Aké sú výhody a nevýhody elektromagnetických meračov?

Elektromagnetické meracie prístroje — zariadenia založené na vlastnosti magnetického poľa priťahovať napríklad feromagnetické telesá. mäkká oceľ. Keď cievkou preteká prúd, vzniká v nej magnetické pole, ktoré má tendenciu vťahovať dovnútra cievky oceľovú armatúru spojenú so šípkou zariadenia.

Šípka je vo východiskovej polohe držaná vinutou pružinou. Vychýlenie šípky sa dá použiť na odhadnutie sily prúdu prechádzajúceho cievkou. Pretože prúdové vinutie odoberá kotvu bez ohľadu na to, či je napájaná jednosmerným alebo striedavým prúdom, sú oceľové elektromagnety rovnako vhodné na meranie jednosmerného aj striedavého prúdu.

Elektromagnetické zariadenie má teda elektromagnetický merací mechanizmus so stacionárnou cievkou, cez ktorej cievkou preteká elektrický prúd, a jedným alebo viacerými feromagnetickými jadrami namontovanými na osi.

Elektromagnetické meracie prístroje sa používajú v ampérmetroch, voltmetroch, frekvenčných meračoch a fázové merače.

Elektromagnetické zariadenia sa vyrábajú s plochou alebo okrúhlou cievkou. Plochá stacionárna cievka (obr. 1, a) je zvyčajne navinutá z hrubého drôtu 1 na neferomagnetickom ráme 2 tak, že sa v nej vytvorí vzduchová medzera. Vedľa medzery je umiestnená feromagnetická doska 7, os dosky je umiestnená asymetricky, šípka 8 zariadenia je pripevnená k osi pohybujúcej sa pozdĺž stupnice 3 zariadenia. Na osi je namontovaná protiľahlá pružina 6 a hliníkový sektor 5, ktorý sa môže otáčať v poli permanentného magnetu 4.

Elektromagnetické zariadenie s kruhovou cievkou je štruktúrované nasledovne. Kruhová cievka 10 (obr. 1, b) so vzduchovou stredovou medzerou je navinutá z hrubého drôtu. Vo vnútri medzery je upevnená feromagnetická doska 11 a na osi je upevnená druhá, ale už pohyblivá feromagnetická doska 12. Na osi dosky 12 je upevnená protipružina 13 a šípka 14 zariadenia. Na vytvorenie protimomentu je hliníkový sektor upevnený na osi a inštalovaný permanentný magnet — nie je znázornené na obrázku.

Ryža. 1. Elektromagnetický merací mechanizmus: a — s plochou cievkou, b — s kruhovou cievkou

Výhody elektromagnetických meracích prístrojov

Uhol vychýlenia šípky elektromagnetického meracieho zariadenia závisí od štvorca prúdu. To znamená, že zariadenia elektromagnetického systému môžu pracovať v obvodoch jednosmerného a striedavého prúdu.

Keď cievkou preteká striedavý prúd, pohyblivé jadro sa magnetizuje súčasne so zmenou smeru magnetického poľa a smer krútiaceho momentu sa nemení, to znamená, že zmena znamienka prúdu neovplyvňuje znak uhla odchýlky. Čítanie zariadenia v AC obvode je úmerné efektívnym hodnotám nameraných hodnôt.

Elektromagnetické merače majú jednoduchý dizajn, sú lacné, najmä panelová doska. Môžu priamo merať veľké prúdy, pretože ich cievky sú stacionárne a môžu byť ľahko vyrobené z drôtov s veľkým prierezom.

Priemysel vyrába ampérmetre elektromagnetického systému na priame pripojenie k prúdom do 150 A.

Elektromagnetické meracie prístroje odolávajú nielen krátkodobému, ale aj dlhodobému prípadnému preťaženiu, ku ktorému dochádza počas procesu merania.

Nevýhody elektromagnetických meracích prístrojov

Nevýhody elektromagnetických meracích prístrojov zahŕňajú: nerovnomernosť stupnice a relatívne nízku citlivosť pri meraní nízkych prúdov, to znamená relatívne nízku presnosť merania na začiatku stupnice, závislosť údajov prístroja od vplyvu vonkajších magnetických polí, nízku rozsah merania frekvencie, vysoká citlivosť prístrojov na kolísanie prúdových frekvencií a ich veľká spotreba (do 2 W pre ampérmetre pre prúdy do 10 A a 3 — 20 W pre voltmetre v závislosti od napätia).

Pre mnohé zariadenia je mierka takmer rovnaká.

Elektromagnetické meracie prístroje sú citlivé na vplyv vonkajších magnetických polí, pretože majú veľmi slabé vlastné magnetické pole. Faktom je, že cievky sú vyrobené bez feromagnetických jadier, takže magnetické pole v nich vytvorené je uzavreté vo vzduchu a je známe, že vzduch je médium s veľmi vysokým magnetickým odporom. Na elimináciu vplyvu magnetických polí sa hojne používajú rôzne magnetické štíty alebo sa prístroje vyrábajú v astatickom vyhotovení.

V astatických meracích prístrojoch sa namiesto jednej cievky s jadrom používajú dve pevné cievky a dve žily namontované na jednej osi šípkou, resp. Vinutia cievok sú zapojené do série a tak, že keď nimi prechádza meraný prúd, vznikajú v nich magnetické toky smerujúce k sebe.

Ak je merací prístroj vo vonkajšom magnetickom poli, v jednej cievke sa magnetické pole zväčšuje a v druhej zmenšuje. Preto je nárast krútiaceho momentu v jednej cievke kompenzovaný rovnakým poklesom krútiaceho momentu v druhej cievke. Tým sa kompenzuje vplyv vonkajšieho rovnomerného magnetického poľa. Ak vonkajšie magnetické pole nie je rovnomerné, dochádza len k čiastočnej kompenzácii.