Уравнение движения подвижной части.

Дифференциальное уравнение второго порядка с постоянными коэффициентами и правой частью.

Преобразуем в уравнение операторной формы: введём оператор p:

Найдем передаточную функцию измерительного механизма: (выход - a, вход - М)

Заменив P®(jω) получим АЧХ:

q=ω/ω₀, где ω – круговая частота вращаемого момента (измеряемой величины).

- круговая частота собственных колебаний подвижной части.

, b - степень успокоения подвижной части.

Почти для всех приборов b<1:

В настоящее время – 6 типов ИМ – 6 типов эл.-мех. приборов:

1. Магнитоэлектрические (постоянный магнит и катушка с током ) (взаимодействуют поля)

2. Электромагнитные:

Катушка с током и сердечник из ферромагнетика

3. Электродинамические:

Взаимодействие 2-х катушек с током ; (две подвижных).

4. Ферродинамические:

(как и динамические, но имеет сердечник: )

5. Электростатические:

(заряженные пластины)

6. Индукционные: (счётчик)

Магнитоэлектрические приборы:

Существует два типа:

1. С подвижной катушкой

2. С подвижным магнитом

Основными узлами магнитоэлектрического измерительного механизма является магнитная система и подвижная часть

1 – постоянный магнит

2 – магнито-провод

3 – полюсные наконечники с цилиндрической расточкой.

4 – цилиндрический сердечник.

Магнит – источник магнитного поля и выполняется из жёсткомагнитного материала (Более широкий диапазон Н у петли гистерезиса)

2, 3, 4 –из мягкомагнитного материала (более узкая петля)

Расстояние между сердечником и полюсным наконечником по R 1-2 мм.

Катушка из меди (иногда алюминиевая) провод: 0.03-0.2мм.

Они бывают каркасными (из алюминия) и бескаркасными катушками. Используется магнитоиндукционное успокоение, но без специальных успокоителей. Оно создаётся за счёт возникновения вихревых токов при Dy.

Для увеличения успокоения на катушку наматывается короткозамкнутые витки, не участвующие в создании вращающего момента.

Цилиндрическая расточка полюсных наконечников и цилиндрический сердечник позволяет получать в рабочем зазоре равномерное радиальное поле, так, что индукция в зазоре B=const, не зависящая от a.

Вращающий момент ÞM=dω_э/da.

В нашем случае энергия – это:W_э=W_{магнита}+W_{катушки}+W_{взаим. полей}

W_вз=yi, y-потокосцепление (поток сцепляется с катушкой) зависит от a.

y=Fv, v- число витков.

y=vBSa Þ M=vBSi, i-ток.

В – индукция в зазоре.

S – площадь катушки.

Если i – переменная; i=ImSin(ωt), то мгновенное значение вращающего момента

M_t=BSvImSin(ωt).

Лекция №7

На частоте f=50Гц коэффициент передачи будет равен нулю – работать не будет. Эти приборы работают только на постоянном токе (т. к. после 10Гц отклонений уже не видно, т. к. стрелка не может колебаться так быстро)

На постоянном токе:

M=BSvI

M_пр=Wa

Þ S – площадь катушки

v - ветки в катушке.

W – удельный против. момент.

Выводы: 1. Прибор работает только на постоянном токе Þ необходимо соблюдать полярность.

2. Шкала – равномерная

- чувствительность току.

Достоинства и недостатки:

Д.: 1. Относятся к наиболее точным приборам, вплоть до класса 0.1 (приведённая погрешность не более 0.1%). Разность объясняется равномерной шкалой.

2. Малые влияния внешних магнитных полей, т. к. сильно собственное поле – несколько десятых тесла (а в природе не бывает 2.1 тесла); кожух- экран, магнитопровод- экран.

3. Возможная высокая чувствительность.

Например: по току 10⁸-10¹⁰дел/А- очень малая величина.

4. Малое собственное потребление мощности (энергии).

5. Не влияют электрические поля.

Недостатки: 1. Малая перегрузочная способность (после зашкаливания прибор сразу сгорает – сгорают подводы: пружины, растяжки; но если их делать толще – чувствительность теряется).

2. Возможность применения только в цепях постоянного тока.

3. Относительно сложная и дорогая конструкция.