Аналоговый амперметр и вольтметр, предназначенные для измерения переменного тока и переменного напряжения
Передвижные железные инструменты
Конструкция и принцип основных операций
Приборы для передвижения железа обычно используются для измерения переменного напряжения и токов. В подвижно-железных приборах подвижная система состоит из одного или нескольких кусков специально сформированного мягкого железа, которые так поворачиваются, что на них воздействует магнитное поле, создаваемое током в катушке.
Существует два основных типа подвижно-железных приборов:
- Тип отталкивания (или двойного железа) (рисунок 1)
- Притяжение (или одножильный) тип (рисунок 2)
Ниже приводится краткое описание различных компонентов прибора с подвижным железом:
- Движущийся элемент: маленький кусок мягкого железа в виде лопасти или стержня.
- Катушка: для создания магнитного поля из-за протекающего через него тока, а также для намагничивания железных кусков.
- При типе отталкивания также используется фиксированная лопасть или стержень и намагничиваются с одинаковой полярностью.
- Управляющий крутящий момент обеспечивается пружиной или весом (сила тяжести).
- Демпфирующий крутящий момент, как правило, пневматический, демпфирующее устройство, состоящее из воздушной камеры и подвижной лопасти, прикрепленной к инструментальному шпинделю.
- Отклонение крутящего момента приводит к перемещению по алюминиевой стрелке над градуированной шкалой.
Как это работает?
Отклоняющий крутящий момент в любом приборе с подвижным железом обусловлен силами небольшого куска магнитомягкого железа, который намагничивается катушкой, несущей рабочий ток. В отталкивающем типе подвижно-железный инструмент состоит из двух цилиндрических мягких железных лопаток, установленных в неподвижной токопроводящей катушке.
Типичная схема измерения эл. ток и напряжение
Одна железная лопасть удерживается на раме катушки, а другая свободно вращается, неся вместе с ней указательный вал. Два утюга лежат в магнитном поле, создаваемом катушкой, которая состоит всего из нескольких оборотов, если прибор является амперметром или многими витками, если прибор является вольтметром.
Ток в катушке индуцирует намагничивание обеих лопаток, а отталкивание между одинаково намагниченными лопастями приводит к пропорциональному вращению. Отклоняющий крутящий момент пропорционален квадрату тока в катушке, в результате чего показание прибора является истинным значением «RMS». Вращение противоположно пружине, создающей восстанавливающий момент. Только фиксированная катушка переносит ток нагрузки и сконструирована таким образом, чтобы выдерживать высокий переходный ток.
Передвижные железные инструменты имеют весы, которые являются нелинейными и несколько переполнены в нижнем диапазоне калибровки.
Рисунок 1 - Отталкивающий движущийся железный инструмент
Рисунок 2 - Притяжение движущегося железа
Измерение электрического напряжения и тока
- Передвижные железные инструменты используются только как вольтметр и амперметр.
- Оба могут работать как на AC, так и на DC.
Амперметр
- Инструмент, используемый для измерения тока в цепи.
- Всегда подключается последовательно к цепи и измеряет ток.
- Этот ток, протекающий через катушку, создает желаемый отклоняющий момент.
- Он должен иметь низкое сопротивление, поскольку он должен быть подключен последовательно.
Вольтметр
- Инструмент, используемый для измерения напряжения между двумя точками в цепи.
- Всегда подключается параллельно.
- Ток, протекающий через рабочую катушку счетчика, вызывает отклоняющий момент.
- Он должен иметь высокое сопротивление. Таким образом, высокое сопротивление порядка килообемов соединено последовательно с катушкой прибора.
верхний
Диапазоны амперметра и вольтметра
- Для данного прибора с подвижным железом ампер-витки, необходимые для создания полномасштабного отклонения, являются постоянными.
- Можно изменять диапазон амперметров, обеспечивая шунтирующую катушку движущейся катушкой.
- Диапазон вольтметров может быть изменен, подключая резистор последовательно с катушкой. Следовательно, одна и та же спецификация обмотки катушки может использоваться для ряда диапазонов.
преимущества
- Приборы подходят для использования в цепях переменного и постоянного тока.
- Инструменты прочные, благодаря простой конструкции движущихся частей.
- Стационарные части инструментов также просты.
- Инструмент дешевый по сравнению с движущимся инструментом катушки.
- Крутящий момент / весовое отношение высокое, что приводит к меньшей ошибке трения.
ошибки
- Ошибка из-за изменения температуры.
- Ошибка из-за трения довольно мала, так как отношение вращающего момента к весу велико в движущихся инструментах катушки.
- Посторонние поля вызывают относительно низкие значения силы намагничивания, создаваемой катушкой. Эффективный магнитный скрининг необходим для уменьшения этого эффекта.
- Ошибка из-за изменения частоты вызывает изменение реактивности катушки, а также изменяет вихревые токи, индуцированные в соседнем металле.
- Отклонение крутящего момента не является точно пропорциональным квадрату тока из-за нелинейных характеристик материала железа.