Измерительные приборы электромагнитной и электродинамических систем

Для измерения синусоидальных токов в напряжений в большинстве случаев используют приборы электромагнитной системы .

Активную мощность измеряют приборами электродинамической системы.

Измерительный элемент приборами электромагнитной системы (рис.1.14) имеет катушку 1 и сердечник (листочек ) 2 из магнитомягкого материала , укрепленный на оси 3.При протекании измеряемого тока через катушку в неё втягивается сердечник ,т.е создается электромагнитный момент , поворачивающий ось со стрелкой .

Спиральная пружина 4, закручиваясь ,создает противодействующий момент .Равенство этого момента электромагнитному наступает при некотором угле поворота подвижной системы (сердечник +стрела). По положению стрелки 5 прибора относительно его шкалы производится отсчёт измеряемой величины .Шкала градуируется для действующего значения измерительного тока или напряжения .

Значение коэффициента ,связывающего угол поворота подвижной системы с током катушки , зависит от взаимного положения катушки и сердечника При втягивании сердечника значение коэффициента меняется ,поэтому шкала прибора нелинейная .Начальная часть шкалы (0.25 от номинальной величины) не градуируется.

Катушки амперметров и вольтметров электромагнитной системы имеют различные параметры .Катушка вольтметра имеет тонкий провод с большим числом витков. Катушка амперметра имеет малое число витков провода значительно большого сечения.

Приборы электромагнитной системы (приборы массового применения сравнительно невысокого класса точности ) в основном используют для измерения токов и напряжений частотой 50 Гц.

Измерительный элемент прибора электродинамической системы (рис 1.15) имеют неподвижную 1 и подвижную 2 катушки .Подвижная катушка расположена на оси прибора 3 и соединена с внешней цепью через спиральные пружины 4, которые являются токоподводами, так и упругими элементами. Они создают

момент ,противодействующий электромагнитному моменту, возникающему при взаимодействии магнитных полей катушек .Угол отклонения подвижной системы (подвижная катушка + стрелка) пропорционален произведению токов катушек .

Такой измерительный элемент используют в ваттметрах. Через неподвижную (токовую) катушку протекает ток потребителя , подвижную катушку (катушка напряжения) включают на напряжения потребителя. Если бы подвижная система была без инерционной , то стрелка прибора , непрерывно изменяя свое положение , показывала бы функцию p(t)- зависимость мгновенной мощности от времени .Однако из-за инерционности подвижной системы стрелка показывает среднее значение этой функции ,являющейся активной мощностью P потребителя. В многопредельных ваттметрах катушки имеют несколько номинальных значений токов и напряжений(пределов). Номинальная мощность равна произведению выбранных для конкретной цепи пределов .

При измерении мощности некоторого потребителя начала токовой обмотки и обмотки напряжения ваттметра (их обозначают звездочками или точками (рис 1.15) и называют генераторными зажимами ) подключают к одному из полюсов источника энергии .

Погрешность измерения рассчитывать по ласу точности прибора относительно его номинальной мощности .

Ошибку при определении коэффициента мощности cos можно определить следующим образом .

Коэффициент мощности рассчитывают исходя из уравнения :

P= UI cos .

Мощность измеряется в ваттметром на 75 Вт номинальной величины ,напряжение – вольтметром на 75 В, ток - амперметром на 1 А.Все приборы имеют класс точности 2.5 .При измерении ваттметр показал , например 13,8 Вт ,вольтметр - 30В,амперметр - 1А .Тогда коэффициент мощности cos = = = 0.92

Абсолютная погрешность расчета коэффициента мощности равна полному дифференциалу расчетного выражения для cos :

=

Абсолютные погрешности измерения мощности ,напряжения и тока соответственно :

=

U = .

Абсолютная погрешность расчета коэффициента мощности