Ηλεκτροδυναμικά και σιδηροδυναμικά όργανα μέτρησης

Οι ηλεκτροδυναμικές και σιδηροδυναμικές συσκευές βασίζονται στην αρχή της αλληλεπίδρασης των ρευμάτων διαφορετικών πηνίων, το ένα από τα οποία είναι ακίνητο και το άλλο μπορεί να αλλάξει τη θέση του σε σχέση με το πρώτο. Η ηλεκτρική ενέργεια παρέχεται στο κινούμενο πηνίο της συσκευής μέσω σπειροειδών ελατηρίων ή καλωδίων.

Οι ηλεκτροδυναμικές και σιδηροδυναμικές συσκευές μέτρησης χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση ρεύματος, τάσης, ισχύος και άλλων ηλεκτρικών μεγεθών συνεχών και εναλλασσόμενων ρευμάτων. Οι κλίμακες των βολτόμετρων και των αμπερόμετρων είναι ανομοιόμορφες και τα βατόμετρα είναι πρακτικά τα ίδια.

Οι ηλεκτροδυναμικές συσκευές παρέχουν την υψηλότερη ακρίβεια κατά τη μέτρηση σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος με συχνότητα έως 20 kHz, αλλά δεν ανέχονται υπερφόρτωση, διαφέρουν σε σημαντική κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και οι μετρήσεις τους επηρεάζονται από εξωτερικά μαγνητικά πεδία.

Προκειμένου να μειωθεί αυτή η επίδραση σε συσκευές με υψηλή κατηγορία ακρίβειας, χρησιμοποιείται θωράκιση και αστατική κατασκευή του συστήματος μέτρησης. Το κόστος των ηλεκτροδυναμικών συσκευών είναι υψηλό.

Η κλίμακα των ηλεκτροδυναμικών οργάνων μέτρησης συχνά χωρίζεται σε υποδιαιρέσεις χωρίς να υποδεικνύει τις τιμές αυτών των διαιρέσεων σε μονάδες μέτρησης. Σε αυτή την περίπτωση, η σταθερά της συσκευής, δηλ. Ο αριθμός των μετρούμενων μονάδων που αντιστοιχούν σε μία διαίρεση της κλίμακας βρίσκεται από τους τύπους:

για ένα βολτόμετρο

για ένα αμπερόμετρο

για βατόμετρο

όπου Unom και Aznom — ονομαστική τάση και ρεύμα της συσκευής, αντίστοιχα, αmah — ο συνολικός αριθμός των διαιρέσεων της κλίμακας.

Σε ηλεκτροδυναμικά αμπερόμετρα για ονομαστικό ρεύμα έως 0,5 A και βολτόμετρα, και οι δύο περιελίξεις της συσκευής συνδέονται σε σειρά μεταξύ τους και σε αμπερόμετρα με εύρος μέτρησης μεγαλύτερη από 0,5 A - παράλληλα.

Η επέκταση των ορίων μέτρησης των ηλεκτροδυναμικών αμπερόμετρων παρέχεται με τη διαίρεση του σταθερού πηνίου σε τμήματα, το οποίο σας επιτρέπει να αλλάξετε το εύρος μέτρησης της συσκευής στο μισό, καθώς και να χρησιμοποιήσετε μέτρηση παρακαμπτηρίων του συνεχούς ρεύματος και των μετασχηματιστών μέτρησης ρεύματος κατά τη μέτρηση σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος.

Η επέκταση των ορίων μέτρησης των ηλεκτροδυναμικών βολτομέτρων επιτυγχάνεται με τη χρήση πρόσθετων αντιστάσεων και κατά τη μέτρηση σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος, επιπλέον, με τη χρήση μετασχηματιστών μέτρησης τάσης.

Ρύζι. 1. Σχέδια σύνδεσης μονοφασικού βατόμετρου: α — απευθείας στο δίκτυο, β — μέσω μετασχηματιστών μέτρησης τάσης και ρεύματος.

Μεταξύ των ηλεκτροδυναμικών συσκευών μέτρησης, το πιο διαδεδομένο είναι ένα βατόμετρο (Εικ.1, α), στο οποίο ένα σταθερό πηνίο με μικρό αριθμό στροφών ενός παχύ σύρματος συνδέεται σε σειρά στο κύκλωμα και ένα κινητό - συνδεδεμένο σε ένα ενσωματωμένο περίβλημα ή σε μια εξωτερική πρόσθετη αντίσταση - παράλληλα με εκείνο το τμήμα του κυκλώματος στο οποίο μετράται η ισχύς. Προκειμένου να εκτραπεί το βέλος του βατόμετρου προς την απαιτούμενη κατεύθυνση, πρέπει να τηρούνται οι κανόνες για την ενεργοποίηση της συσκευής: η ηλεκτρική ενέργεια πρέπει να εισέρχεται στη συσκευή από την πλευρά των ακροδεκτών της γεννήτριας των περιελίξεων, που σημειώνονται στη συσκευή με "*" .

Η κλίμακα σε κάθε βατόμετρο υποδεικνύει την ονομαστική τάση και ρεύμα για τα οποία έχει σχεδιαστεί η συσκευή. Εάν είναι απαραίτητο, επιτρέπεται η αύξηση της τάσης και του ρεύματος στο 120% των ονομαστικών τους τιμών εντός 2 ωρών. Ορισμένα ηλεκτροδυναμικά βατόμετρα έχουν μεταβλητά εύρη μέτρησης τόσο για την ονομαστική τάση όσο και για το ονομαστικό ρεύμα, για παράδειγμα 30/75/150/300 V και 2,5/5 A.

Η διαστολή της τρέχουσας κλίμακας των ηλεκτροδυναμικών βατόμετρων γίνεται με τον ίδιο τρόπο όπως τα ηλεκτροδυναμικά αμπερόμετρα και η επέκταση της κλίμακας τάσης είναι παρόμοια με τα ηλεκτροδυναμικά βολτόμετρα. Εάν το ηλεκτροδυναμικό βατόμετρο είναι ενεργοποιημένο μέσω μετασχηματιστών μέτρησης τάσης και ρεύματος (Εικ. 1, β), η μετρούμενη ισχύς βρίσκεται από τον τύπο

όπου K.ti και Ki — ονομαστικοί λόγοι μετασχηματισμού, αντίστοιχα, μετασχηματιστών μέτρησης τάσης και ρεύματος, ° СW — σταθερά βατόμετρο, α — ο αριθμός των διαιρέσεων που διαβάζονται από τη συσκευή.

Όταν είναι ενεργοποιημένο ηλεκτροδυναμικός μετρητής φάσης στο κύκλωμα AC (Εικ.2) είναι απαραίτητο να βεβαιωθείτε ότι τα καλώδια που παρέχουν ρεύμα στη συσκευή είναι συνδεδεμένα στους ακροδέκτες της γεννήτριας που σημειώνονται στη συσκευή με "*". Μια τέτοια άμεση σύνδεση είναι δυνατή εάν η τάση δικτύου αντιστοιχεί στην ονομαστική τάση της φάσης και το ρεύμα φορτίου δεν υπερβαίνει το ονομαστικό ρεύμα του. ρεύμα.

Η ονομαστική τάση και το ρεύμα της φάσης φαίνονται στην κλίμακα της, όπου υπάρχουν και χαρακτηρισμοί: «IND» για το τμήμα της κλίμακας που αντιστοιχεί στο ρεύμα που καθυστερεί την τάση και «EMK» για το τμήμα της κλίμακας που αντιστοιχεί στην οδηγό ρεύμα. Σε περίπτωση που η τάση και το ρεύμα του κυκλώματος υπερβαίνουν την αντίστοιχη ονομαστική τάση και ρεύμα της φάσης, θα πρέπει να ενεργοποιηθεί μέσω των αντίστοιχων μετασχηματιστών τάσης και ρεύματος μέτρησης.

Ρύζι. 2. Διάγραμμα κυκλώματος του μετρητή φάσης.

Οι σιδηροδυναμικές συσκευές είναι παρόμοιες με τις ηλεκτροδυναμικές συσκευές, αλλά διαφέρουν από αυτές σε ένα ενισχυμένο μαγνητικό πεδίο ενός σταθερού πηνίου λόγω ενός μαγνητικού πυρήνα από σιδηρομαγνητικό υλικό, που αυξάνει τη ροπή, αυξάνει την ευαισθησία, αποδυναμώνει την επίδραση των εξωτερικών μαγνητικών πεδίων και μειώνει την κατανάλωση της ηλεκτρικής ενέργειας. Η ακρίβεια των σιδηροδυναμικών οργάνων μέτρησης είναι χαμηλότερη από την ακρίβεια των ηλεκτροδυναμικών οργάνων. Είναι επίσης κατάλληλα για χρήση σε κυκλώματα εναλλασσόμενου ρεύματος με συχνότητα από 10 Hz έως 1,5 kHz.

Ρύζι. 3. Σχηματικό διάγραμμα σιδηροδυναμικού μετρητή συχνοτήτων

Ρύζι. 4. Σχέδιο ενεργοποίησης του μετρητή συχνότητας: α — απευθείας στο δίκτυο, β — μέσω της πρόσθετης αντίστασης

Οι σιδηροδυναμικοί μετρητές συχνότητας συνδέονται συνήθως σε ένα δίκτυο εναλλασσόμενης τάσης παράλληλα ή μέσω μιας πρόσθετης συσκευής τηλεχειρισμού (Εικ.4, α, β), το οποίο είναι ένα ηλεκτρικό κύκλωμα με αντιστάσεις, επαγωγικά πηνία και πυκνωτές που βρίσκονται σε ξεχωριστό περίβλημα. Κατά την ενεργοποίηση του μετρητή συχνότητας, θα πρέπει να ελέγξετε ότι η τάση δικτύου αντιστοιχεί στην ονομαστική τάση της συσκευής, η οποία υποδεικνύεται στην κλίμακα της. Οι σιδηροδυναμικοί μετρητές συχνότητας παράγονται επίσης χωρίς πρόσθετες συσκευές για πολλές ονομαστικές τάσεις, καθεμία από τις οποίες αντιστοιχεί σε έναν συγκεκριμένο σφιγκτήρα της συσκευής και σε έναν κοινό σφιγκτήρα που σημειώνεται με «*».