6.4.4. Принцип действия электроизмерительных приборов и электрические измерения

Все электроизмерительные приборы по принципу действия раз­деляются на электромагнитные, магнитоэлектрические, электроди­намические, тепловые и электростатические. Измерение тока, напряжения, сопротивления и мощности в большей части электро­измерительных приборов сводится к определению силы тока по ре­зультатам его взаимодействия с магнитным полем проводника или по удлинению проводника вследствие его нагрева при прохожде­нии тока.

Так, принцип действия электромагнитных приборов можно уяснить из рис. 231, а. При пропускании измеряемого тока через катушку 1 сердечник из мягкой листовой стали 2 будет втя­гиваться в катушку, поворачивая стрелку 3, сидящую на оси, скрепленной с сердечником. Отклонение стрелки покажет величину измерения на шкале, соответственно проградуированной. Воздуш­ный тормоз 4 (демпфер) служит для успокоения колебаний стрел­ки. Электромагнитные приборы могут применяться для измерений в цепях как переменного, так и постоянного тока.

Принцип действия магнитоэлектрических приборов; легко уясняется из рис. 231, б; он аналогичен принципу работы электродвигателя. При пропускании измеряемого тока через рамку (несколько витков изолированной проволоки), помещенную между полюсами постоянного магнита, магнитные поля их взаимодейству­ют, и рамка, и сидящая на одной оси с ней стрелка поворачивают­ся на определенный угол, пропорциональный току или напряжению. Эти приборы дают точные показания, но без дополнительных устройств могут применяться для измерения небольших значений и только для постоянного тока.

Рис. 231 Принцип действия и устройство электроизмерительных приборов:

а - электромагнитных; б - магнитоэлектрических; в — электродинамических;

1-катушка; 2-сердечник; 3-стрелка; 4- воздушный тормоз (демпфер)

В электродинамических приборах, в отличие от магнитоэлектрических, магнитное поле, в котором поворачивается рамка, создается не постоянным магнитом, а катушкой с током. У этих приборов (рис.231, в) имеются две катушки: неподвижная I и подвижная II (рамка, жестко соединенная со стрелкой). На рис. 231, в справа показана схема соединения катушек при измерении тока. При пропускании измеряемого тока через катушки их поля взаимодействуют, в результате чего подвижная катушка, связанная со стрелкой, отклоняется и показание снимается по шкале, соот­ветственно проградуированной. Эти приборы применяют для изме­рений переменного и постоянного тока.

Принцип работы тепловых приборов основан на удлине­нии проводников, нагреваемых измеряемым током. Они могут при­меняться как для постоянного, так и переменного тока.

Электростатические приборы измеряют напряжение в цепи по силе взаимного притяжения пластин конденсатора.

На судах находят широкое применение следующие приборы:

1) для измерения силы тока в цепи — ам­перметры, включаемые в цепь последова­тельно;

2) для измерения напряжения тока в це­пи— вольтметры, включаемые параллельно тому участку, на концах которого измеряется напряжение;

3) для измерения сопротивления участка цепи - омметры;

4) для измерения мощности — ваттметры.