Практическаяработа№1
Исследованиеустройстваэлектроизмерительныхприборов
Цель:
изучить конструкции наиболее распространенных приборов (амперметров и вольтметров) магнитоэлектрической и электромагнитной систем и приборов электродинамической или ферродинамической систем. Научиться определять технические характеристики по условным обозначениям на шкалах приборов. Научиться определять, для каких измерений могут быть использованы эти приборы. Научиться определять цену деления приборов с различными типамишкал.
стенд с электроизмерительными приборами в полуразобранном виде. Действующие электроизмерительные приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, ферродинамической систем в прозрачных корпусах
Приборымагнитоэлектрическойсистемы
Измерительный механизм состоит из постоянногомагнита 1 с полюсными наконечниками , между которыми строго по центру установлен неподвижный цилиндрический сердечник 2. В воздушном зазоре размещается подвижная рамка (катушка) 3 на оси 4, представляющая собой легкий алюминиевый каркас с обмоткой из тонкой медной или алюминиевойпроволоки. Концы обмотки рамки соединены со спиральными пружинами 5,6, создающими противодействующий момент. Наодной оси срамкой расположена стрелка 7.
Рис.2.Устройствоприборамагнитоэлектрическойсистемы
Принцип действия основан на использовании взаимодействия поля постоянного магнита и катушки (рамки),по которой протекает ток.
Подвижная часть в приборах этой системы перемещается в результате взаимодействия поля постоянного магнита с магнитным полем проводника с током. Подвижная часть чаще выполняется в виде рамки, реже – в виде небольшого постоянногомагнита.Припротеканиипостоянноготокапообмотке
рамки возникает магнитное поле, которое взаимодействует с полем постоянного магнита. В результате создается вращающий момент.
Достоинства: высокая чувствительность и точность (0,05); малая потребляемая мощность; незначительное влияние внешних магнитных полей; равномерная шкала.
Недостатки: сложность и высокая стоимость; непригодность для измерения в цепях переменного тока; низкая перегрузочная способность; необходимость соблюдения полярности при включении.
Приборы можно применять как для измерения тока (15-30мА), так для измерения напряжения(от45мВдонескольких вольт),сопротивленияит.д.в цепяхпостоянного тока; используются в качестве индикаторов на транспортных средствах, в качестве лабораторных и щитовых приборов на электростанциях и др. предприятиях. В цепях переменного тока используются в сочетании с преобразователями.
Прибор состоит из неподвижной плоской катушки 1 и подвижной пластины 2, закрепленной на оси. Дополнительно с осью соединены спиральная противодействующаяпружина 3 и успокоитель 4 .
Катушки амперметров наматывают медным проводом (0,6мм), вольтметров медным изолированным проводом (0,08мм-0,15мм)
Рис.3.Устройствоприбораэлектромагнитнойсистемы
В основе работы лежит принцип механического взаимодействия магнитного поля и ферромагнитного материала. Перемещение подвижной части И.М. происходит в результате взаимодействия магнитных полей неподвижной катушки и подвижного ферромагнитного сердечника из магнитомягкого материала. При протекании тока по катушке возникает магнитное поле, сердечник намагничивается и втягивается в щель каркаса катушки, поворачивая ось со стрелкой.
Достоинства: применяются в цепях постоянного и переменного тока, устойчивы к кратковременным перегрузкам, просты по конструкции иотносительно дешевы.
Недостатки: неравномерность шкалы, восприимчивость к внешним магнитным полям, относительно низкая чувствительность
Щитовые приборы используютна стационарных и подвижных объектах, переносные – вустройствахавтоматики,телемеханики,связииэнергетики,дляизмерения
параметров реле автоблокировки и др. устройств. Для измерения тока и напряжения (600В) в цепях постоянного и переменного тока (до 150А) разработаны специальные приборы. При более высоких напряжениях их включают в цепь с помощью трансформаторов тока или напряжения.
Измерительныймеханизмсостоитизподвижной2инеподвижной1катушек.На оси 4 жестко закреплены подвижная катушка 2, указательная стрелка с балансными грузиками 6, успокоитель 3 и концы двух противодействующих токопроводящих пружин 5. Противоположные концы пружин соединены с неподвижной катушкой. Одна из пружин соединена с рычажком корректора для установки стрелки на нуль. В большинстве приборов применяют воздушные успокоители. Неподвижную катушку наматывают медным проводом, подвижную - алюминиевым. При изменении полярности изменяются направления токов в обеих катушках, а направление отклонения стрелки не меняется
Рис.4.Устройствоприбораэлектродинамическойсистемы
В основе работы лежит принцип механического взаимодействия проводников, по которым проходит ток. Перемещение подвижной части происходит в результате взаимодействия магнитных полей подвижной и неподвижной катушек (рамок), по которым протекает эл. ток. При этом подвижная катушка стремится изменить свое положение, таким образом, чтобы направления магнитных полей совпали.
Достоинства: высокая точность, пригодны для измерения разных физических величин в цепях переменного и постоянного тока (мощность, частота, фаза).
Недостатки:чувствительностькперегрузкам, высокаястоимостьичувствительностьк воздействию магнитных полей
Используют в цепях переменного и постоянного тока в основном как переносные лабораторные, в качестве образцовых при проверке и градуировке технических средств измерений в лабораториях, узлах связи. В основном используют как ваттметры для измерения мощности.
Наименование | Условноеобозначение | |||
Магнитоэлектрическийприборсподвижнойрамкой | ||||
Магнитоэлектрическийлогометрсподвижнымирамками | ||||
Магнитоэлектрическийприборсподвижныммагнитом | ||||
Магнитоэлектрическийлогометрсподвижныммагнитом | ||||
Электромагнитныйприбор | ||||
Электромагнитныйлогометр | ||||
Электродинамическийприбор | ||||
Электродинамическийлогометр | ||||
Ферродинамическийприбор | ||||
Ферродинамическийлогометр | ||||
Индукционныйприбор | ||||
Индукционныйлогометр | ||||
Электростатическийприбор | ||||
Защитаотвнешнихмагнитныхполей(Iкатегория защищенности) | ||||
Защитаотвнешнихэлектрическихполей(Iкатегориязащищенности) | ||||
Постоянный ток | ||||
Переменный(однофазный)ток | ||||
Постоянныйипеременныйток | ||||
Трехфазныйток(общее обозначение) | ||||
Трехфазныйтокпринеравномернойнагрузкефаз | |||||
Приборстрехэлементнымизмерительныммеханизмом (для четырехпроводной сети) | |||||
Классточностипринормировании | погрешности | в | 1,5 | ||
процентахотдиапазонаизмерения | 1.5 | ||||
Горизонтальноеположениешкалы | |||||
Вертикальноеположениешкалы | |||||
Наклонноеположениешкалыподопределеннымугломк горизонту, например, 60° | 60о | ||||
Измерительнаяцепьизолированаоткорпусаииспытана напряжением, например, 2 кВ | 2 | ||||
Группаэксплуатацииприбора | А– для работы в закрытыхсухихотапливаемых помещениях; Б–дляработывзакрытыхне отапливаемых помещениях; В– для работы в полевых (В1) и морских (В2)условиях. Отсутствиеналицевойпанелиприбора обозначениягруппы, означаетего принадлежностькгруппеА. | ||||
По внешнему виду и обозначениям на шкале выяснить о приборе и записать в таблицу №1 следующие данные: систему, наименование, тип прибора, род тока, и измеряемой величины, предел измерения, цену деления, тип шкалы, положение прибора, класс точности, категорию защиты от внешних электрических и магнитных полей, группу эксплуатации, испытательное напряжение изоляции, год выпуска, заводской номер.
Таблица№1.Расшифровкаусловныхобозначенийнашкалахизмерительных приборов
Прибор 1 | Прибор 2 | Прибор 3 | Прибор 4 | Прибор 5 | Прибор 6 | |
Наименование | ||||||
Типприбора | ||||||
Родтокаиизмеряемой величины | ||||||
Пределизмерения | ||||||
Ценаделения | ||||||
Типшкалы | ||||||
Положениеприбора | ||||||
Классточности | ||||||
Категория защиты от внешних электрическихи магнитныхполей | ||||||
Группаэксплуатации |
Испытательное напряжение изоляции | ||||||
Годвыпуска | ||||||
Заводскойномер |
Почемуприборымагнитоэлектрическойсистемыприменяютсятолькодля измерения постоянных величин?
Засчетчеговозникаетвращающиймоментвприборахмагнитоэлектрической системы?
Перечислитьосновныедостоинстваинедостаткиприборовмагнитоэлектрической системы.
Перечислитьосновныедеталиприборовэлектромагнитнойсистемы.
Засчетчегосоздаетсяпротиводействующиймоментвприборахэлектромагнитной системы?
Какиевидыуспокоителейвызнаете?
Перечислитьосновныедостоинстваинедостаткиприборовэлектромагнитной системы.
Приборыкакойсистемымогутиспользоватьсядляизмерениямощности?
Засчет чего возникает вращающий момент вприборах электродинамической системы?
Чемразличаетсяустройствоприборовэлектродинамическойиферродинамической систем?
Какиенедостаткиэлектродинамическойсистемыустраненывприборах ферродинамической системы?
