Цифровые и аналоговые теплоизмерительные механизмы и их элементы
Информация - Физика
Другие материалы по предмету Физика
?репленной на одной оси с указательной стрелкой.При наличии постоянного напряжения на зажимах неподвижные пластины будут заряжены электричеством одного знака, а подвижная - электричеством другого знака. Между пластинками возникает электрическое поле. Под действием сил электрического поля подвижная пластина будет втягиваться в пространство между неподвижными пластинами, стремясь занять положение, при котором запасенная в электрическом поле энергия будет иметь наибольшее значение.Угол поворота подвижной части прибора пропорционален квадрату измеряемого напряжения в цепи постоянного тока и квадрату действующего значения напряжения в цепи переменного тока.
На рис. 4.2 изображена другая конструкция электростатического механизма, состоящего из двух неподвижных пластин и однойподвижной (средней), подвешенной на тонких бронзовых ленточках. Если соединить левую и среднюю пластины и подключить их к одному проводу сети, а правую пластину - к другому проводу, то пластины, заряженные одноименно, будут отталкиваться, а заряженные разноименно - притягиваться, вследствие чего подвижная пластина будет перемещаться по направлению к пластине, заряженной электричеством противоположного знака (вправо). Это движение передается указательной стрелке. Шкала механизма, как и в предыдущем случае, неравномерна.Рассмотренные измерительные механизмы изготовляются на номинальные напряжения 1-15 кв.
Рисунок 4.1. Устройство электростатического измерительного механизма
Рисунок 4.2. Другая конструкция электростатического измерительного механизма
Ферродинамическая система
Представляя собой разновидность электродинамических измерительных механизмов, ферродинамические отличаются от них наличием магнитопровода из магнито-мягкого материала.
Неподвижная катушка из двух половин расположена на двух стержнях магнитопровода, выполненного из листовой стали. Вокруг цилиндрического сердечника в воздушном зазоре помещается подвижная катушка, укрепленная на одной оси со стрелкой. Подвижная катушка выполняется без металлического каркаса во избежание появления в нем индуктированных токов. В воздушном зазоре образуется сильное равномерное магнитное поле, индукция которого пропорциональна току неподвижной катушки.
Рисунок 5.1. Устройство измерительного механизма ферродинамическойсистемы
Взаимодействие тока подвижной катушки с магнитным полем в воздушном зазоре создает вращающий момент, который, как и в электродинамическом измерительном механизме, пропорционален произведению действующих значений токов катушек и косинусу угла сдвига между ними.
Благодаря малому сопротивлению магнитной цепи в воздушном зазоре могут быть получены весьма значительная магнитная индукция, а следовательно, и большой вращающий момент.
Значительное увеличение вращающего момента по сравнению с электродинамическими механизмами дает возможность увеличить вес подвижной части без увеличения погрешности от трения и, следовательно, обеспечивает возможность получения прочной подвижной части. Большая магнитная индукция в воздушном зазоре делает показания прибора практически независимым от внешних магнитных полей. С другой стороны, применение стали влечет за собой появление составляющих основной погрешности от гистерезиса и вихревых токов.
Тепловая система
В измерительных механизмах тепловой системы используется тепловое действие электрического тока, которое вызывает удлинение или изгиб биметаллического проводника.
Рисуное 6.1. Схема устройства теплового измерительного механизма
Рисунок 6.2. Схема устройства биметаллического теплового механизма
На рис. 4.1 дана схема устройства одного из измерительных механизмов. Тонкая платино-иридиевая проволока укреплена между зажимами БГ. К ней прикреплена вторая - ВЖ, неподвижно закрепленная в точке Ж. К середине второй проволоки прикрепляется шелковая нить, переброшенная через блок 3 и укрепленная на конце пружины Е. На одной оси с блоком укреплены указательная стрелка и алюминиевый сектор магнитоиндукционного успокоителя. При прохождении тока по проволоке БВГ она нагревается и удлиняется, точка В опускается и пружина Е получает возможность переместить шелковую нить ДЗЕ влево. Это перемещение влечет за собой поворот подвижной части механизма.
Удлинение проволоки БВГ пропорционально количеству выделенного током тепла в единицу времени,а следовательно, пропорционально квадрату тока:
где - удлинение проволоки;
- коэффициент пропорциональности.
Так как угол поворота подвижной части зависит от удлинения проволоки, то он будет зависеть и от тока,
т. е.
Для уменьшения влияния температуры окружающей среды на натяжение проволоки, а следовательно, и на показания прибора зажим Б укрепляется на конце пружины. Положение этого зажима определяется длиной компенсационной проволоки БИ, имеющей примерно такой же температурный коэффициент удлинения, как и проволока БВГ. При изменении температуры изменяется длина компенсационной проволоки, и зажим Б перемещается так, что натяжение проволоки БВГ остается независимым от температуры.
Успокоение магнитоиндукционное осуществляется c помощью постоянного магнита и алюминиевого сектора, укрепленного на одной оси со стрелкой. Показания прибора одинаковы на постоянном и ?/p>