Elektrodynamiczne i ferrodynamiczne przyrządy pomiarowe

Urządzenia elektrodynamiczne i ferrodynamiczne opierają się na zasadzie oddziaływania prądów różnych cewek, z których jedna jest nieruchoma, a druga może zmieniać swoje położenie względem pierwszej. Energia elektryczna jest dostarczana do ruchomej cewki urządzenia za pośrednictwem sprężyn śrubowych lub drutów.

Elektrodynamiczne i ferrodynamiczne przyrządy pomiarowe służą do pomiaru prądu, napięcia, mocy i innych wielkości elektrycznych prądu stałego i przemiennego. Skale woltomierzy i amperomierzy są nierówne, a watomierze są praktycznie takie same.

Urządzenia elektrodynamiczne zapewniają najwyższą dokładność podczas pomiaru w obwodach prądu przemiennego o częstotliwości do 20 kHz, ale nie tolerują przeciążenia, różnią się znacznym zużyciem energii elektrycznej, a na ich odczyty mają wpływ zewnętrzne pola magnetyczne.

W celu ograniczenia tego wpływu w urządzeniach o wysokiej klasie dokładności stosuje się ekranowanie oraz astatyczną budowę układu pomiarowego. Koszt urządzeń elektrodynamicznych jest wysoki.

Skala elektrodynamicznych przyrządów pomiarowych jest często dzielona na działki bez podawania wartości tych działek w jednostkach miary. W tym przypadku stała urządzenia, tj. liczbę jednostek mierzonych odpowiadającą jednej działce skali można znaleźć za pomocą wzorów:

dla woltomierza

dla amperomierza

dla watomierza

gdzie Unom i Aznom — odpowiednio napięcie znamionowe i prąd urządzenia, αmah — łączna liczba działek skali.

W amperomierzach elektrodynamicznych dla prądu znamionowego do 0,5 A i woltomierzach oba uzwojenia urządzenia są połączone szeregowo ze sobą, aw amperomierzach o zakresie pomiarowym większym niż 0,5 A - równolegle.

Rozszerzenie granic pomiarowych amperomierzy elektrodynamicznych zapewnia podział cewki stacjonarnej na sekcje, co pozwala na zmianę zakresu pomiarowego urządzenia o połowę, a także wykorzystanie boczniki pomiarowe prądu stałego i pomiarowych przekładników prądowych przy pomiarach w obwodach prądu przemiennego.

Rozszerzenie granic pomiarowych woltomierzy elektrodynamicznych uzyskuje się poprzez zastosowanie dodatkowych rezystorów, a przy pomiarach w obwodach prądu przemiennego dodatkowo zastosowanie przekładników napięciowych.

Ryż. 1. Schematy podłączenia watomierza jednofazowego: a — bezpośrednio w sieci, b — przez przekładniki do pomiaru napięcia i prądu.

Wśród elektrodynamicznych urządzeń pomiarowych najbardziej rozpowszechniony jest watomierz (ryc.1, a), w którym cewka stała z niewielką liczbą zwojów grubego drutu jest połączona szeregowo w obwodzie, a ruchoma - podłączona do wbudowanej obudowy lub zewnętrznego dodatkowego rezystora - równolegle z część obwodu, w której mierzona jest moc. Aby odchylić strzałkę watomierza w wymaganym kierunku, należy przestrzegać zasad włączania urządzenia: energia elektryczna musi wchodzić do urządzenia od strony zacisków generatora uzwojeń, które są oznaczone na urządzeniu „*” .

Skala na każdym watomierzu wskazuje znamionowe napięcie i prąd, dla których urządzenie jest przeznaczone. W razie potrzeby dopuszcza się doprowadzenie napięcia i prądu do 120% wartości nominalnej w ciągu 2 h. Niektóre watomierze elektrodynamiczne mają zmienne zakresy pomiarowe zarówno dla napięcia znamionowego, jak i prądu znamionowego, np. 30/75/150 /300 V i 2,5/5 A.

Rozszerzenie skali prądu watomierzy elektrodynamicznych odbywa się w taki sam sposób jak w amperomierzach elektrodynamicznych, a rozszerzenie skali napięcia jest podobne do woltomierzy elektrodynamicznych. Jeżeli watomierz elektrodynamiczny jest włączony przez przekładniki do pomiaru napięcia i prądu (ryc. 1, b), zmierzoną moc oblicza się według wzoru

gdzie K.ti i Ki — odpowiednio nominalne przekładnie przekładników pomiarowych napięciowych i prądowych, ° СW — stała watomierza, α — liczba działek odczytanych przez urządzenie.

Po włączeniu miernik fazy elektrodynamicznej w obwodzie prądu przemiennego (rys.2) należy upewnić się, że przewody zasilające urządzenie są podłączone do zacisków generatora oznaczonych na urządzeniu znakiem „*”. Takie bezpośrednie podłączenie jest możliwe, jeżeli napięcie sieciowe odpowiada napięciu znamionowemu fazora, a prąd obciążenia nie przekracza jego prądu znamionowego. aktualny.

Nominalne napięcie i prąd fazora są pokazane na jego skali, na której znajdują się również oznaczenia: „IND” dla części skali odpowiadającej prądowi opóźnionemu w stosunku do napięcia oraz „EMK” dla części skali odpowiadającej wiodący prąd. W przypadku, gdy napięcie i prąd obwodu przekraczają odpowiednie napięcie i prąd znamionowy wskaznika, należy go załączyć poprzez odpowiednie pomiarowe przekładniki napięciowe i prądowe.

Ryż. 2. Schemat obwodu miernika fazy.

Urządzenia ferrodynamiczne są podobne do urządzeń elektrodynamicznych, ale różnią się od nich wzmocnionym polem magnetycznym nieruchomej cewki dzięki rdzeniowi magnetycznemu wykonanemu z materiału ferrimagnetycznego, który zwiększa moment obrotowy, zwiększa czułość, osłabia wpływ zewnętrznych pól magnetycznych i zmniejsza zużycie energii. energii elektrycznej. Dokładność ferrodynamicznych przyrządów pomiarowych jest niższa niż dokładności przyrządów elektrodynamicznych. Nadają się również do stosowania w obwodach prądu przemiennego o częstotliwości od 10 Hz do 1,5 kHz.

Ryż. 3. Schemat ideowy ferrodynamicznego licznika częstotliwości

Ryż. 4. Schemat załączenia miernika częstotliwości: a — bezpośrednio w sieci, b — przez dodatkową rezystancję

Częstościomierze ferrodynamiczne są zwykle podłączane do sieci napięcia przemiennego równolegle lub za pomocą dodatkowego urządzenia zdalnego sterowania (rys.4, a, b), czyli obwód elektryczny z rezystorami, cewkami indukcyjnymi i kondensatorami umieszczonymi w oddzielnej obudowie. Podczas włączania miernika częstotliwości należy sprawdzić, czy napięcie sieciowe odpowiada napięciu znamionowemu urządzenia, które jest wskazane na jego skali. Częstotliwości ferrodynamiczne są również produkowane bez dodatkowych urządzeń dla kilku napięć znamionowych, z których każde odpowiada określonemu cęgowi urządzenia i wspólnemu cęgowi oznaczonemu «*».