Электродинамические логометры. Уравнение вращающего момента, уравнение шкалы.

Логометр – система измерительных механизмов. Не имеет возвратной пружины, но есть вторая рамка на тойже оси, что и первая. Зазор не круглый а элептический. Электродинамические логометры имеют две подвижные и две неподвижные катушки. Подвижные катушки укреплены на одной оси и получают питание не через спиральные пружинки, как у обычных приборов, а через тонкие ленточки, не создающие противодействующего момента. Поэтому при отсутствии токов в катушках стрелка прибора занимает произвольное положение на шкале прибора.

При работе логометра неподвижные катушки его включаются в сеть последовательно с нагрузкой.

Подвижные катушки включаются параллельно нагрузке, но последовательно с добавочными сопротивлениями. Эти сопротивления обычно разные по своим параметрам, поэтому токи , протекающие через подвижные катушки, сдвинуты по фазе от напряжений на разные углы ф1 и ф2, а следовательно, и на разные углы относительно тока нагрузки.

При взаимодействии тока неподвижной катушки с токами подвижных катушек создаются два вращающих момента Mf и М2. Катушки прибора располагают так, что при определенном направлении токов направления моментов Mi и Mz противоложиы. Поэтому подвижная система прибора вместе со стрелой отклоняется в сторону действия большего вращающего момента до тех пор, пока моменты не уравновесятся.

Вращающий момент, возникающий в данном механизме, определяется как:

Если учесть, что L_н и L_п, а также I_н и I_п не зависят от пространственного положения катушек, после дифференцирования можно записать:

При этом условии угол перемещения подвижной части будет определятся как:

При включении в цепь синусоидального тока по катушкам будут протекать токи: по неподвижной - , по подвижной .

Мгновенное значение вращающего момента: ., Среднее за период значение вращающего момента:

, - угол сдвига между векторами токов (см. векторную диаграмму).

Тогда уравнение шкалы для данного механизма будут иметь вид:

Если чувствительность прибора обозначить как:

уравнение шкалы будет иметь вид: .

От сюда видно, что: Р, т.е. данный механизм пригоден для измерения активной мощности цепи и применяется в ваттметрах.

Приборы электродинамической системы имеют малую чувствительность и большое самопотребление. Применяются в основном при токах 0.1…10А и напряжениях до 300 В

44. Электростати­ческие ИМ. Уравнение вращающего момента, уравнение шкалы.

Принцип действия приборов электростатической системы основан на взаимодействии двух электрически заряженных тел. Конструктивно они выполняются в виде неподвижной и подвижной пластин, к которым прикладывается измеряемое напряжение

Электростатические измерительные приборы.Принцип действия электростатического измерительного механизма основан на взаимодействии сил, возникающих между двумя разнозаряженными пластинами.

Схемы механизмов различных конструкций показаны на рисунке. На рисунке а приведена схема с изменяющейся площадью электродов, а на рисунке б- с изменяющимся расстоянием между электродами.

Вращающий момент в приборах электростатической системы определяется уравнением:

. При работе измерительного механизма на переменном напряжении вращающий момент определяется как:

. С- емкость между подвижным и неподвижным электродами.

Уравнение шкалы прибора имеет вид: .

Достоинства электростатических приборов.

Приборы электростатического типа имеют высокое входное сопротивление, малую, но переменную входную емкость, малую мощность самопотребления, широкий частотный диапазон. Данные приборы могут использоваться в цепях переменного и постоянного тока. Показания приборов соответствуют среднеквадратическому значению измеряемой величины, и показания не зависят от формы кривой измеряемого сигнала.

Достоинства электростатических приборов: большие препределы измерений (до 1 MB); при измерении постоянного напряжения мощность от измеряемой цепи не потребляется и входное сопротивление стремится к бесконечности; широкий диапазон частот измеряемых напряжений (до 30 МГц).

Недостатки электростатических приборов.Приборы имеют квадратичную шкалу, малую чувствительность из-за слабого электростатического поля и невысокую точность. Кроме того, приборы требуют применения экрана и не исключают возможность электрического пробоя.

Недостатки: малая чувствительность; изменение емкости в процессе измерения; малая надежность;нелинейность шкалы; влияние температуры окружающей среды и внешнего электрического поля.

Для уменьшения влияния внешнего электрического поля применяется экранирование. Электростатический экран представляет собой в простейшем виде слой электропроводящей краски на внутренних стенках корпуса прибора. Экран лучшего качества делают из латунной фольги.

45.Расширение пределов измерения электростатических приборов.

Расширение пределов электростатических измерительных приборов осуществляется главным образом с помощью делителей напряжения: емкостных - при измерениях на переменном токе и резистивных - на постоянном токе. Дополнительный конденсатор, на постоянном токе использовать нельзя. Для вольтметров электростатической системы расширение пределов измерения достигается механическим изменением расстояния между подвижным и неподвижным электродами. Хс=1/2pfC