Elektrodynamiska och ferrodynamiska mätinstrument

Elektrodynamiska och ferrodynamiska enheter är baserade på principen om interaktion mellan strömmar från olika spolar, varav en är stationär och den andra kan ändra sin position i förhållande till den första. Elektrisk energi tillförs enhetens rörliga spole via spiralfjädrar eller trådar.

Elektrodynamiska och ferrodynamiska mätanordningar används för att mäta ström, spänning, effekt och andra elektriska kvantiteter av lik- och växelström. Skalorna för voltmetrar och amperemetrar är ojämna, och wattmätarna är praktiskt taget desamma.

Elektrodynamiska enheter ger den högsta noggrannheten vid mätning i växelströmskretsar med en frekvens på upp till 20 kHz, men de tolererar inte överbelastning, skiljer sig i betydande förbrukning av elektrisk energi, och deras avläsningar påverkas av externa magnetfält.

För att minska denna påverkan i apparater med hög noggrannhetsklass används skärmning och statisk konstruktion av mätsystemet. Kostnaden för elektrodynamiska enheter är hög.

Skalan för elektrodynamiska mätinstrument är ofta indelad i divisioner utan att ange värdena för dessa divisioner i måttenheter. I detta fall är anordningskonstanten, dvs. antalet uppmätta enheter som motsvarar en division av skalan hittas av formlerna:

för en voltmeter

för en amperemeter

för wattmätare

där Unom och Aznom — enhetens nominella spänning respektive ström, αmah — det totala antalet divisioner av skalan.

I elektrodynamiska amperetrar för märkström upp till 0,5 A och voltmetrar är båda lindningarna på enheten anslutna i serie med varandra och i amperetrar med ett mätområde på mer än 0,5 A - parallellt.

Utökning av mätgränserna för elektrodynamiska amperemetrar tillhandahålls genom att dela upp den stationära spolen i sektioner, vilket gör att du kan ändra enhetens mätområde på mitten, samt använda mäta shuntar av likströms- och mätströmtransformatorer vid mätning i växelströmskretsar.

Förlängning av mätgränserna för elektrodynamiska voltmetrar uppnås genom att använda ytterligare motstånd, och vid mätning i växelströmskretsar, dessutom med användning av spänningsmätande transformatorer.

Ris. 1. Schema för anslutning av en enfas wattmätare: a — direkt i nätverket, b — genom spännings- och strömmätningstransformatorer.

Bland de elektrodynamiska mätanordningarna är den mest utbredda en wattmeter (fig.1, a), i vilken en fast spole med ett litet antal varv av en tjock tråd är ansluten i serie i kretsen, och en rörlig - ansluten till ett inbyggt hus eller till ett externt extra motstånd - parallellt med den del av kretsen där effekten mäts. För att avleda wattmeterpilen i önskad riktning måste reglerna för att slå på enheten följas: elektrisk energi måste komma in i enheten från sidan av generatorterminalerna på lindningarna, som är markerade på enheten med "*" .

Skalan på varje wattmätare indikerar den märkspänning och ström som enheten är konstruerad för. Vid behov är det tillåtet att höja spänningen och strömmen till 120 % av sina nominella värden inom 2 timmar. Vissa elektrodynamiska wattmätare har variabla mätområden för både nominell spänning och nominell ström, till exempel 30/75/150 /300 V och 2,5/5 A.

Nuvarande skalexpansion av elektrodynamiska wattmetrar görs på samma sätt som elektrodynamiska amperemetrar, och spänningsskalexpansion liknar elektrodynamiska voltmetrar. Om den elektrodynamiska wattmätaren slås på genom spännings- och strömmätande transformatorer (fig. 1, b), hittas den uppmätta effekten av formeln

där K.ti och Ki — nominella transformationsförhållanden för mätspännings- och strömtransformatorer, ° СW — wattmeterkonstant, α — antalet divisioner som läses av enheten.

När den är påslagen elektrodynamisk fasmätare i AC-kretsen (fig.2) det är nödvändigt att se till att kablarna som förser enheten med ström är anslutna till generatorterminalerna som är markerade på enheten med "*". En sådan direkt anslutning är möjlig om nätspänningen motsvarar fasans märkspänning och belastningsströmmen inte överstiger dess märkström. nuvarande.

Fasorns nominella spänning och ström visas på dess skala, där det också finns beteckningar: «IND» för den del av skalan som motsvarar strömmen som släpar efter spänningen och «EMK» för den del av skalan som motsvarar ledande ström. Om kretsens spänning och ström överstiger motsvarande märkspänning och ström för fasorn, bör den slås på genom motsvarande mätspännings- och strömtransformatorer.

Ris. 2. Kretsschema för fasmätaren.

Ferrodynamiska enheter liknar elektrodynamiska enheter, men skiljer sig från dem i ett förstärkt magnetfält i en stationär spole på grund av en magnetisk kärna gjord av ferrimagnetiskt material, vilket ökar vridmomentet, ökar känsligheten, försvagar påverkan av externa magnetfält och minskar förbrukningen av elektrisk energi. Noggrannheten hos ferrodynamiska mätinstrument är lägre än noggrannheten hos elektrodynamiska instrument. De är också lämpliga för användning på växelströmskretsar med en frekvens på 10 Hz till 1,5 kHz.

Ris. 3. Schematiskt diagram över en ferrodynamisk frekvensräknare

Ris. 4. Schema för att slå på frekvensmätaren: a — direkt i nätverket, b — genom det extra motståndet

Ferrodynamiska frekvensmätare är vanligtvis anslutna till ett växelspänningsnät parallellt eller via en extra fjärrkontroll (Fig.4, a, b), som är en elektrisk krets med motstånd, induktiva spolar och kondensatorer placerade i ett separat hölje. När du slår på frekvensmätaren bör du kontrollera att nätspänningen motsvarar enhetens nominella spänning, som anges på skalan. Ferrodynamiska frekvensmätare produceras också utan extra anordningar för flera nominella spänningar, som var och en motsvarar en specifik klämma på enheten och en gemensam klämma märkt med «*».