Е) Выпрямительные механизмы.

Для того, чтобы магнитоэлектрические механизмы можно было использовать для измерения на переменном токе, нужно преобразовать переменный ток в постоянный.

В качестве преобразователей переменного тока в постоянный широкое распространение получили полупроводниковые выпрямители. Выпрямительный прибор представляет собой сочетание магнитоэлектрического измерительного механизма с выпрямителем на полупроводниковых диодах.

Схема измерительного механизма с однополупериодным выпрямителем представлена на рисунке.

. Схема измерительного механизма

Схема измерительного механизма с двухполупериодным выпрямителем представлена на рис.

а) б) в)

г)

Схемы измерительных механизмов:

а) трансформаторная;

б) мостовая; в, г) схемы мостовые с заменой диодов резисторами

Достоинства приборов:

1. высокая чувствительность;

2. малое собственное потребление мощности;

3. широкий частотный диапазон.

Недостатки:

1. невысокая точность;

2. зависимость показаний от формы кривой измеряемой величины.

Ж) Термоэлектрические приборы.

Термоэлектрические преобразователи применяются для преобразования переменного тока в постоянный. Термоэлектрический преобразователь состоит из нагревателя – проводника и миниатюрной термопары.

Различают контактные и бесконтактные термоэлектрические преобразователи.

а б в

Термоэлектрические преобразователи: а) контактный; б) бесконтактный; в) термобатарея. 1 – нагреватель; 2 – горячий спай термопары; 3 – изолятор.

Термоэлектрическим прибором называют соединение одного или нескольких термоэлектрических преобразователей с магнитоэлектрическим механизмом.

Термо – ЭДС, развиваемая термоэлектрическим преобразователем, пропорциональна количеству теплоты, выделенной измеряемым током в месте присоединения спая.

Достоинства прибора:

1. высокая точность измерений;

2. независимость показаний от формы кривой токов и напряжений.

Недостатки:

1. малая перегрузочная способность;

2. большое собственное потребление мощности;

3. неравномерная шкала.

Логометры

а) Магнитоэлектрический логометр.

Магнитоэлектрический логометрический механизм

Широкое применение находят логометрические магнитоэлектрические механизмы. В магнитоэлектрических логометрах в поле постоянного магнита 1 находится подвижная часть из двух жесткозакрепленных на оси рамок 2. Пружины, создающие противодействующий момент, здесь не нужны. На рамки действуют моменты, направленные в противоположные стороны (один можно считать вращающим, а другой – противодействующим). Сердечник 3 и полюсные наконечники 4 изготавливаются из магнитомягкого материала.

Индукция в местах расположения активных сторон рамок соответственно равна: В₁ = f₁(α) и В₂ = f₂(α), тогда моменты, действующие на подвижную часть, можно выразить следующим образом:

М₁=I₁F₁(α); - М₂=I₂F₂(α).

Подвижная часть занимает положение установившегося отклонения, соответствующее условию М₁= -М₂ или I₁F₁(α)=I₂F₂(α), откуда

I₁/I₂=F₂(α)/F₁(α)=F₃(α) или α=F(I₁/I₂).

Таким образом, логометр измеряет отношение токов, протекающих в обмотках рамок.

б) Электродинамический и ферродинамический логометры.

Схема устройства и векторная диаграмма электродинамического логометра

Широкое применение находят электродинамические и ферродинамические логометрические механизмы разнообразных конструкций и типов.

1. Электродинамический логометр. Он состоит из неподвижной катушки А, имеющей две части и две жестко скрепленные под некоторым углом подвижные катушки 1 и 2. Для подвода тока к подвижным катушкам служат безмоментные тоководы.

Угол поворота подвижной части электродинамического логометра определяется отношением проекции векторов токов в подвижных катушках на вектор тока в неподвижной катушке.

I₂cosφ₂/I₁cosφ₁=f(α).

2. Логометры ферродинамической системы.

Они могут быть с равномерной и неравномерной магнитной индукцией, с перекрещенными и не перекрещенными подвижными катушками.

Конструкции ферродинамических логометров: а) с перекрещенными подвижными катушками; б) с неперекрещенными подвижными катушками

Устройство а аналогично устройству магнитоэлектрического логометра. В устройстве б подвижные катушки перемещаются в воздушных зазорах двух магнитопроводов, смонтированных вместе. Магнитные потоки в зазорах магнитопроводов создаются неподвижными катушками А₁ и А₂, обтекаемыми одним током.

в) Электромагнитные логометры.

Электромагнитный логометрический измерительный механизм

Широкое применение на переменном токе находят также электромагнитные логометрические механизмы. Они бывают двухмоментные и трехмоментные.

1) Двухмоментный механизм состоит из двух неподвижных катушек и двух ферромагнитных сердечников, укрепленных на одной оси.

2) Трехмоментные механизмы отличаются наличием между катушками переменной магнитной связи.

Контрольные вопросы

1. Опишите устройство и принцип действия магнитоэлектрического электроизмерительного прибора.

2. Опишите устройство и принцип действия электродинамического электроизмерительного прибора.

3. Опишите устройство и принцип действия электромагнитного электроизмерительного прибора.

4. Поясните принцип работы логометра.

5. Как влияют на показания приборов их собственные индуктивности и емкости?

6. Каковы принципы действия, достоинства и недостатки термоэлектрических приборов?