Hvad er fordelene og ulemperne ved elektromagnetiske målere?

Elektromagnetiske måleinstrumenter — anordninger baseret på magnetfeltets egenskaber til at tiltrække f.eks. ferromagnetiske legemer. blødt stål. Når en strøm løber gennem spolen, opstår der et magnetfelt i den, som har en tendens til at trække et stålanker ind i spolen, der er forbundet med enhedens pil.

Pilen holdes i udgangspositionen af ​​en spiralfjeder. Pilens afbøjning kan bruges til at estimere styrken af ​​strømmen, der passerer gennem spolen. Da strømviklingen trækker ankeret uanset om det forsynes med jævnstrøm eller vekselstrøm, så er stålelektromagnetmålere lige velegnede til at måle både jævnstrøm og vekselstrøm.

En elektromagnetisk enhed har således en elektromagnetisk målemekanisme med en stationær spole, gennem hvis spole en elektrisk strøm løber, og en eller flere ferromagnetiske kerner monteret på aksen.

Elektromagnetiske måleapparater bruges i amperemetre, voltmetre, frekvensmålere og fasemålere.

Elektromagnetiske enheder fremstilles med en flad eller rund spole. En flad stationær spole (fig. 1, a) er sædvanligvis viklet fra en tyk ledning 1 på en ikke-ferromagnetisk ramme 2, således at der dannes en luftspalte inde i den. En ferromagnetisk plade 7 er placeret ved siden af ​​mellemrummet, pladens akse er placeret asymmetrisk, pilen 8 på indretningen er fastgjort til aksen, der bevæger sig langs indretningens skala 3. En modstående fjeder 6 og en aluminiumssektor 5 er monteret på aksen, som kan rotere i feltet af en permanent magnet 4.

En elektromagnetisk enhed med en cirkulær spole er opbygget som følger. En rund spole 10 (fig. 1, b) med en luftspalte er viklet af en tyk tråd. En ferromagnetisk plade 11 er fikseret inde i spalten, og en anden, men allerede bevægelig ferromagnetisk plade 12 er fastgjort på aksen.En modfjeder 13 og en pil 14 på indretningen er fastgjort på pladens 12 akse. For at skabe et modmoment fastgøres aluminiumssektoren på aksen og installeres permanent magnet — ikke vist på figuren.

Ris. 1. Elektromagnetisk målemekanisme: a — med en flad spole, b — med en rund spole

Fordele ved elektromagnetiske måleinstrumenter

Afbøjningsvinklen for pilen på en elektromagnetisk måleanordning afhænger af strømmens kvadrat. Dette indebærer, at elektromagnetiske systemenheder kan fungere i DC- og AC-kredsløb.

Når vekselstrøm løber gennem spolen, magnetiseres den bevægelige kerne samtidig med ændringen i magnetfeltets retning, og drejningsmomentets retning ændres ikke, det vil sige, at ændringen i strømmens tegn ikke påvirker tegn på afvigelsesvinklen. Aflæsningen af ​​enheden i AC-kredsløbet er proportional med rms-værdierne for de målte værdier.

Elektromagnetiske målere er enkle i design, billige, især panelet. De kan direkte måle store strømme, fordi deres spoler er stationære og nemt kan laves af ledninger med et stort tværsnitsareal.

Industrien producerer amperemetre af det elektromagnetiske system til direkte forbindelse til strømme op til 150 A.

Elektromagnetiske måleanordninger modstår ikke kun kortvarige, men også langsigtede overbelastninger, hvis nogen, opstår under måleprocessen.

Ulemper ved elektromagnetiske måleinstrumenter

Ulemperne ved elektromagnetiske måleanordninger omfatter: ujævnheder i skalaen og relativt lav følsomhed ved måling af lave strømme, det vil sige relativt lav målenøjagtighed i begyndelsen af ​​skalaen, afhængighed af instrumentets aflæsninger af påvirkningen af ​​eksterne magnetiske felter, lav- frekvensmåleområde, høj følsomhed af instrumenter over for fluktuationer i strømfrekvenser og deres høje forbrug (op til 2 W for amperemeter for strømme op til 10 A og 3 — 20 W for voltmetre, afhængig af spændingen).

For mange enheder er skalaen tæt på det samme.

Elektromagnetiske måleinstrumenter er modtagelige for påvirkning af eksterne magnetfelter, fordi de har et meget svagt indre magnetfelt. Faktum er, at spolerne er lavet uden ferromagnetiske kerner, så det magnetiske felt, der skabes i dem, er indesluttet i luft, og det er kendt, at luft er et medium med en meget høj magnetisk modstand. For at eliminere påvirkningen af ​​magnetiske felter anvendes forskellige magnetiske skjolde i vid udstrækning, eller enhederne er fremstillet i en astatisk version.

I astatiske måleapparater anvendes i stedet for en spole med kerne henholdsvis to faste spoler og to kerner monteret på en akse med en pil. Spolernes viklinger er forbundet i serie med hinanden og således, at når den målte strøm passerer gennem dem, skabes magnetiske flux rettet mod hinanden i dem.

Hvis måleapparatet er i et eksternt magnetfelt, øger det magnetfeltet i den ene spole og falder i den anden. Derfor opvejes en stigning i drejningsmomentet i den ene spole af det samme fald i drejningsmomentet i den anden. Dette kompenserer for påvirkningen af ​​et eksternt ensartet magnetfelt. Hvis det eksterne magnetfelt ikke er ensartet, sker der kun delvis kompensation.