Основные узлы электроизмерительных приборов

Установка подвижной части измерительного механизма. Устройство корректора. Схема действия электромагнитного успокоителя

В аналоговых электромеханических измерительных приборах непосредственной оценки электромагнитная энергия, подведенная к прибору из измеряемой цепи, преобразуется в механическую энергию углового перемещения подвижной части. Эти приборы состоят из электрического преобразователя, электромеханического преобразователя и отсчетного устройства.

Электрический преобразователь преобразует электрическую величину измерительной цепи (напряжение, ток, мощность, сопротивление и т. п.) в промежуточную электрическую величину (ток, напряжение, мощность), непосредственно воздействующую на измерительный механизм.

Электромеханический преобразователь преобразует электрическую величину во вращающий механический момент подвижной части.

Электрические преобразователи (шунты, выпрямители, измерительные трансформаторы, усилители и т. д.) монтируются внутрь приборов или присоединяются снаружи к их зажимам.

Отсчетное устройство состоит из стрелочного или светового указателя и шкалы. Шкалы представляют собой совокупность отметок (штрихов) с числовыми Значениями. Большинство аналоговых электромеханических приборов имеет много общих узлов и деталей и построено по общей схеме преобразования электрической величины в механический момент, перемещающий подвижную часть прибора на угол а. Общими для этих приборов являются устройства для установки подвижной части измерительного механизма, создания противодействующего момента, уравновешивания и успокоения подвижной части.

С целью свободного перемещения подвижную часть измерительного механизма устанавливают на опорах, растяжках и подвесе.

Рис. 1 Установка подвижной части измерительного механизма:

а — на опорах; б — на растяжках; в — на подвесе

При установке на опорах подвижная часть (рис. 1, а) укрепляется на оси легкой алюминиевой трубки. В концы трубки запрессовываются два заточенных с закруглением кусочка стальной проволоки, называемых кернерами 1. Кернеры опираются на агатовые или корундовые подпятники 2, завальцованные в опорный винт 3. Недостатком установки на опорах является трение в подпятниках.

В большинстве стрелочных приборов подвижная часть измерительного механизма устанавливается на растяжках (рис. 1, б), представляющих собой две тонкие ленты из бронзового сплава. Подвижная часть подвешивается на двух растяжках 1, а их концы крепятся к двум плоским пружинам 2. Растяжки служат для подвода тока в подвижную катушку, а их закручивание создает противодействующий момент.

В приборах особо высокой чувствительности (гальванометрах) подвижная часть измерительного механизма устанавливается на подвесе(рис. 1, в) — металлической или кварцевой нити 1. В большинстве этих приборов стрелку заменяет луч света от специального источника после отражения от зеркальца 2, закрепленного на подвесе. Закручивание нити подвеса создает противодействующий момент.

Рис. 2 Схема устройства корректора

В стрелочных приборах с установкой подвижной части измерительного механизма на опорах противодействующий момент создается закручиванием спиральных пружин, прикрепленных одним концом к оси, а другим к корректору (рис. 2). Корректор служит для установки стрелки на нулевое деление перед началом измерения. При поворачивании винта 1 его эксцентрический выступ 2 будет отклонять поводок 3 вправо или влево, закручивать или раскручивать спиральную пружину, т. е. поворачивать стрелку прибора влево или вправо.

Общей деталью всех электромеханических приборов является успокоитель. Хотя по своей природе успокоители разделяются намагнитоиндукционные и воздушные, однако в измерительных приборах они имеют одинаковое назначение — гашение механических колебаний подвижной части измерительного механизма. При подключении измерительного прибора в электрическую цепь подвижная часть прибора получает механический импульс и по инерции проходит положение равновесия. При этом возникает вращающий момент обратного направления и подвижная часть прибора совершает поворот в обратном направлении, процесс повторяется, т. е. подвижная часть прибора совершает колебания.

Для уменьшения времени успокоения подвижной системы применяется магнитоиндукционный успокоитель, построенный на принципе электромагнитного торможения. При движении сектора в поле магнита в секторе наводятся вихревые токи, способствующие успокоению подвижной системы.

Представим магнитное поле постоянного магнита в виде двух полюсов, а между ними вправо перемещается металлическая часть прибора (рис. 3), в которой возбуждается индукционный ток.

Рис. 3 Схема действия электромагнитного успокоителя

Направление индукционного тока определяется правилом правой руки, т.е. ток будет идти «от нас». На проводник с током в магнитном поле действует сила Ампера, направление которой определяется правилом левой руки, т. е. сила F будет направлена влево против перемещения подвижной части прибора. Когда стрелка прибора перемещается влево, сила Ампера направлена вправо, и наоборот, т. е. будет гасить колебание стрелки прибора.