Теоретические сведения
Принцип действия измерительного механизма магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии магнитного поля постоянного магнита и подвижной катушки (рамки) по которой протекает ток. В результате этого взаимодействия, создается вращающийся момент, воздействующий на подвижную часть механизма.
Угол поворота подвижной части измерительного механизма магнитоэлектрической системы пропорционален измеряемому току, поэтому измеряемый ток может быть определен по углу поворота подвижной части измерительного механизма:
α = S1·I, (1.1)
а
I = CI·α, (1.2)
где α – угол поворота подвижной части; S1 – коэффициент пропорциональности (чувствительность по току); СI – постоянная по току.
По углу поворота подвижной части можно определить также напряжение на зажимах измерительного механизма. Так как ток протекает по рамке под действием напряжения, приложенного к зажимам измерительного механизма, то
U = I·R = CI·α·R = CU·α, (1.3)
где СU – постоянная по напряжению.
Непосредственно измерительным механизмом магнитоэлектрической системы можно измерить токи до 30 мА, а напряжения в несколько десятков милливольт. Для того чтобы расширить пределы измерения по току применяют шунты (рис. 1.1). Шунт представляет собой проводник малого сопротивления, включаемый последовательно в цепь измеряемого тока с помощью токовых зажимов “А” и “Б”. Параллельно шунту с помощью потенциальных зажимов “а” и “б” присоединяется измерительный механизм. Измеряемый ток I, дойдя до точки “а”, разветвляется на две части: Iш – ток, проходящий через шунт, и Iи – ток, проходящий через измерительный механизм.
|
|
|
 |
 |
Рис. 1.1. Схема для расширения пределов измерения измерительного механизма по току.
Чем меньше сопротивление шунта, тем больший ток проходит через него и тем меньший через измерительный механизм:
Iш / Iи = Rи / Rш, (1.4)
где Rш – сопротивление шунта; Rи – сопротивление измерительного механизма.
Отсюда Iш = Iи · Rи / Rш, а измеряемый ток:
I = Iи + Iш = Iи + Iи · Rи / Rш = Iи · (1 + Rи / Rш). (1.5)
Чтобы каждый раз не производить эти вычисления, шкала прибора обычно сразу градуируется в значениях измеряемого тока. Очевидно, что эта градуировка будет верна только для определенного шунта (с определенным сопротивлением Rш).
Отношение измеряемого тока к току в измерительном механизме называется коэффициентом расширения пределов измерения амперметром n:
n = I / Iи. (1.6)
Зная этот коэффициент и сопротивление измерительного механизма, можно определить сопротивление шунта, необходимого для получения требуемого предела измерения:
|
|
|
Rш = Rи / (n – 1) (1.7)
Для расширения пределов измерения по напряжению применяются добавочные сопротивления. Добавочные сопротивления включаются последовательно с измерительным механизмом (рис. 1.2). При этом падения напряжения распределяются между измерительным механизмом и добавочным сопротивлением пропорционально величинам их сопротивлений:
Uи / Uд = Rи / Rд (1.8)
|
 |
Рис. 1.2. Схема для расширения пределов измерения
измерительного механизма по напряжению.
Отношение величины напряжения, до которой необходимо расширить предел измерения, к падению напряжения на сопротивлении измерительного механизма называется коэффициентом расширения пределов измерения вольтметром m:
m = U / Uи (1.9)
Если предел измерения по напряжению необходимо расширить в m раз, то
U = Uи · m = Uи + Uд = I · (Rи + Rд), (1.10)
Откуда величина добавочного сопротивления равна:
Rд = Rи · (m - 1). (1.11)
Дата добавления: 2015-12-21; просмотров: 17; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!