Магнитоэлектрические амперметры и вольтметры.

В амперметрах измерительный механизм включается непосредственно в цепь или с помощью шунта.

а) Включение катушки в цепь.

I£30мА

б) с шунтом: I>30мА

Пример:

Шунт потому, что при возрастающем токе токоподводы будут нагреваться и изменять свои характеристики ® для этого и шунт – чтобы избежать этого.

Если: I=10A, I_k=0.03A, I_ω=9.97A.

Шунт всегда из манганина – сплав. Его особенность: 1. Нулевой температурный коэффициент. 2. Высокое удельное сопротивление: при заданном сопротивлении шунта – размер его меньше.

Основная погрешность этих приборов – температурная погрешность.

Влияние температуры на магнитоэлектрические измерительного механизма.

1. При повышении температуры, пружина создающая противодействующий момент, стремится раскрутиться. Для компенсации этого устанавливают две пружины с разным направлением витков.

2. Пружины ослабевают на 0.2-0,4% на каждые10^оС.

3. Магнитный поток постоянного магнита уменьшается: 0,2-0,4% на 10^оС.

Явления 2 и 3 друг друга компенсируют:

4. Изменяется электрическое сопротивление катушки (из меди): температурный коэффициент меди = 4,26*10^-3 1/град или 4% на 10^оС.

Для схемы а) эта погрешность отсутствует, т. к. при изменении сопртивления прибор покажет и изменение тока в цепи (это не погрешность – просто новый результат);

В схеме б) (с шунтом) при изменении температуры происходит перераспределение тока, т. к. шунт не зависит от температуры, а катушка зависит: если I=10A, I_k=0.027 (было 0,03), I_m=9.973 (9.97)

А стрелка отклоняется по I_k

Показывает меньше или больше, поэтому у шунта должна быть температурная компенсация.

Для этого:

r_m и r_g – из манганина Þ (r_k+r_g)®имеет меньший температурный коэффициент.

Такие схемы – в приборах относительно низкого класса точности, т. к. для высокого нужно большое r_gÞ теряем чувствительность. В высоком классе используют п/п резисторы:

r_пп – может иметь отрицательный и очень большой температурный коэффициент.

Потери меньше, чем при r_g, т. к. сопротивление r_пп<<r_k. Сопротивление (r+r_пп)- термокомпенсатор.

r – для регуляции общего сопротивления.

(r+r_пп) – для лучшей компенсации.

В магнитоэлектрических Вольтметрах катушка включается последовательно с добавочным резистором.

r_g – из манганина.

Чем больше r_gÞ выше предел измерения Þ меньше температурная погрешность.

Для 150-100В – может быть класс точности 0.1.

На 3-10 В – не лучше, чем 0,5, т. к. r_g - маленькоеÞ не полная температурная компенсация.

Магнитоэлектрические омметры.

Можно построить по 2-м схемам:

В любом случае: (a=S_II)

Для а):

Для б):

a - функция от r_x=F(r_x)

В обоих схемах шкалы – неравномерные (т. к. зависимость не пропорциональная)

У омметра а) нуль шкалы совмещён с максимальным углом поворота; у б) нуль слева.

Омметры с последовательной схемой более пригодны для измерения больших сопротивления, а б) для малых.

Выполняются в виде переносных приборов класса 1,5; 2,5 и питание осуществляется батарейками.

Нужно поддерживать U=const. Можно регулировать:

Есть способ измерять индукцию в зазоре:

S_IU=const, , BU=const.

Для изменения B используется магнитный шунт:

Через МШ часть поля проходит.

При U=max, шунт ближе, когда U уменьшается – шунт отодвигается.

Необходимость ручной регулировки – недостаток. От него свободны омметрыс с логометром (прибор, противодействующий момент создаётся как и вращающий).

Ставят 2 жестко скрепленные катушки.

От a зависит только В:

Сердечник элипсообразный + 2 катушки.

(Не зависит от U)

Уровень токов: токи должны преодолеть моменты трения в опорах (нижняя граница); верхняя граница – техника безопасности.

Лекция №8