Логометрический магнитоэлектрический измерительный механизм

 

Момент вращения М _ВРАЩ Момент противодействия М _ПРОТ

B2(α)

B1(α)

N - S

Полюсной наконечник

N - S

Полюсной наконечник

Шкала прибора

Указующая стрелка

 

 

 

 

Постоянный магнит Пружина Неподвижный Первая рамка

сердечник Вторая рамка

В магнитоэлектрических логометрических измерительных механизмах подвижная часть выполняется в виде двух жёстко скреплённых между собой рамок, по обмоткам которых текут токи I₁ и I₂. Ток к рамкам подводится с помощью металлических лент, практически не имеющих противодействующего момента. Моменты М _ВРАЩ и М _ПРОТ, создаваемые взаимодействием магнитного поля постоянного магнита и токов катушек, направлены навстречу друг другу. Так как хотя бы один из моментов должен зависеть от угла поворота подвижной части, то для этого, например зазор выполняют неравномерным, то есть

Моменты вращения и противодействия равны:

где W_i – числа витков в катушках (рамках); S_i – площади обхода катушек; B_i(α) – соответствующая индукция; I_{P i} – ток соответствующей рамки.

Условие равновесия системы не изменилось:

При условии, что число витков W₁ = W₂ = W и катушечные площади (длины рамок) S₁ = S₂ = S одинаковы, то:

Таким образом угол поворота стрелки α является функцией от отношения токов в рамках. Всё верно, ведь логометр – прибор для измерения отношений.

(1)

Магнитоэлектрические измерительные механизмы имеют некоторые особенности, которые придают магнитоэлектрическим приборам определённые положительные свойства. Магнитоэлектрические измерительные механизмы имеют высокую чувствительность и малое собственное потребление энергии, имеют линейную и стабильную номинальную статическую характеристику преобразования

,

что объясняется стабильностью свойств применяемых материалов. У этих механизмов отсутствует влияние электрических полей и мал о влияние магнитных полей из-за достаточно сильного поля в воздушном зазоре (0,2 – 1,2 Тл). Однако эти механизмы имеют малую перегрузочную способность по току, относительно сложны и д о роги. Недостаток их также в том, что обычные механизмы реагируют только на постоянный ток.

Омметр на базе логометра

Рамка 1 Рамка 2

I_P1 I_P2

R РАМКИ 1

R РАМКИ 2

R₀₁ R₀₂

 

RX

UПИТ

+

-

 

Прибор предназначен для измерения сопротивления R_X.

Интересно то, что в данном примере сопротивление R₀₁, включённое последовательно с измеряемым R_X, выполняет роль ограничителя и, при коротком замыкании измеряемого R_X, рамки, благодаря этому самому R₀₁, не выйдут из строя.

В данном случае сопротивление изоляции, для обеспечения безопасности, должно быть большим, в этом случае токи будет малыми, но для этого необходимо большое напряжение питания.

Из выражения (1) для логометра

При

и

Получаем, что

Так как R₀₁, R₀₂, R_P1 и R_P2 известны, получаем что угол отклонения определяется значением искомого сопротивления R_X и не зависит от напряжения питания U_ПИТ.

Для измерения больших сопротивлений и, прежде всего, сопротивления изоляции различных электротехнических установок, используют омметры, называемые мегаомметрами. В этих приборах питание цепи осуществляется от встроенного генератора с ручным приводом.