Какви са предимствата и недостатъците на електромагнитните измервателни уреди?

Електромагнитни измервателни уреди — устройства, базирани на свойството на магнитното поле да привлича например феромагнитни тела. мека стомана. Когато през бобината преминава ток, в нея възниква магнитно поле, което има тенденция да изтегля вътре в намотката стоманена арматура, свързана със стрелката на устройството.

Стрелката се държи в първоначално положение чрез спирална пружина. По отклонението на стрелката може да се прецени силата на тока, преминаващ през намотката. Тъй като намотката с тока изтегля котвата, независимо дали се захранва от постоянен или променлив ток, тогава електромагнитни измервателни уреди със стомана са еднакво подходящи за измерване както на постоянен, така и на променлив ток.

И така, електромагнитно устройство има електромагнитен измервателен механизъм с неподвижна бобина, през намотката на която протича електрически ток, и едно или повече феромагнитни жила, монтирани на оста.

Електромагнитните измервателни устройства се използват в амперметри, волтметри, честотомери и фазомери.

Електромагнитните устройства се произвеждат с плоска или кръгла намотка. Плоска неподвижна намотка (фиг. 1, а) обикновено се навива от дебела тел 1 върху неферомагнитна рамка 2, така че вътре в нея да се образува въздушна междина. До пролуката е поставена феромагнитна плоча 7, оста на плочата е разположена асиметрично, стрелката 8 на устройството е прикрепена към оста, движеща се по скалата 3 на устройството. На оста са монтирани противоположна пружина 6 и алуминиев сектор 5, който може да се върти в полето на постоянен магнит 4.

Електромагнитно устройство с кръгла намотка е структурирано по следния начин. Кръгла намотка 10 (фиг. 1, б) с въздушна централна междина е навита от дебел проводник. Вътре в пролуката е фиксирана феромагнитна плоча 11, а върху оста е фиксирана втора, но вече подвижна феромагнитна плоча 12. На оста на плочата 12 е фиксирана противопружина 13 и стрелка 14 на устройството. За да се създаде контра момент, алуминиевият сектор е фиксиран върху оста и инсталиран постоянен магнит — не е показано на фигурата.

Ориз. 1. Електромагнитен измервателен механизъм: а — с плоска намотка, б — с кръгла намотка

Предимства на електромагнитните измервателни уреди

Ъгълът на отклонение на стрелката на електромагнитно измервателно устройство зависи от квадрата на тока. Това предполага, че устройствата на електромагнитната система могат да работят в DC и AC вериги.

Когато променливият ток протича през бобината, подвижната сърцевина се намагнетизира едновременно с промяната в посоката на магнитното поле, а посоката на въртящия момент не се променя, тоест промяната в знака на тока не влияе знакът на ъгъла на отклонение. Отчитането на устройството във веригата на променлив ток е пропорционално на ефективните стойности на измерените стойности.

Електромагнитните измервателни уреди са прости по дизайн, евтини, особено панелната платка. Те могат директно да измерват големи токове, тъй като техните намотки са неподвижни и могат лесно да бъдат направени от проводници с голяма площ на напречното сечение.

Промишлеността произвежда амперметри на електромагнитната система за директно свързване към токове до 150 А.

Електромагнитните измервателни устройства издържат не само краткосрочни, но и дългосрочни претоварвания, ако има такива, възникващи по време на процеса на измерване.

Недостатъци на електромагнитните измервателни уреди

Недостатъците на електромагнитните измервателни уреди включват: неравномерност на скалата и относително ниска чувствителност при измерване на ниски токове, тоест относително ниска точност на измерване в началото на скалата, зависимост на показанията на инструмента от влиянието на външни магнитни полета, нискочестотно измерване обхват, висока чувствителност на инструментите към колебания в честотите на тока и тяхната голяма консумация (достигаща 2 W за амперметри за токове до 10 A и 3 — 20 W за волтметри, в зависимост от напрежението).

За много устройства скалата е близка до еднаква.

Електромагнитните измервателни уреди са податливи на влиянието на външни магнитни полета, тъй като имат много слабо присъщо магнитно поле. Факт е, че намотките са направени без феромагнитни ядра, така че създаденото в тях магнитно поле е затворено във въздуха и е известно, че въздухът е среда с много високо магнитно съпротивление. За да се премахне влиянието на магнитните полета, се използват широко различни магнитни екрани или устройствата се произвеждат в астатичен вариант.

В астатичните измервателни устройства вместо една намотка със сърцевина се използват съответно две фиксирани намотки и две сърцевини, монтирани на една ос със стрелка. Намотките на бобините са свързани последователно помежду си и така, че когато измереният ток преминава през тях, в тях се създават магнитни потоци, насочени един към друг.

Ако измервателното устройство е във външно магнитно поле, то увеличава магнитното поле в едната бобина и намалява в другата. Следователно увеличаването на въртящия момент в едната бобина се компенсира от същото намаляване на въртящия момент в другата. Това компенсира влиянието на външно равномерно магнитно поле. Ако външното магнитно поле не е равномерно, възниква само частична компенсация.