Электромагнитные амперметры и вольтметры. Электродинамические и ферродинамические амперметры и вольтметры. Электростатические вольтметры.

Электромагнитные приборы

В амперметрах катушка ИМ включается последовательно в цепь измеряемого тока, изменение пределов измерения в диапазоне до 200 А производиться путем секционирования обмотки катушки, и включение секций последовательно или параллельно, на более высокие токи для расширения пределов измерения применяют измерительные трансформаторы тока.

В вольтметрах катушки и добавочное сопротивление соединены последовательно. Изменение производиться путем секционирования катушек для напряжения выше 700В применяют измерительные трансформаторы напряжения.

Электродинамические приборы

У амперметров при изменении токов до 0,5А подвижные и неподвижные катушки соединены последовательно.

На токе свыше 0.5А подвиж-я и неподвиж-я катушки соединены параллельно.

В этом случае для компенсации температурной и частотной погрешности последовательно включается добавочное сопротивление R1 и R2 из манганита и меди соответственно, и индуктивности L1 и L2.

Электродинамические приборы чаще всего выполняют на 2 предела измерения, чаще всего путем переключения обмотки катушек. На большой предел измерений используют измерительный трансформатор. Для вольтметров неподвижная и подвижная катушки включаются последовательно, температурная компенсация такая же как у ЭМ вольтметров.

Ферродинамические приборы

Амперметры и вольтметры имеют схожие схемы включения подвижной и неподвижной катушек как у ЭД приборов. Некоторая разница может быть лишь в элементах схем компенсации, поскольку кроме температурной и частотной погрешности они обладают погрешностью вызванной наличием сердечника. К ним относят погрешности от нелинейности кривой намагничивания, от потерь в материале сердечника и от гистерезиса. Первые 2 –е погрешности можно учесть при градуировке, а для уменьшения погрешности от гистерезиса магнитопровод изготовляют из материала с малой коэрцитивной силой.

Электростатические вольтметры

Схемы включения зависят от пределов измерения на низкий предел воздушный зазор м/у пластинами должен быть мал, поэтому возникает опасность КЗ. Для исключения этой опасности добавляют защитное сопротивление.

Подключение к измерит-й цепи происходит посредством контактов 1 и 2. При измерении U до нескольких сотен КГц сопротивление должно быть включенным во избежании доп-ых погрешностей. Расширение пределов измерения на переменном токе посредством конденсаторов, на постоянном токе делителем напряжения.

Данные вольтметры имеют предел измерения от 30В до 75КВ

(не точные 5 – 10 %)

 

 

Электродинамические фазометры и частотомеры.

ЭД частотомеры

Измерение частоты переменного тока может производиться при помощи ЭМ и ЭД ИМ.

Пар-ры цепи подвижной катушки Б1 подбираются так, чтобы фазовый сдвиг м/у током I1 и напр Uх был 90 град. Пар-ры цепи неподвижной катушки А и подвижной катушки Б2, R2,C2,L2 подбираются так, чтобы в этой цепи при частоте Fх=1/(2p ) равной среднему значению диапазона измерения был резонанс при этом угол отклонения подвижной части (a) такого ИМ является ф-цией отношения a=F1(х2/х1) х1=1/(w_хС1) w_х=2pf_х; х2=w_хL2-1/(w_хС2)Þ a=F1(f_х), значит шкала такого приб. М. Б. проградуирована в единицах частоты.

 

ЭД фазометры.

Для измерения угла сдвига фаз м/у током и напряжением, а также коэффициентом мощности в однофазной цепи применяют фазометры из ЭМ ф. Наиб. Распр. Ф. ЭД-й, ФД-й и ЭМ-й с-мы. Для эт. ЭД ф. Векторная диаграмма.

Для эт. Логометра справедливо рав-во

, a-угол поворотной части. Для данного ф. С учетом векторной диаграммы. . Если пар-ры парал. Цепи подобрать т. о., чтобы i1=i2; b=g, то получим a=j.

 

15. Индукционные счетчики электрической энергии переменного тока.

Выполняются на базе ИИМ. Основными элементами счетчика являются электромагниты А и Б, котор. наз-ся соотв. последов. (А) и ||-м (Б) электромагнитом. Обмотка А вкл посл-но, а обм Б ||-но. Есть Алюминиевый диск Д. Обм эл-магнита Б вып из тонкого провода и имеет большое число витков, обмотка А имеет небольшое число витков относительно толстого провода. Ток, протекающий по послед-ной обм созд поток Ф_И, котор проходит через сердечник эл-магнита А и через сердечник эл-магнита Б и дважды пересек диск. Ток, протекающ по ||-й обм созд магн поток Ф_И и поток Ф_L. Поток Ф_и замыкаясь через противополюс пересекает диск в одном месте. Ф_L замыкаясь через боковые стержни электромагнита Б и диск не пересек и участия в создании вращ момента не принимает, он наз нерабочим магнитным потоком. Ф_и – рабочий магнитный поток. Переменные магнитные потоки Ф_и, Ф_I наводят вихревые токи I_ФИ и I_ФI. От взаимодействия тока I_ФИ c магнитным потоком Ф_И и Ф_I с I_ФI создается вращающий момент М=K1*U*I*cos(ФИ) – пропорциональные мощности переменного тока. Диск вращаясь в поле постоянного магнита пересекает его магнитный поток, который индуктирует в нем вихревыет токи, при взаимодействии этих токов с магнитным потоком магнита создается тормозной момент пропорциональный частоте вращения Мт=К2(da/dt). При равномерном вращении диска и достаточной частоте его вращения, когда трением в опорах можно пренебречь, вращающий и тормозной моменты будут равны. К1*U*I cos(ФИ)= К2(da/dt). p*dt=(К2*da)/K1. Интегрируя обе части уравнения получим: D=t2-t1 W=C*N – энергия, израсходованная в цепи за интервал Dt; N – число оборотов диска за Dt; С – постоянная счетчика.

Отсчеты энергии производятся по показаниям счетного механизма. Единица электрической энергии (1кВТ*час) регистрируемая счетным механизмом соответствует определенному числу оборотов диска счетчика. Это соотношение наз. передаточным числом А и указывается на счетчике. Величина, обратная передаточному числу наз номинальной постоянной счетчика. Эти величины (А, С, N) зависят только от конструкции счетного механизма и для данного счетчика остаются постоянными. Под действительной постоянной счетчика понимается количество энергии действительно израсходованной в цепи за один оборот диска. Эта энергия м.б. измерена с помощью образцовых приборов. Зная значение постоянных C и N можно определить относительную и приведенную погрешность счетчика.

b=(W’-W)/W=((Cн-C)/C)*100% W’ – энергия, измеренная счетчиком.