Электроизмерительные приборы

Электроизмерительный прибор — это техническое устройство, при помощи которого измеряют ту или иную электрическую величину. Электроизмери¬ельные приборы делятся на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения. В приборах непосредственной оценки шкала проградуирована в единицах величины, которая измеряется непосредственно по отклонению стрелки на шкале прибора

(амперметры, вольтметры, омметры, гальванометры и др.). Градуирование приборов выполняется с помощью образцовых мер. Мерами называются средства измерения, воспроизводящие физические величины заданного размера.

Для измерения электрических величин в приборах непосредственной оценки используются физические процессы, создающие вращающий момент и перемещение подвижной системы прибора. Вращающий момент может быть создан взаимодействием магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля тока в катушке, магнитного поля катушки с током и ферромагнетика; взаимодействием магнитных полей катушек с токами, взаимодействием заряженных тел. В зависимости от природы физического взаимодействия, происходящего в приборах, электроизмерительные приборы разделяются на приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической, индукционной, электростатической, термоэлектрической и других систем.

Допущенная при измерении погрешность, обусловленная свойствами и качеством конструкции прибора, определяет класс точности стрелочных электроизмерительных приборов. Класс точности показывает, сколько процентов составляет погрешность измерения физической величины этим прибором от всей шкалы прибора. Класс точности обычно указывается на шкале прибора или в его паспорте. Существует восемь классов точности.

Наибольшее распространение получи¬ли приборы электромагнитной системы. Прибор состоит из неподвижной

катушки 1, которая включается непосредственно в цепь (катушка может быть либо круглой, внутри которой имеется неподвижный и подвижный сердечники, либо плоской, имеющей узкую щель), сердечника 2 из мягкого железа, эксцентрично насаженного на ось 3, на которой также крепится указательная стрелка б и спиральная пружина 7. Пружина служит для создания противодействующего момента и возвращения стрелки в начальное положение при отсутствии тока в приборе. Поршень 5, перемещающийся в цилиндре 4, выполняет роль воздушного успокоителя (демпфера).

Принцип работы приборов электромагнитной системы состоит в следующем: ток, проходя по катушке, создает магнитное поле. Железный сердечник намагничивается и втягивается в катушку, поворачивая при этом ось, а вместе с ней стрелку и поршень воздушного успокоителя.

Вращающий момент в приборах такой системы можно считать пропорциональным квадрату силы тока в катушке. Следовательно, шкала в приборах электромагнитной системы неравномерная. Подбором формы сердечника несколько исправляется неравномерность шкалы.

Эти приборы служат для измерения значений как силы постоянного тока так и силы переменного тока Приборы с обычным железным сердечником имеют невысокий класс точности и широко используются в качестве щитовых приборов и для технических измерений, не требующих высокой точности. Приборы с сердечником из пермаллоя (сплава железа с никелем) имеют более высокий класс точности и применяются, как правило, в лабораторной практике.

К достоинствам приборов электромагнитной системы следует отнести пригодность для измерений в цепях постоянного и переменного тока устойчивость к перегрузкам по току, так как токонесущая часть (катушка) является неподвижной и может быть

изготовлена из толстого провода, простота и достаточная механическая прочность.

Недостатками этих приборов являются неравномерность шкалы, наличие остаточного намагничивания сердечника, зависимость показаний прибора oi внешних магнитных полей.