р е во схо д и т п о зна че ни ю то к п о лно го о ткло не ни я
п о д ви ж но й ча сти Ia, то п а р а лле льно ц е п и и зм е р и те льно го м е ха ни зм а п о д клю -
ча е тся шунт(р и с.7.б ). Зна че ни е со п р о ти вле ни я шунта о п р е д е ляе тся и з усло ви я:
                                           Iш ·Rш =Ia· Ra, Iш =I – Ia,
гд е Iш – то к, п р о те ка ю щ и й че р е з шунт. Ре ше ни е д а нно й си сте м ы ур а вне ни й п о -
зво ляе твыр а зи ть со п р о ти вле ни е шунта че р е з со п р о ти вле ни е а м п е р м е тр а :
                                                  Rш =Ra /(n-1),
гд е n=I /Ia - ко эф ф и ц и е нт, п о ка зыва ю щ и й во ско лько р а з не о б хо д и м о р а сши -
р и ть п р е д е л и зм е р е ни я п р и б о р а . Зна че ни е со п р о ти вле ни я шунта о б ычно со -
ста вляе т10-2… 10-4 О м . Для и склю че ни я вли яни я на р е зульта ти зм е р е ни я со п р о -
ти вле ни я со е д и ни те льных п р о во д о в и ко нта кто в, со и зм е р и м ых с со п р о ти вле ни -
е м шунта , п о сле д ни е вып о лняю т че тыр е хза ж и м ным и : д ва за ж и м а (то ко вых)
и сп о льзую тся д ля вклю че ни я шунта в ц е п ь и зм е р яе м о го то ка и д ва за ж и м а (п о -
те нц и а льных) – д ля п о д клю че ни я к и зм е р и те льно м у м е ха ни зм у.
     Ш унты и зго та вли ва ю ти з м а нга ни на , о б ла д а ю щ е го ни что ж но м а лым те м п е -
р а тур ным ко эф ф и ц и е нто м со п р о ти вле ни я. Бо льшо е р а сп р о стр а не ни е п о лучи ли
м но го п р е д е льные ступ е нча тые шунты (р и с.7.в).

Страницы