Jaké jsou výhody a nevýhody elektromagnetických měřičů?

Elektromagnetické měřicí přístroje — zařízení založená na vlastnosti magnetického pole přitahovat například feromagnetická tělesa. měkká ocel. Když cívkou protéká proud, vzniká v ní magnetické pole, které má tendenci vtahovat dovnitř cívky ocelovou armaturu spojenou se šipkou zařízení.

Šipku ve výchozí poloze drží vinutá pružina. Výchylku šipky lze použít k odhadu síly proudu procházejícího cívkou. Protože proudové vinutí odebírá kotvu bez ohledu na to, zda je napájena stejnosměrným nebo střídavým proudem, jsou ocelové elektromagnety stejně vhodné pro měření stejnosměrného i střídavého proudu.

Elektromagnetické zařízení má tedy elektromagnetický měřicí mechanismus se stacionární cívkou, jejíž cívkou protéká elektrický proud, a jedním nebo více feromagnetickými jádry namontovanými na ose.

Elektromagnetické měřicí přístroje se používají v ampérmetrech, voltmetrech, měřičích frekvence a fázové měřiče.

Elektromagnetická zařízení se vyrábějí s plochou nebo kulatou cívkou. Plochá stacionární cívka (obr. 1, a) je obvykle navinuta ze silného drátu 1 na neferomagnetickém rámu 2 tak, že se v ní vytvoří vzduchová mezera. Vedle mezery je umístěna feromagnetická deska 7, osa desky je umístěna asymetricky, šipka 8 zařízení je připevněna k ose pohybující se po stupnici 3 zařízení. Na ose je upevněna protilehlá pružina 6 a hliníkový sektor 5, který se může otáčet v poli permanentního magnetu 4.

Elektromagnetické zařízení s kruhovou cívkou je strukturováno následovně. Ze silného drátu je navinutá kulatá cívka 10 (obr. 1, b) se vzduchovou středovou mezerou. Uvnitř mezery je upevněna feromagnetická deska 11 a na ose je upevněna druhá, ale již pohyblivá feromagnetická deska 12. Na ose desky 12 je upevněna protipružina 13 a šipka 14 zařízení. Pro vytvoření protimomentu je hliníkový sektor upevněn na ose a instalován stálý magnet — na obrázku není znázorněno.

Rýže. 1. Elektromagnetický měřicí mechanismus: a — s plochou cívkou, b — s kruhovou cívkou

Výhody elektromagnetických měřicích přístrojů

Úhel vychýlení šipky elektromagnetického měřicího zařízení závisí na druhé mocnině proudu. To znamená, že zařízení elektromagnetického systému mohou pracovat ve stejnosměrných a střídavých obvodech.

Když cívkou protéká střídavý proud, je pohyblivé jádro magnetizováno současně se změnou směru magnetického pole a směr točivého momentu se nemění, to znamená, že změna znaménka proudu neovlivňuje znak úhlu odchylky. Odečet zařízení ve střídavém obvodu je úměrný efektivním hodnotám naměřených hodnot.

Elektromagnetické měřiče mají jednoduchý design, jsou levné, zejména panelová deska. Mohou přímo měřit velké proudy, protože jejich cívky jsou stacionární a lze je snadno vyrobit z drátů s velkým průřezem.

Průmysl vyrábí ampérmetry elektromagnetického systému pro přímé připojení k proudům do 150 A.

Elektromagnetická měřicí zařízení odolávají nejen krátkodobému, ale i dlouhodobému případnému přetížení, ke kterému dochází během procesu měření.

Nevýhody elektromagnetických měřicích přístrojů

Mezi nevýhody elektromagnetických měřicích přístrojů patří: nerovnoměrnost stupnice a relativně malá citlivost při měření malých proudů, to znamená relativně malá přesnost měření na začátku stupnice, závislost údajů přístroje na vlivu vnějších magnetických polí, nízká- rozsah měření frekvence, vysoká citlivost přístrojů na kolísání proudových frekvencí a jejich velká spotřeba (až 2 W u ampérmetrů pro proudy do 10 A a 3 — 20 W u voltmetrů v závislosti na napětí).

U mnoha zařízení se měřítko blíží stejné.

Elektromagnetické měřicí přístroje jsou citlivé na vliv vnějších magnetických polí, protože mají velmi slabé vlastní magnetické pole. Faktem je, že cívky jsou vyrobeny bez feromagnetických jader, takže magnetické pole v nich vytvořené je uzavřeno ve vzduchu a je známo, že vzduch je médium s velmi vysokým magnetickým odporem. Pro eliminaci vlivu magnetických polí se hojně používají různé magnetické štíty nebo se přístroje vyrábí v astatickém provedení.

V astatických měřicích přístrojích se místo jedné cívky s jádrem používají dvě pevné cívky a dvě jádra upevněná na jedné ose se šipkou, resp. Vinutí cívek jsou zapojena do série mezi sebou a tak, že při průchodu měřeného proudu v nich vznikají magnetické toky směřující k sobě.

Pokud je měřicí zařízení ve vnějším magnetickém poli, zvětšuje magnetické pole v jedné cívce a snižuje se ve druhé. Proto je nárůst točivého momentu v jedné cívce kompenzován stejným poklesem točivého momentu v druhé. Tím se kompenzuje vliv vnějšího rovnoměrného magnetického pole. Pokud vnější magnetické pole není rovnoměrné, dochází pouze k částečné kompenzaci.