Электрические измерения. Электромагнитные и электродинамические приборы

Август 12, 2022

Главная
Разное
Электрические измерения. Электромагнитные и электродинамические приборы

Содержание

2. Электромагнитные приборы Электромагнитными называются такие измерительные приборы, в которых вращающий момент создается действием магнитного поля одной
3. Электромагнитные приборы 1 - катушка с током 2 – подвижный пермал- лоевый лепесток 3 – спиральная
4. Электромагнитные приборы При прохождении по неподвижной катушке измеряемого тока I возникает магнитное поле, которое, воздействуя на
5. Электромагнитные приборы Энергия магнитного поля катушки с током , где L – индуктивность катушки. Вращающий момент
6. Электромагнитные приборы Уравнение шкалы электромагнитного прибора (функция преобразования) Выражение показывает, что шкала прибора должна быть квадратична,
7. Электромагнитные приборы Если по катушке пропустить переменный ток i, то мгновенное значение вращающего момента Прибор реагирует
8. Электромагнитные приборы При синусоидальной форме измеряемого тока , где I – среднеквадратическое значение тока; Т –
9. Электромагнитные приборы Конструкция электромагнитного прибора выполняется таким образом, что множитель уменьшается с увеличением угла поворота за
12. Электромагнитные приборы Электромагнитные приборы применяют в качестве измерителей тока и напряжения преимущественно в цепях переменного тока
13. Электромагнитные приборы Диапазон измерения токов весьма широк. В многопредельных приборах используют секционированные катушки. Переключение одинаковых секций
14. I1 > I2 >I3 Электромагнитные амперметры и вольтметры
15. Электромагнитные приборы Измерительная цепь электромагнитного вольтметра представляет собой последовательное соединение неподвижной катушки и добавочного резистора. Ток
16. Электромагнитные приборы Чувствительность электромагнитных приборов во много раз меньше чувствительности магнитоэлектрических приборов. При полном отклонении подвижной
17. Электромагнитные приборы Погрешность от гистерезиса. Показания электромагнитных приборов на постоянном токе оказываются неодинаковыми при возрастании и
18. Электромагнитные приборы Частотная погрешность. При измерении переменных токов и напряжений возникают погрешности, обусловленные вихревыми токами, индуцированными
19. Электромагнитные приборы С повышением частоты возрастает индуктивное сопротивление катушки, уменьшается ток в катушке и показание прибора.
20. Электромагнитные приборы Температурная погрешность. Температура оказывает влияние на упругие свойства пружины и сопротивление катушки, выполняемой из
21. Электромагнитные приборы Погрешность из-за влияния внешних магнитных полей. Влияние внешних магнитных полей может быть значительно, так
22. Электромагнитные приборы Почти полная компенсация этого явления достигается в астатических приборах, имеющих два совершенно идентичных ИМ,
23. Электромагнитные приборы Катушки включены между собой последовательно, а направление обмоток и токов выбрано таким, что их
25. Электромагнитные приборы Достоинства : - простота; - надежность; - большая перегрузочная способность; - независимость показаний от
26. Электродинамические приборы Электромагнитная энергия, сосредоточенная в измерительном механизме: где L1 и L2 – индуктивности катушек; М
27. Электродинамические приборы В электродинамических приборах для перемещения подвижной части используется энергия магнитного поля катушек с токами.
28. Электродинамические приборы Вращающий момент: Под действием вращающего момента подвижная катушка стремится занять такое положение, при котором
29. Электродинамические приборы В электродинамических амперметрах и вольтметрах катушки включаются последовательно Электродинамические приборы
30. Электродинамические приборы Приравнивая Мвр и Мпр, получаем уравнения шкалы электродинамического прибора. Для амперметров: Для вольтметров: где
31. Электродинамические приборы Из уравнения шкалы видно, что зависимость между α и измеряемыми величинами носит квадратичный характер.
33. Электродинамические амперметры и вольтметры
34. Электродинамические приборы Электродинамические амперметры используют для измерения токов от 0,1 до 10 А. Изменение пределов достигается
35. Электродинамические приборы В вольтметрах внутреннее сопротивление мало (примерно 1 кОм на пределе 30 В), мощность потребления
36. Электродинамические приборы Для уменьшения влияния внешних магнитных полей на показания приборов применяют магнитное экранирование измерительного механизма
39. Скачать презентацию

Слайд 2

Электромагнитные приборы
Электромагнитными называются такие измерительные приборы, в которых вращающий момент

создается действием магнитного поля одной или двух катушек с током на один или два ферромагнитных сердечника

Слайд 3

Электромагнитные приборы
1 - катушка с током
2 – подвижный пермал- лоевый лепесток
3

– спиральная пружина
4 – ось прибора

Слайд 4

Электромагнитные приборы
При прохождении по неподвижной катушке измеряемого тока I возникает магнитное

поле, которое, воздействуя на сердечник, стремится расположить его так, чтобы энергия магнитного поля была наибольшей, т.е. втянуть лепесток внутрь катушки.
Подвижная часть измерительного механизма поворачивается до тех пор, пока вращающий момент не станет равным противодействующему моменту.

Слайд 5

Электромагнитные приборы
Энергия магнитного поля катушки с током
,
где L – индуктивность

катушки.
Вращающий момент
Противодействующий момент

Слайд 6

Электромагнитные приборы
Уравнение шкалы электромагнитного прибора (функция преобразования)
Выражение показывает, что шкала прибора

должна быть квадратична, т. е. в начале сжата, а в конце расширена. Поскольку α является функцией I2 , знак угла поворота не зависит от направления тока в катушке, поэтому электромагнитные приборы одинаково пригодны для измерения в цепях постоянного и переменного тока.

Слайд 7

Электромагнитные приборы
Если по катушке пропустить переменный ток i, то мгновенное значение

вращающего момента
Прибор реагирует на среднее значение вращающего момента
.

Слайд 8

Электромагнитные приборы
При синусоидальной форме измеряемого тока
,
где I – среднеквадратическое значение тока;
Т

– период изменения переменного тока.

Отклонение α подвижной части ИМ пропорционально среднеквадратическому значению измеряемого тока. Градуировку этих приборов осуществляют на постоянном токе.

Слайд 9

Электромагнитные приборы
Конструкция электромагнитного прибора выполняется таким образом, что множитель
уменьшается с

увеличением угла поворота за счет особой формы сердечника и взаимного расположения сердечника и катушки. В результате шкала практически линейна, за исключением небольшого начального участка.

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Электромагнитные приборы
Электромагнитные приборы применяют в качестве измерителей тока и напряжения преимущественно

в цепях переменного тока промышленной частоты в виде щитовых приборов класса 1,0 и 1,5 и многопредельных лабораторных приборов класса 0,2; 0,5.

Слайд 13

Электромагнитные приборы
Диапазон измерения токов весьма широк. В многопредельных приборах используют секционированные

катушки. Переключение одинаковых секций катушки с последовательного соединения на параллельное позволяет получать пределы измерений у амперметров с отношением 1:2:4.
Применение шунтов нерационально, так как это приводит к увеличению мощности потребления приборами, громоздкости и дороговизне.
Пределы измерений амперметров расширяют также с помощью измерительных трансформаторов тока.

Слайд 14

I1 > I2 >I3
Электромагнитные амперметры и вольтметры

Слайд 15

Электромагнитные приборы
Измерительная цепь электромагнитного вольтметра представляет собой последовательное соединение неподвижной катушки

и добавочного резистора. Ток полного отклонения Iv вольтметра равен от 25 до
50 мА.
С понижением предела измерений это значение возрастает и достигает от 100 до 300 мА при напряжении от 15 до 30 В. Добавочные резисторы применяют в вольтметрах с наибольшим пределом измерений 600 В. Пределы измерений могут быть расширены с помощью измерительных трансформаторов напряжений.

Слайд 16

Электромагнитные приборы
Чувствительность электромагнитных приборов во много раз меньше чувствительности магнитоэлектрических приборов.

При полном отклонении подвижной части потребление магнитоэлектрического ИМ составляет несколько мВт, а у электромагнитного – до 2 Вт. Падение напряжения на обмотке первого составляет от 50 до 100 мВ, а второго – 500 мВ

Слайд 17

Электромагнитные приборы
Погрешность от гистерезиса.
Показания электромагнитных приборов на постоянном токе оказываются неодинаковыми

при возрастании и убывании тока из-за магнитного гистерезиса ферромагнитного сердечника. С целью уменьшения этой погрешности сердечник делают из магнитомягкого материала - пермаллоя.

Слайд 18

Электромагнитные приборы
Частотная погрешность.
При измерении переменных токов и напряжений возникают погрешности,

обусловленные вихревыми токами, индуцированными во всех металлических частях прибора переменным магнитным полем катушки. Эти токи ослабляют основное поле катушки и уменьшают вращающий момент.

Слайд 19

Электромагнитные приборы
С повышением частоты возрастает индуктивное сопротивление катушки, уменьшается ток в

катушке и показание прибора. У вольтметров эта погрешность сказывается больше, чем у амперметров. Погрешность зависит от отношения индуктивного сопротивления катушки к безреактивному сопротивлению добавочного резистора. В вольтметрах с пределом измерений 150 В эта погрешность не превышает 1 % при изменении частоты от 50 до 100 Гц, но при дальнейшем увеличении частоты резко возрастает. Амперметры используют на частотах от 15 Гц до 6 кГц, а вольтметры - до 500 Гц

Слайд 20

Электромагнитные приборы
Температурная погрешность.
Температура оказывает влияние на упругие свойства пружины и сопротивление

катушки, выполняемой из медного провода. Эта погрешность больше у вольтметров и достигает (0,5-1,0) % на каждые 10˚С.

Слайд 21

Электромагнитные приборы
Погрешность из-за влияния внешних магнитных полей.
Влияние внешних магнитных полей может

быть значительно, так как собственное поле слабое. Кожух и стальной цоколь уменьшают это влияние, но внешнее поле с напряженностью
400 А/м вызывает погрешность порядка (1-2) %.

Слайд 22

Электромагнитные приборы
Почти полная компенсация этого явления достигается в астатических приборах, имеющих

два совершенно идентичных ИМ, сердечники которых закреплены на одной оси. Катушки наматываются таким образом, что поля их направлены встречно. Внешнее поле усиливает поле одной катушки и уменьшает поле второй

Слайд 23

Электромагнитные приборы
Катушки включены между собой последовательно, а направление обмоток и токов

выбрано таким, что их магнитные потоки Ф1 и Ф2 равны по величине, но противоположны по направлению. При воздействии внешнего магнитного поля Фвн магнитный поток Ф1 будет ослабляться, а магнитный поток Ф2 второй катушки возрастать. Суммарный момент, действующий на ось ИМ при измерении определенного тока, остается неизменным.

Слайд 24

Слайд 25

Электромагнитные приборы
Достоинства :
- простота;
- надежность;
- большая перегрузочная способность;
- независимость показаний от

формы кривой измеряемой величины.

Недостатки:
- значительно меньшая чувствительность, чем у магнитоэлектрических приборов;
- большое собственное потребление (ватты);
- погрешности от гистерезиса, температуры и частоты;
- показания подвержены влиянию внешних магнитных полей.

Электромагнитные приборы – самые распространенные приборы

Слайд 26

Электродинамические приборы
Электромагнитная энергия, сосредоточенная в измерительном механизме:
где L1 и L2

– индуктивности катушек;
М – взаимная индуктивность подвижной и неподвижной катушек.

Слайд 27

Электродинамические приборы
В электродинамических приборах для перемещения подвижной части используется энергия

магнитного поля катушек с токами. В большинстве случаев приборы содержат одну подвижную и одну неподвижную катушки, причем первая помещена во второй. Различают две разновидности электродинамических приборов: приборы без стали – электродинамические
и приборы со сталью – ферродинамические.

Слайд 28

Электродинамические приборы
Вращающий момент:
Под действием вращающего момента подвижная катушка стремится занять

такое положение, при котором направление ее магнитного поля совпадало бы с направлением магнитного поля неподвижных катушек, при этом она будет поворачиваться до тех пор, пока вращающий и противодействующий моменты не сравняются, т.е.
Мвр = Мпр.

Слайд 29

Электродинамические приборы
В электродинамических амперметрах и вольтметрах катушки включаются последовательно
Электродинамические приборы

Слайд 30

Электродинамические приборы
Приравнивая Мвр и Мпр, получаем уравнения шкалы электродинамического прибора.
Для амперметров:

Для вольтметров:

где R – сопротивление катушек;
Rд – добавочное сопротивление;
L – индуктивность катушек.

Слайд 31

Электродинамические приборы
Из уравнения шкалы видно, что зависимость между α и измеряемыми

величинами носит квадратичный характер. Это дает возможность применять электродинамические приборы как на постоянном, так и на переменном токе. Градуировку их осуществляют на постоянном токе. Шкала приборов линеаризуется за счет того, что множитель делается переменным по длине шкалы.

Слайд 32

Слайд 33

Электродинамические амперметры и вольтметры

Слайд 34

Электродинамические приборы
Электродинамические амперметры используют для измерения токов от 0,1 до 10

А.
Изменение пределов достигается секционированием неподвижных катушек, а также комбинацией последовательно-параллельного соединения секций неподвижных катушек с подвижной катушкой.

Слайд 35

Электродинамические приборы
В вольтметрах внутреннее сопротивление мало (примерно 1 кОм на пределе

30 В), мощность потребления достигает 10 Вт. Диапазон измерений вольтметров от 15 до 600 В.

Слайд 36

Электродинамические приборы
Для уменьшения влияния внешних магнитных полей на показания приборов применяют

магнитное экранирование измерительного механизма или астазирование.

Слайд 37

Электрические измерения. Электромагнитные и электродинамические приборы

Содержание

Электромагнитные приборы Электромагнитными называются такие измерительные приборы, в которых вращающий момент

Электромагнитные приборы1 - катушка с током2 – подвижный пермал- лоевый лепесток3

Электромагнитные приборыПри прохождении по неподвижной катушке измеряемого тока I возникает магнитное

Электромагнитные приборы Энергия магнитного поля катушки с током , где L – индуктивность

Электромагнитные приборы Уравнение шкалы электромагнитного прибора (функция преобразования)Выражение показывает, что шкала прибора

Электромагнитные приборы Если по катушке пропустить переменный ток i, то мгновенное значение

Электромагнитные приборы При синусоидальной форме измеряемого тока ,где I – среднеквадратическое значение тока; Т

Электромагнитные приборы Конструкция электромагнитного прибора выполняется таким образом, что множитель уменьшается с

Электромагнитные приборы Электромагнитные приборы применяют в качестве измерителей тока и напряжения преимущественно

Электромагнитные приборыДиапазон измерения токов весьма широк. В многопредельных приборах используют секционированные

I1 > I2 >I3Электромагнитные амперметры и вольтметры

Электромагнитные приборыИзмерительная цепь электромагнитного вольтметра представляет собой последовательное соединение неподвижной катушки

Электромагнитные приборыЧувствительность электромагнитных приборов во много раз меньше чувствительности магнитоэлектрических приборов.

Электромагнитные приборы Погрешность от гистерезиса. Показания электромагнитных приборов на постоянном токе оказываются неодинаковыми

Электромагнитные приборы Частотная погрешность. При измерении переменных токов и напряжений возникают погрешности,

Электромагнитные приборыС повышением частоты возрастает индуктивное сопротивление катушки, уменьшается ток в

Электромагнитные приборы Температурная погрешность. Температура оказывает влияние на упругие свойства пружины и сопротивление

Электромагнитные приборы Погрешность из-за влияния внешних магнитных полей. Влияние внешних магнитных полей может

Электромагнитные приборыПочти полная компенсация этого явления достигается в астатических приборах, имеющих

Электромагнитные приборыКатушки включены между собой последовательно, а направление обмоток и токов

Электромагнитные приборыДостоинства :- простота;- надежность;- большая перегрузочная способность;- независимость показаний от

Электродинамические приборы Электромагнитная энергия, сосредоточенная в измерительном механизме:где L1 и L2

Электродинамические приборы В электродинамических приборах для перемещения подвижной части используется энергия

Электродинамические приборы Вращающий момент:Под действием вращающего момента подвижная катушка стремится занять

Электродинамические приборы В электродинамических амперметрах и вольтметрах катушки включаются последовательно Электродинамические приборы

Электродинамические приборы Приравнивая Мвр и Мпр, получаем уравнения шкалы электродинамического прибора. Для амперметров:

Электродинамические приборыИз уравнения шкалы видно, что зависимость между α и измеряемыми