Elektrodynamické a ferodynamické měřicí přístroje

Elektrodynamická a ferodynamická zařízení jsou založena na principu interakce proudů různých cívek, z nichž jedna je stacionární a druhá může měnit svou polohu vzhledem k první. Elektrická energie je přiváděna do pohyblivé cívky zařízení prostřednictvím vinutých pružin nebo drátů.

Elektrodynamické a ferodynamické měřicí přístroje slouží k měření proudu, napětí, výkonu a dalších elektrických veličin stejnosměrných a střídavých proudů. Stupnice voltmetrů a ampérmetrů jsou nerovnoměrné a wattmetry jsou prakticky stejné.

Elektrodynamické přístroje poskytují nejvyšší přesnost při měření ve střídavých obvodech s frekvencí do 20 kHz, nesnášejí však přetížení, liší se značnou spotřebou elektrické energie a jejich odečty jsou ovlivněny vnějšími magnetickými poli.

Pro snížení tohoto vlivu u zařízení s vysokou třídou přesnosti se používá stínění a astatická konstrukce měřicího systému. Náklady na elektrodynamická zařízení jsou vysoké.

Stupnice elektrodynamických měřicích přístrojů je často rozdělena do dílků bez uvedení hodnot těchto dílků v měrných jednotkách. V tomto případě je konstanta zařízení, tzn. počet měřených jednotek odpovídající jednomu dílku stupnice se zjistí podle vzorců:

pro voltmetr

pro ampérmetr

pro wattmetr

kde Unom a Aznom — jmenovité napětí a proud zařízení, αmah — celkový počet dílků stupnice.

V elektrodynamických ampérmetrech pro jmenovitý proud do 0,5 A a voltmetrech jsou obě vinutí zařízení zapojena do série a v ampérmetrech s rozsahem měření větším než 0,5 A - paralelně.

Rozšíření mezí měření elektrodynamických ampérmetrů je zajištěno rozdělením stacionární cívky do sekcí, což umožňuje měnit rozsah měření přístroje na polovinu, stejně jako používat měřící bočníky stejnosměrných a měřicích transformátorů proudu při měření ve střídavých obvodech.

Rozšíření mezí měření elektrodynamických voltmetrů je dosaženo použitím přídavných rezistorů a při měření v obvodech střídavého proudu navíc pomocí měřicích transformátorů napětí.

Rýže. 1. Schémata připojení jednofázového wattmetru: a — přímo do sítě, b — přes měřicí transformátory napětí a proudu.

Mezi elektrodynamickými měřicími přístroji je nejrozšířenější wattmetr (obr.1, a), ve kterém je pevná cívka s malým počtem závitů tlustého drátu zapojena do série v obvodu a pohyblivá - připojená k vestavěnému pouzdru nebo k externímu přídavnému odporu - paralelně s ta část obvodu, ve které se měří výkon. Pro vychýlení šipky wattmetru požadovaným směrem je třeba dodržet pravidla pro zapnutí zařízení: elektrická energie musí do zařízení vstupovat ze strany generátorových svorek vinutí, které jsou na zařízení označeny "*" .

Stupnice na každém wattmetru udává jmenovité napětí a proud, pro které je zařízení určeno. V případě potřeby je dovoleno do 2 hodin přivést napětí a proud až na 120 % jmenovitých hodnot Některé elektrodynamické wattmetry mají variabilní rozsahy měření pro jmenovité napětí i jmenovitý proud, např. 30/75/150 /300 V a 2,5/5 A.

Rozšíření aktuálního měřítka elektrodynamických wattmetrů se provádí stejným způsobem jako u elektrodynamických ampérmetrů a rozšíření měřítka napětí je podobné jako u elektrodynamických voltmetrů. Pokud je elektrodynamický wattmetr zapnut přes měřicí transformátory napětí a proudu (obr. 1, b), zjistí se naměřený výkon podle vzorce

kde K.ti a Ki — jmenovité transformační poměry měřicích transformátorů napětí a proudu, ° СW — konstanta wattmetru, α — počet dílků odečítaných zařízením.

Při zapnutí elektrodynamický fázový měřič ve střídavém obvodu (obr.2) je nutné zajistit, aby vodiče napájející zařízení byly připojeny ke svorkám generátoru označeným na zařízení "*". Takové přímé připojení je možné, pokud síťové napětí odpovídá jmenovitému napětí fázoru a zatěžovací proud nepřekračuje jeho jmenovitý proud. aktuální.

Jmenovité napětí a proud fázoru jsou uvedeny na jeho stupnici, kde jsou také označení: «IND» pro část stupnice odpovídající proudu zaostávajícího za napětím a «EMK» pro část stupnice odpovídající vedoucí proud. V případě, že napětí a proud obvodu překročí odpovídající jmenovité napětí a proud fázoru, měl by být zapnut přes odpovídající měřicí transformátory napětí a proudu.

Rýže. 2. Schéma zapojení fázového měřiče.

Ferodynamická zařízení jsou podobná elektrodynamickým zařízením, ale liší se od nich zesíleným magnetickým polem stacionární cívky díky magnetickému jádru z ferimagnetického materiálu, které zvyšuje točivý moment, zvyšuje citlivost, zeslabuje vliv vnějších magnetických polí a snižuje spotřebu. elektrické energie. Přesnost ferodynamických měřících přístrojů je nižší než přesnost elektrodynamických přístrojů. Jsou také vhodné pro použití na střídavých obvodech s frekvencí 10 Hz až 1,5 kHz.

Rýže. 3. Schéma ferodynamického frekvenčního čítače

Rýže. 4. Schéma zapínání měřiče kmitočtu: a — přímo v síti, b — přes přídavný odpor

Ferodynamické frekvenční měřiče jsou obvykle připojeny k síti střídavého napětí paralelně nebo prostřednictvím přídavného zařízení pro dálkové ovládání (obr.4, a, b), což je elektrický obvod s odpory, indukčními cívkami a kondenzátory umístěnými v samostatném krytu. Při zapnutí měřiče frekvence byste měli zkontrolovat, zda síťové napětí odpovídá jmenovitému napětí zařízení, které je uvedeno na jeho stupnici. Ferodynamické frekvenční měřiče se vyrábí i bez přídavných zařízení pro několik jmenovitých napětí, z nichž každé odpovídá konkrétní svorce zařízení a společné svorce označené «*».