Vilka är fördelarna och nackdelarna med elektromagnetiska mätare?

Elektromagnetiska mätinstrument — anordningar baserade på magnetfältets egenskap att attrahera t.ex. ferromagnetiska kroppar. mjukt stål. När en ström flyter genom spolen uppstår ett magnetfält i den, som tenderar att dra inuti spolen ett stålankare kopplat till enhetens pil.

Pilen hålls i utgångsläget av en spiralfjäder. Pilens avböjning kan användas för att uppskatta styrkan av strömmen som passerar genom spolen. Eftersom strömlindningen drar ankaret oavsett om det matas med likström eller växelström, så lämpar sig stålelektromagnetmätare lika bra för att mäta både likström och växelström.

Således har en elektromagnetisk anordning en elektromagnetisk mätmekanism med en stationär spole, genom vars spole en elektrisk ström flyter, och en eller flera ferromagnetiska kärnor monterade på axeln.

Elektromagnetiska mätanordningar används i amperemetrar, voltmetrar, frekvensmätare och fasmätare.

Elektromagnetiska enheter produceras med en platt eller rund spole. En platt stationär spole (fig. 1, a) lindas vanligtvis från en tjock tråd 1 på en icke-ferromagnetisk ram 2 så att ett luftgap bildas inuti den. En ferromagnetisk platta 7 är placerad bredvid gapet, plattans axel är asymmetriskt placerad, anordningens pil 8 är fäst vid axeln som rör sig längs anordningens skala 3. En motstående fjäder 6 och en aluminiumsektor 5 är monterade på axeln, som kan rotera i fältet av en permanentmagnet 4.

En elektromagnetisk anordning med en cirkulär spole är uppbyggd enligt följande. En rund spole 10 (fig. 1, b) med ett luftspalt lindas från en tjock tråd. En ferromagnetisk platta 11 är fixerad inuti gapet och en andra men redan rörlig ferromagnetisk platta 12 är fixerad på axeln. En motfjäder 13 och en pil 14 hos anordningen är fixerade på plattans 12 axel. För att skapa ett motmoment fixeras aluminiumsektorn på axeln och installeras permanentmagnet — visas inte i figuren.

Ris. 1. Elektromagnetisk mätmekanism: a — med en platt spole, b — med en rund spole

Fördelar med elektromagnetiska mätinstrument

Avböjningsvinkeln för pilen på en elektromagnetisk mätanordning beror på kvadraten på strömmen. Detta innebär att elektromagnetiska systemenheter kan fungera i DC- och AC-kretsar.

När växelström flyter genom spolen magnetiseras den rörliga kärnan samtidigt med förändringen i magnetfältets riktning, och vridmomentets riktning ändras inte, det vill säga förändringen i strömmens tecken påverkar inte tecken på avvikelsevinkeln. Avläsningen av enheten i AC-kretsen är proportionell mot rms-värdena för de uppmätta värdena.

Elektromagnetiska mätare är enkla i designen, billiga, speciellt panelkortet. De kan direkt mäta stora strömmar eftersom deras spolar är stationära och lätt kan tillverkas av ledningar med stor tvärsnittsarea.

Industrin producerar amperemetrar av det elektromagnetiska systemet för direkt anslutning till strömmar upp till 150 A.

Elektromagnetiska mätanordningar tål inte bara kortvariga utan även långvariga överbelastningar, om några, som uppstår under mätningsprocessen.

Nackdelar med elektromagnetiska mätinstrument

Nackdelarna med elektromagnetiska mätanordningar inkluderar: ojämnhet i skalan och relativt låg känslighet vid mätning av låga strömmar, det vill säga relativt låg mätnoggrannhet i början av skalan, beroende av instrumentets avläsningar på påverkan av externa magnetiska fält, låg- frekvensmätområde, hög känslighet hos instrument för fluktuationer i strömfrekvenser och deras höga förbrukning (upp till 2 W för amperemeter för strömmar upp till 10 A och 3 — 20 W för voltmetrar, beroende på spänning).

För många enheter är skalan nästan densamma.

Elektromagnetiska mätinstrument är känsliga för påverkan av externa magnetfält eftersom de har ett mycket svagt inre magnetfält. Faktum är att spolarna är gjorda utan ferromagnetiska kärnor, så magnetfältet som skapas i dem är inneslutet i luft, och det är känt att luft är ett medium med mycket hög magnetisk resistans. För att eliminera påverkan av magnetiska fält används olika magnetiska sköldar i stor utsträckning eller så tillverkas enheterna i en astatisk version.

I astatiska mätanordningar används istället för en spole med kärna två fasta spolar respektive två kärnor monterade på en axel med en pil. Spolarnas lindningar är kopplade i serie med varandra och så att när den uppmätta strömmen passerar genom dem skapas magnetiska flöden riktade mot varandra i dem.

Om mätanordningen befinner sig i ett externt magnetfält ökar det magnetfältet i ena spolen och minskar i den andra. Därför kompenseras en ökning av vridmoment i en spole av samma minskning av vridmoment i den andra. Detta kompenserar för påverkan av ett externt enhetligt magnetfält. Om det externa magnetfältet inte är enhetligt sker endast partiell kompensation.