Elektrodynamiske og ferrodynamiske måleinstrumenter
Elektrodynamiske og ferrodynamiske enheter er basert på prinsippet om samhandling av strømmer av forskjellige spoler, hvorav den ene er stasjonær og den andre kan endre sin posisjon i forhold til den første. Elektrisk energi tilføres enhetens bevegelige spole via spiralfjærer eller ledninger.
Elektrodynamiske og ferrodynamiske måleenheter brukes til å måle strøm, spenning, effekt og andre elektriske mengder av like- og vekselstrøm. Skalaene til voltmetre og amperemeter er ujevn, og wattmetere er praktisk talt de samme.
Elektrodynamiske enheter gir den høyeste nøyaktigheten ved måling i vekselstrømkretser med en frekvens på opptil 20 kHz, men de tolererer ikke overbelastning, varierer i betydelig forbruk av elektrisk energi, og deres avlesninger påvirkes av eksterne magnetiske felt.
For å redusere denne påvirkningen i enheter med høy nøyaktighetsklasse, brukes skjerming og astatisk konstruksjon av målesystemet. Kostnaden for elektrodynamiske enheter er høye.
Skalaen til elektrodynamiske måleinstrumenter er ofte delt inn i divisjoner uten å angi verdiene til disse divisjonene i måleenheter. I dette tilfellet vil enheten konstant, dvs. antall målte enheter som tilsvarer en divisjon av skalaen er funnet ved formlene:
for et voltmeter
for et amperemeter
for wattmåler
hvor Unom og Aznom — henholdsvis nominell spenning og strøm til enheten, αmah — det totale antallet divisjoner av skalaen.
I elektrodynamiske amperetre for merkestrøm opp til 0,5 A og voltmetre er begge viklingene til enheten koblet i serie med hverandre, og i amperemeter med et måleområde på mer enn 0,5 A - parallelt.
Utvidelse av målegrensene for elektrodynamiske amperetre er gitt ved å dele den stasjonære spolen i seksjoner, som lar deg endre måleområdet til enheten i to, samt bruke måle shunter av likestrøm og målestrømtransformatorer ved måling i vekselstrømkretser.
Utvidelse av målegrensene for elektrodynamiske voltmetre oppnås ved å bruke ekstra motstander, og ved måling i vekselstrømkretser, i tillegg ved bruk av spenningsmålende transformatorer.
Ris. 1. Opplegg for tilkobling av en enfaset wattmeter: a — direkte i nettverket, b — gjennom spennings- og strømmåletransformatorer.
Blant de elektrodynamiske måleenhetene er den mest utbredte en wattmeter (fig.1, a), der en fast spole med et lite antall omdreininger av en tykk ledning er koblet i serie i kretsen, og en bevegelig - koblet til et innebygd hus eller til en ekstern tilleggsmotstand - parallelt med den delen av kretsen der effekten måles. For å avlede wattmeterpilen i ønsket retning, må reglene for å slå på enheten overholdes: elektrisk energi må komme inn i enheten fra siden av generatorterminalene til viklingene, som er merket på enheten med "*" .
Skalaen på hver wattmåler indikerer nominell spenning og strøm som enheten er designet for. Om nødvendig er det tillatt å bringe spenningen og strømmen opp til 120 % av nominelle verdier innen 2 timer Noen elektrodynamiske wattmålere har variable måleområder for både nominell spenning og nominell strøm, for eksempel 30/75/150 /300 V og 2,5/5 A.
Strømskalautvidelse av elektrodynamiske wattmetre gjøres på samme måte som elektrodynamiske amperemetre, og spenningsskalautvidelse ligner på elektrodynamiske voltmetre. Hvis det elektrodynamiske wattmåleren er slått på gjennom spennings- og strømmåletransformatorer (fig. 1, b), er den målte effekten funnet av formelen
hvor K.ti og Ki — nominelle transformasjonsforhold, henholdsvis for målespennings- og strømtransformatorer, ° СW — wattmeterkonstant, α — antall divisjoner lest av enheten.
Når den er slått på elektrodynamisk fasemåler i AC-kretsen (fig.2) det er nødvendig å sikre at ledningene som leverer strøm til enheten er koblet til generatorterminalene merket på enheten med "*". En slik direkte tilkobling er mulig hvis nettspenningen tilsvarer den nominelle spenningen til faseren og laststrømmen ikke overstiger nominell strøm. nåværende.
Fasorens nominelle spenning og strøm er vist på skalaen, hvor det også er betegnelser: «IND» for den delen av skalaen som tilsvarer strømmen som ligger etter spenningen, og «EMK» for den delen av skalaen som tilsvarer ledende strøm. I tilfelle spenningen og strømmen til kretsen overskrider den tilsvarende nominelle spenningen og strømmen til faseren, bør den slås på gjennom de tilsvarende målespennings- og strømtransformatorene.
Ris. 2. Kretsskjema for fasemåleren.
Ferrodynamiske enheter ligner på elektrodynamiske enheter, men skiller seg fra dem i et forbedret magnetfelt til en stasjonær spole på grunn av en magnetisk kjerne laget av ferrimagnetisk materiale, som øker dreiemomentet, øker følsomheten, svekker påvirkningen av eksterne magnetiske felt og reduserer forbruket av elektrisk energi. Nøyaktigheten til ferrodynamiske måleinstrumenter er lavere enn nøyaktigheten til elektrodynamiske instrumenter. De er også egnet for bruk på vekselstrømkretser med en frekvens på 10 Hz til 1,5 kHz.
Ris. 3. Skjematisk diagram av en ferrodynamisk frekvensteller
Ris. 4. Plan for å slå på frekvensmåleren: a — direkte i nettverket, b — gjennom den ekstra motstanden
Ferrodynamiske frekvensmålere er vanligvis koblet til et vekselspenningsnettverk parallelt eller gjennom en ekstra fjernkontrollenhet (fig.4, a, b), som er en elektrisk krets med motstander, induktive spoler og kondensatorer plassert i et separat hus. Når du slår på frekvensmåleren, bør du kontrollere at nettspenningen tilsvarer enhetens nominelle spenning, som er angitt på skalaen. Ferrodynamiske frekvensmålere produseres også uten tilleggsenheter for flere nominelle spenninger, som hver tilsvarer en bestemt klemme på enheten og en felles klemme merket med «*».