Измерительные механизмы электродинамической системы

Эта система представляет собой две катушки (рис. 3.5.1), одна из которых неподвижная, а другая - подвижная. Обе катушки подключаются к сети, и взаимодействие их магнитных полей приводит к повороту подвижной катушки относительно неподвижной.

Измерительный механизм состоит из неподвижной катушки, внутри которой может поворачиваться подвижная катушка. Неподвижная катушка, состоящая обычно из двух секций, наматывается толстым медным проводом и имеет малое количество витков. Подвижная катушка имеет большое количество витков проводом малого сечения. На оси помимо подвижной катушки укреплены спиральные пружины, указательная стрелка и крыло воздушного успокоителя.

2.8. Измерение постоянного тока и напряжения

Измерение тока: частотный диапазон измерения тока лежит в пределах от нуля до сотен мегагерц. Для измерения постоянного тока наибольшее распространение имеют приборы магнитоэлектрической системы. Для измерения переменного тока используются приборы электродинамической системы. При измерении тока между точками А и В включается амперметр последовательно с нагрузочным сопротивлением. Значение тока в цепи, когда амперметра нет, равно I=U/Rнагр. Когда мы в цепь включаем амперметр ток будет равен I=U/ Rнагр + RА, где RА - внутреннее сопротивление амперметра. Для того чтобы погрешность измерения тока была минимальной, необходимо чтобы сопротивление RА было очень маленьким. Для увеличения пределов измерений амперметров применяют специальные резисторы (шунты). Обычно их изготавливают из манганина, и они имеют две пары зажимов – токовые и потенциальные. При помощи токовых зажимов шунт включается последовательно в цепь, а потенциальным зажимом подключается измерительный механизм. При этом большую часть измеряемого тока пропускают через шунт, а меньшую, через амперметр, при этом ток амперметра составляет небольшую часть всего измеряемого тока.

I = Iа + Iш.

Измерение напряжения: чаще всего для измерения напряжения используется метод непосредственной оценки. Сопротивление вольтметра должно быть значительно больше, чем Rн. Для расширения пределов измерения вольтметров используется добавочные сопротивления, которые включаются в цепь последовательно с вольтметром. При включении добавочного резистора ток Iд будет равен U/Rв+Rн, где Rв – внутреннее сопротивление вольтметра, U – напряжение до которого необходимо увеличить предел измерения прибора с помощью добавочного резистора.

Можно измерять как постоянное напряжение, так и переменное синусоидальной и несинусоидальной формы:

• Мгновенное значение переменное напряжения – значение напряжения, в какой то определенный момент времени
• Амплитудное значение - максимальное значение за период или полупериод
• Размах колебаний – двойная амплитуда
• Действующее значение – среднеквадратичное значение за период