Информационно-познавательный сайт     Радиоэлектроника 

Зарядные устройства

Электроизмерительные приборы магнитоэлектрической системы


 

Меню разделов:
Аквариумистика
Биология
Материаловедение
Менеджмент
Радиоэлектроника
Фармация

 

 

 

Среди разнообразия электромеханических систем наиболее широкое распространение получили приборы магнитоэлектрической системы, в которых вращающий момент рамки с указателем создается взаимодействием между полем постоянного магнита и одним или несколькими проводниками (на рамке) с током. Магнитоэлектрические приборы изготавливаются с подвижной рамкой, но есть конструкции и с подвижным магнитом.

К достоинствам данной системы следует отнести высокую чувствительность и точность, равномерную шкалу, относительно небольшое влияние внешних полей.

К недостаткам - невозможность измерения в цепях с переменным током без дополнительных устройств и чувствительность к перегрузкам.

В целях унификации маркировки типономиналов приборов систему, к которой относится измерительный механизм, обозначают следующими буквенными индексами:

М - магнитоэлектрическая; Э - электромагнитная; Д - электродинамическая;

С - электростатическая.

Для характеристики основных режимов и условий работы электроизмерительных приборов непосредственного отсчета, на их шкалах в зонах свободного пространства от рабочей части, имеются условные обозначения. Наиболее употребляемые из них приведены в табл. 1.

 

Табл. 3.1. Условные обозначения.

Примечания:

1. Цифра 1 в условном обозначении показывает, что в случае встроенных преобразователей обозначения F-18, F-19, F-20 и F-22 сочетаются с обозначением прибора, например с F-1.

В случае внешних преобразователей обозначения F-18, F-19, F-20 и F-22 сочетаются с обозначениями F-35.

2. Цифра 2 в условном обозначении - смотри дополнительные указания в паспорте и инструкции по эксплуатации.

Кроме типа измерительной системы, в группе знаков условных обозначений указывают устойчивость прибора к климатическим воздействиям (А - приборы для работы в закрытых сухих, отапливаемых помещениях; Б, Б1, Б2, Б3 - для работы в закрытых неотапливаемых помещениях; В, B1, В2, В3 - для работы в полевых и морских условиях), класс точности, величина испытательного напряжения и другие сведения.

В качестве примера на рис. 3.1 показана шкала прибора магнитоэлектрической системы М4202, использующегося в качестве вольтметра. В левой части, внизу указаны тип измерительного прибора и логотип завода. В правой - условия применения для измерений в цепях постоянного тока с возможностью работы в полевых условиях и при повышенной влажности; класс точности 2,5; измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением 2 кВ, соответствует требованиям ГОСТ 8711-60.

 

Шкала прибора магнитоэлектрической системы

Рис. 3.1. Шкала прибора магнитоэлектрической системы.

 

О возможном применении прибора для тех или иных измерений можно судить по таким его характеристикам, как класс точности и чувствительность.

По классу точности существуют приборы классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1: 1,5; 2,5; 4. Эти числа выражают основную, наибольшую допустимую, приведенную относительную погрешность приборов. Наиболее точными являются приборы класса 0,05. Погрешность выражается в процентах относительно максимального значения рабочей части шкалы прибора.

Пример. Предел измерения миллиамперметра 100 мА, число делений на шкале 100, класс точности прибора 1 (что соответствует ± 1 %). В этом случае разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины может быть не более ± 1 мА.

Для приборов с двусторонней шкалой, то есть с нулем посередине, погрешность выражается в процентах от суммы конечных значений рабочей части шкалы.

Если у второго миллиамперметра с такой же длиной шкалы предельное значение измеряемой величины 10 мА, число делений на шкале тоже 100, то для первого прибора на интервал измерения величины в 1 мА приходится одно деление шкалы, в для второго прибора 10. Это означает, что вторым прибором можно измерить значения параметров с точностью до 0,1, а первым - только до 1 мА, т. е. у второго прибора разрешающая способность выше. Эта способность измерительного устройства характеризует его чувствительность, которая определяется количеством единиц измеряемой величины, отсчитываемых на одно деление.

К основным электрическим параметрам, определяющим возможность использования прибора для данных условий работы, относятся ток полного отклонения (Iп.о.). т. е. наибольший ток, при котором стрелка отклоняется до конечной отметки шкалы и сопротивление рамки прибора (Rп).

Значение первого параметра определяется максимальным значением шкалы прибора. Так, например, если имеется миллиамперметр с конечной отметкой шкалы 100, то это соответствует току полного отклонения 100 мА. Такой прибор можно включать только в те цепи, токи в которых не превышают 100 м А.

Величину второго параметра (Rп) часто указывают на шкале прибора.

Если значения параметров для конкретного прибора неизвестны, можно определить самостоятельно. Для этого потребуется гальванический элемент, образцовый миллиамперметр, переменный резистор с сопротивлением в несколько кОм, дополнительный постоянный резистор (R1д) для ограничения тока в измеряемой цепи. Сопротивление резистора R рассчитывается, исходя из напряжения источника питания и известного тока полного отклонения образцового миллиамперметра, по закону Ома. Исследуемый измерительный прибор (ИП) Рх включается в соответствии со схемой, приведенной на рис. 3.2. Переменным резистором R регулируют ток в цепи до такого значения, при котором стрелка Рх установится против конечной отметки шкалы. Значение этого тока, отсчитанное по шкале образцового прибора Ро, и будет током полного отклонения стрелки исследуемого прибора.

 

Рис. 3.2. Схема включения измерительного механизма для определения тока полного отклонения стрелки и его внутреннего сопротивления.

 

Для определения сопротивления рамки исследуемого измерительного прибора воспользоваться той же схемой на рис. 3.2. К ней дополнительно подключим шунт (резистор R3ш), параллельно обмотке рамки. В данном случае сопротивление шунта выбрано в пределах 1 ÷ 2,0    кОм.    Изменением    его сопротивления добиваются уменьшения показания Рх вдвое. Затем переменным резистором R2д по образцовому миллиамперметру Ро восстанавливают определенное ранее значение тока полного отклонения. Последовательной неоднократной регулировкой Rи R3ш добиваются соответствия тока в цепи, равного начальному, т. е. току полного отклонения ИП, а ток непосредственно через измерительный прибор должен быть вдвое меньшим. Когда будет достигнуто такое состояние, ток через ИП и R3ш становится одинаковым, следовательно, и сопротивления параллельных ветвей тоже одинаковы. Измерив омметром сопротивление рабочей части R3ш (по схеме между средним и нижним выводами), находим второй неизвестный параметр.

Применение шунтов позволяет расширить пределы показаний миллиамперметра или амперметра (но при этом ухудшаются разрешающая способность, чувствительность при измерениях). Расчёт сопротивления шунта производят по формуле:

 

Rш = Rп/ n - 1,

 

где Rш, Rп - соответственно сопротивления шунта и прибора без шунта. Ом;

n - число, показывающее, во сколько раз должен быть увеличен предел измерений.

 

В зависимости от сопротивления шунта в качестве этого элемента могут быть использованы медный провод на катушке, металлическая пластина, нормализованный (стандартный) резистор с малым допуском отклонения сопротивления.

Отечественной промышленностью выпускаются калиброванные наружные шунты (НШ), рассчитанные на определенные номинальные токи и падения напряжения на них (45,60,75,100 и 300 мВ).

Для измерения миллиамперметром напряжения последовательно с прибором следует включить добавочный резистор. В этом случае входное сопротивление получившегося вольтметра будет складываться из сопротивлений рамки стрелочного прибора и добавочного резистора (ДС). Последнее для имеющегося прибора и необходимой измеряемой величины напряжения можно определить по формуле:

 

Rд  = (Un/Iп.o) - Rп,

 

где Uп - наибольшее значение напряжения данного предела измерений. В;

Iп.о - ток полного отклонения прибора. А; Rп - сопротивление рамки прибора. Ом.

 

Входное сопротивление вольтметра на разных пределах измерений разное, поэтому удобнее оценивать вольтметр его входным сопротивлением, отнесенным к 1 В измеряемой величины (относительное сопротивление, Ом/В). Чем больше относительное входное сопротивление, тем меньше прибор влияет на параметры измеряемой цепи и тем точнее (при прочих равных условиях) будут производимые вольтметром измерения.

Некоторые типы приборов магнитоэлектрической системы (наиболее распространённых в практике измерений) и их характеристики приведены в табл. 1.2. В данной таблице для каждого типа приборов указаны виды измеряемой величины, а для каждого вида измерений класс точности выпускаемого прибора и верхний предел измерения. Для каждого измерителя тока приведены его внутреннее сопротивление (или интервал сопротивлений, в пределах которых может быть изготовлена рамка в зависимости от чувствительности прибора), а для измерителей напряжения ток полного отклонения стрелочного прибора.

 

Пример. Прибор типа М900:

- микроамперметры - выпускаются с классом точности 1,0 и 1,5; пределы измерений, мкА - 5 ÷ 0 ÷ 5 (шкала прибора с нулем посередине), 0 ÷ 10, 10 ÷ 0 ÷ 10, 0 ÷ 15, 0 ÷ 20, 0 ÷ 25 (в таблице даны значения только минимального и максимального пределов измерений - 5 мкА и 25 мкА); внутреннее сопротивление прибора с пределом измерения 5 мкА - 5000 Ом, 25 мкА - 800 Ом;

- милливольтметры - выпускаются с классом точности 1,0 и 1,5; пределы измерений, мВ - 5 ÷ 0 ÷ 5, 0 ÷ 10, 10 ÷ 0 ÷ 10, 0 ÷ 15, 0 ÷ 20, 0 ÷ 25; Iп.о = 1 мА.

 

Табл. 3.2. Приборы магнитоэлектрической системы (наиболее распространённые в практике измерений) и их характеристики.

Тип

прибора

Вид

измеряемой

величины

Класс

точности

Верхние пределы измерений (в единицах измеряемой величины)

Rп, Ом

Iп.о

мА

Габариты,

мм

М24

мкА

мА

мВ

В

1,0: 1,5 1,0:1,5; 2,5 1,5:2,5 1,0: 1,5

50...450

1,5...15

8,2...100 0,1...100

2500...30

365

1

1

120x105x59

М93

мкА

1,0; 1,5

50... 1000

1900... 15

 

120x105x64

М94

мкА

1,0; 1,5

50... 1000

3930...90

 

120x105x64

М96

мкА

1,5

300

2000

 

120x105x59

М97

мкА

1,5

20...200

1000

 

120x105x54

М132

мкА

1,5

5...300

6500...30

 

80x80x68

М206

мкА

А

В

2,5:4,0 2,5; 4,0 2,5

15...30 с НШ60мВ 100...500 с НШ75мВ 1;3 с ДС 20 кОм; 5 с ДС 100кОм

220...200

0,1

63x63x51

М224

мА

В

2,5

2,5

2...5 с НШ 1000 Ом 10

2000...

50000

0,1

83x83x54

М26Ш

мкА

мВ

В

1,5; 2,5

2,5

2.5

50...500

10...45

300 с ДС 6МОм

2600...

150

1

1

63x63x61

М262М

мА

А

мВ

В

2,5

2,5

2,5

2,5

1...500

1...10

7: 150

3...300;

600 с ДС 0,6МОм;

1500 с ДС 1,5МОм;

3000 с ДС 3МОм

90...0,2

100

5

5

63x63x56

М26ЭМ

мкА

мВ

В

1,5; 2,5

2,5

2,5

50...500

15...45

300сДСР102

2600... 150

5

5

80x80x56

М264М

мА

А

мВ

В

2,5

2,5

2,5

2,5

1...500

1...10

5...150

3...300 600 с ДС 0,6МОм; 1500 с ДС 1,5МОм;

3000 с ДС 3МОм

100...1

100

5

5

80x80x56

М265

мкА

мВ

1,0: 1,5 1,0; 1,5

50...1000

10...45

3000...80

1,5

105x120x73

М266

мкА

мА

1,0:1,5 1,0:1,5

50...500

50...1000

3000...150

1500...    150

 

160x140x75

М494

мкА

1,5; 2,5

50...100

2300...700

 

83x83x54

М592

мкА

2.5

50... 100

2800...800

 

63x63x51

М900

мкА

мВ

1,0; 1,5 1,0; 1,5

5...25

5...25

5000...800

1

120x105x64

М901

мкА

1,0; 1,5

50...1000

1900...15

 

100x90x69

М903

мА

A

В

1,0; 1,5 1,0; 1,5 1,0; 1,5

L...300

1...5

1...600

9...1,7

1,7

0,5

120x120x64

М906

мкА

мА

1,0; 1,5 2,5

50... 1000 1...10

200...5

2500...20

 

120x105x58

М907

мкА

мА

0,5; 1,0 0,5; 1,0

20...500

1...20

10...2

100...50

 

160x140x75

М1131

мкА

мА

В

4.0

4,0

4.0

100...500

1...10

6

4000...20 180...25

5

30x30x50

M1360

мкА

мА

2,5

2,5

25...500

1...10

1350...22

22...4

 

60x60x82

М1400

мкА

мА

1,5

1,5

25...500

1...10

1350...22

22...4

 

80x80x82

M1690A

мкА

мА

1,0

1,0

20...500

1...10

1100...50

22...3

 

120x105x75

М1692

мкА

0,5; 1,0

Г 10...500

11000...220

 

120x105x75

М1792

мА

0,5; 1,0

1...10

110.;.11

 

160x140x75

M2001

мА

A

В

2,5

2.5

2,5

1...500

1...10

20...7500 (с НШ 75мВ)

1,5...450

350...3

9...1

1

60x60x68

M2003

мкА

1,5; 2,5

25...1000

3000...500

 

80x80x55

M4200

мА

1,5;2,5

1...600

600...7

 

80x80x49

M4201

мВ

1,5; 2,5

45...1000

 

1,5

80x80x49

M4202

A

В

1,5; 2,5 1,5; 2,5

1...10;

20...6000;

(с НШ 75мВ)

2...600;

1000...3000

(с ДС Р103М)

8...1

1,1

5

60x60x49

M4203

мА

A

В

2,5; 4,0 2,5; 4,0

2,5;4,0

1...600 1...3;5...6000 (с НШ 75мВ) 2...600; 1000...3000

600...1

1

5

40x40x50

 

 

 

(с ДС Р103)

 

 

 

M4204

мкА

1,5;2,5

10...1000

20000...200

 

80x80x49

M4205

мкА

1,5;2,5

10...1000

20000...200

 

60x60x49

M4206

мкА

2,5; 4,0

10...1000

20000...200

 

40x40x49

M4210

мВ

1,5;2,5

25...1000.

 

3

80x80x49

M4211

мВ

1,5; 2,5

25...1000

 

3

60x60x48

 

Табл. 1.2. Приборы магнитоэлектрической системы и их характеристики (продолжение).

Тип

прибора

Вид

измеря

емой

вели

чины

Класс

точности

Верхние пределы измерений (в единицах измеряемой величины)

Rп, Ом

Iп.о

мА

Габариты,

мм

М4212

мВ

2,5; 4,0

25...1000

 

3

40x40x50

М4222

мА

4,0

1...50

500...10

 

20x20x35

М4223

В

4,0

3...300

 

1,1

30x30x35

М4224

В

4,0

3...300

 

1,1

21x40x50

М4231

мкА

мА

А

В

4.0

4.0

4,0

4.0

500

1...600

1...5;10...50

(с НШ 75мВ)

3...50;75...600

(с ДС Р4200)

600 200...10 4...1

5

40x40x48

М4233

мА

А

В

2,5

2,5

2,5

1...500

1...10;20...4000

(с НШ 75мВ)

3...600;

1000...3000

(с ДС Р103)

75...2

3.'..1

1,1

5

80x80x55

М4240

мкА

1,5; 2,5

2,5... 10

4500...200

 

80x80x49

М4241

мкА

1,5; 2,5

2,5... 10

4500...200

 

60x60x52

М4244

мкА

1,5; 2,5

5...30

70000...

10000

 

80x80x59

М4247

мкА

4,0

50... 1000

4000...

1400

 

21x40x53

М4248

мкА

2,5; 4,0

50...1000

4000...

1400

 

21x54x58

М4250

мА

А

В

1,5; 2,5 1,5; 2,5

1.5;2,5

1...50

20...6000

(с НШ 75мВ)

1

85...2

1,1

80x80x46

М4252М

мкА

1,5

25... 1000

10000...

800

 

80x80x47

 

Примечание.

Rп - сопротивление рамки прибора.

Iп.о - ток полного отклонения прибора.

Более подробные сведения о характеристиках и условиях применения электроизмерительных приборов, методах измерений, а также о приборах, не вошедших в приводимую таблицу, можно найти в специализированной литературе.

 

Предыдущая страница Следующая страница

 

 


© Сайт защищён авторскими правами.

E-mail: portal.inform@gmail.com

 

Рейтинг@Mail.ru