Электродинамический измерительный механизм

 

Электродинамический механизм состоит из неподвижной и подвижной катушек, поршня и камеры. Подвижная катушка может поворачиваться вокруг оси внутри двух секций неподвижной катушки. При наличии в катушках токов возникают электромагнитные силы взаимодействия, стремящиеся повернуть подвижную катушку соосно с неподвижной. В результате возникает вращающий момент. При синусоидальных токах вращающий момент электродинамического измерительного механизма пропорционален произведению действующих значений токов в катушках и косинусу угла сдвига фаз между ними.

 

 

Приборы с электродинамическим измерительным механизмом применяются для измерения активной мощности в цепях переменного тока и реагируют на произведение действующих значений двух измеряемых величин и косинус угла сдвига фаз между ними:

Электродинамические измерительные механизмы обладают максимальной разрешающей способностью в классе электромеханических преобразователей, поскольку не содержат ферромагнитных деталей, технология изготовления которых не может гарантировать отсутствие неоднородностей и характеризуется плохой повторяемостью в серии.

 

 

Ферродинамический механизм

 

Принцип действия ферродинамического измерительного механизма так же как и электродинамического основан на взаимоиндукции двух магнитных потоков, созданных токами, протекающими по обмоткам подвижной и неподвижной катушек. Ферродинамические механизмы отличаются от электродинамических тем, что неподвижная катушка имеет магнитопровод из магнитомягкого материала, в результате магнитный поток, а значит и вращающий момент существенно возрастают.

 

 

Электростатический механизм

 

Принцип работы этих приборов заключается во взаимодействии электрически заряженных подвижных и неподвижных проводников (пластин). При перемещении подвижных пластин, происходящем под воздействием энергии электрического поля, изменяется электрическая емкость между пластинами вследствие изменения их активной поверхности или из-за изменения расстояния между ними.

На неподвижные пластины подается потенциал одного знака, а на подвижные пластины — потенциал другого знака. Подвижная пластина вместе с указателем укреплена на оси и под действием сил электрического поля между пластинами поворачивается. Под воздействием сил поля подвижные пластины втягиваются в пространство между неповижными и увеличивают свою активную поверхность. При постоянном напряжении между пластинами вращающий момент пропорционален зарядам на этих пластинах, при синусоидальном напряжении подвижная часть механизма реагирует на среднее значение момента.

 

Измерительный механизм с изменяющейся активной поверхностью пластин конструктивно напоминает конденсатор переменной емкости.

Пластины обычно изготовляют из алюминия. Противодействующий момент создается спиральной пружинкой. Отсчет угла поворота производится либо с помощью стрелки, либо световым указателем. Чувствительность измерительного механизма повышается увеличением числа подвижных и неподвижных пластин.

 

 

Индукционный механизм

 

Индукционный механизм состоит из двух неподвижных магнитопроводов с обмотками, подвижного алюминиевого диска, укрепленного на оси и постоянного магнита. Магнитные потоки создаваемые синусоидальными токами в обмотках и пронизывающие диск, смещены в пространстве. При этих условиях в диске образуется бегущее магнитное поле, под влиянием которого диск приходит во вращение. Магнит служит для создания тормозного момента. Среднее значение вращающего момента пропорционально произведению токов в двух обмотках и синусу фазового угла между ними. Индукционные механизмы используются, главным образом, в счётчиках электрической энергии.