Прилади магнітоелектричної системи

Для безпосереднього відліку значень струмів, напруг і опорів у вимірювальних приладах, наприклад в авометра, використовують стрілочні вимірювачі струму Видно вимірювань при цьому різні, а індикатор, по відхиленню стрілки якого оцінюють ту чи іншу електричну величину, один В якості таких індикаторів зазвичай використовують прилади так званої магнітоелектричної системи, що володіють але порівнянні з електровимірювальними приладами інших систем вищою чутливістю і мають рівномірну шкалу

Зовнішній вигляд одного з приладів магнітоелектричної системи – мікроамперметра М24 і схематичне пристрій вимірювального механізму цієї системи показані на рис 1 Основним елементом вимірювального механізму є рамка Її обмотка намотана ізольованим проводом на прямокутному каркасі з тонкого картону, просоченого лаком, або фольги Утримуючись на півосях – кернах, рамка може повертатися в зазорі між полюсами сильного постійного магніту і циліндричним сердечником У цьому зазорі створюється рівномірний магнітне поле, що є неодмінною умовою рівномірності шкали приладу На рамці закріплена легка стрілка Висновками обмотки рамки служать тонкі спіральні пружини, що утримують її у вихідному положенні, при якому стрілка знаходиться йапротів нульової позначки шкали

Коли в обмотці рамки зявляється постійний струм, навколо неї виникає магнітне поле, яке вступає у взаємодію з магнітним полем постійного магніту При цьому рамка прагне повернутися на півосях так, щоб полюси її магнітного поля виявилися навпроти полюсів постійного магніту протилежної полярності Чим більше струм, поточний через рамку, тим сильніше її магнітне поле, тим більше зусилля, повертаюче її, а разом з нею і стрілку навколо осі Як тільки струм у рамці і її магнітне поле зникають, рамка зі стрілкою повертається у вихідне (нульове) становище Таким чином, магнітоелектричний прилад є ні чим іншим, як перетворювачем постійного струму в механічне зусилля, повертаюче рамку Про силу цього струму судять по куту повороту рамки

Незалежно від типу прилад магнітоелектричної системи є вимірником тільки постійного (або постійної складової) пульсуючого струму Щоб він став вимірником змінних струмів і напруг, а також

Рис 1 Магнітоелектричний прилад М24 і пристрій його вимірювального механізму

опорів, ці вимірювані величини необхідно попередньо перетворити в пропорційні їм постійні або пульсуючі струми

Досить повну інформацію про прилад дають символічні позначення на його шкалі Зображення подковообразного магніту з зачорненим прямокутником між його полюсами (рис 2, а)-це позначення приладу магнітоелектричної системи з рухомою рамкою Поруч – пряма горизонтальна риска, що говорить про те, що прилад призначений для вимірювання постійного струму Число всередині пятикутної зірки (рис 2, б) вказує максимально допустимий випробувальна напруга (в кіловольт), яке може витримати ізоляція приладу

Ще одне число характеризує клас точності приладу Клас точності · – це чисельне значення найбільшою можливої ​​похибки ірібора, виражене у відсотках від кінцевого (найбільшого) значення шкали Наприклад, мікроамперметр на струм 100 мкА класу точності 1,5 при вимірюванні може дати помилку 1,5 мкА (1,5% від 100 мкА) Для радіоаматорських вимірювань можна використовувати мікроамперметра класів точності 1—2,5

На шкалі приладу може бути зображений і знак у вигляді двох взанмнЬ перпендикулярних ліній (рис 2, в) або П-подібної скоби Перший з них вказує на те, що прилад призначений для роботи у вертикальному положенні, другий – в горизонту 1Ьном Якщо ж цих знаків немає, прилад може працювати як при вертикальному, так і при горизонтальному положеннях шкали

Існують два основних електричних параметра, за якими судять про можливе застосування приладу: струм повного відхилення стрілки 1і, Тобто струм, при якому стрілка відхиляється до кінцевої позначки шкали, і опір рамки RH Про значення першого з цих параметрів каже сама шкала Так, якщо це мікроамперметр (у центрі шкали – букви μΑ) і біля кінцевої позначки шкали стоїть число 100, то струм повного відхилення стрілки дорівнює 100 мкА Значення другого параметра, виражене в Омасі, часто вказують у середній частині шкали Чим менше струм повного відхилення стрілки, тим, як правило, більше опір рамки приладу

У розпорядженні радіоаматора може виявитися прилад магнітоелектричної системи, що використовувався раніше в вольтметрі або амперметр змінного струму, частотоміри або якому-небудь іншому вимірювальному приладі Якщо основні параметри приладу (1і і RH) Відповідають заданим, такий прилад також можна використовувати для вимірювальної лабораторії радіоаматора

Виміряти параметри 1і і RH невідомого приладу можна за схемою, зображеної на рис 3 Для цього потрібні: зразковий мікроамперметр РА0 (Бажано класу 0,1-0,5, в крайньому випадку – авометр, включений на межу виміру струму до 1 .. 10 мА), змінний резистор R опором

5 . Юком, гальванічний елемент 332 або 343 і постійний резистор, званий в даному випадку додатковим Роль додаткового резистора R4 дуже відповідальна: він повинен обмежувати струм в ланцюзі, в яку включається невідомий (перевіряється) прилад, і тим самим захищати його від перевантажень

Якщо при підключенні джерела живлення струм в ланцюзі виявиться значно більше струму 1н перевіряється приладу, то його стрілка, різко відхиляючись за межі шкали, може погнутися, а якщо струм дуже великий, то може згоріти обмотка рамки

Опір додаткового резистора можна розрахувати, користуючись законом Ома (I = U / R) Спочатку для страховки слід вважати, що 1і перевіряється приладу не перевищує 50 мкА Тоді при напрузі джерела живлення 1,5 В (один елемент G) опір додаткового резистора повинно бути близько 30 кОм (Ra= U / I = 1,5 В / 0,00005 А = 30 кОм)

Перевіряється вимірювальний прилад РАП, Зразковий мікроамперметр РА0, Змінний резистор R і додатковий резистор Дод зєднують послідовно

Рис 3 Схема вимірювання основних Рис 4 Схеми вимірювання сили струму параметрів приладу магнітоелектрів електричних ланцюгах чеський системи

Перевіривши, чи немає помилки в полярності зєднання затискачів приладів, встановлюють движок змінного резистора R в положення, відповідне найбільшому опору (за схемою – крайнє нижнє), і тільки після цього включають в ланцюг гальванічний елемент G Стрілки обох приладів повинні відхилитися У міру зменшення введеного в ланцюг опору змінного резистора R стрілки приладів будуть видалятися від нульових позначок шкал Замінюючи додатковий резистор резисторами менших номіналів і змінюючи движком опір змінного резистора, треба створити в ланцюзі такий струм, при якому стрілка перевіряється приладу встановиться точно навпроти кінцевої позначки шкали Значення цього струму, відлічене за шкалою зразкового мікроамперметра, і буде струмом 1і перевіряється приладу

Потім паралельно перевіряється приладу підключають шунтирующий його змінний резистор Rm (На рис 3 показаний штриховими лініями) опором 1,5 .. 3 кОм і з його допомогою домагаються, щоб струм через перевірявся прилад РАН зменшився вдвічі При цьому загальний опір вимірювального ланцюга трохи зменшиться, а струм збільшиться Потім за допомогою змінного резистора R встановлюють по зразковому мікроамперметра початковий струм б ланцюга, а резистором Rm домагаються того, щоб стрілка приладу РАП встановилася точно навпроти середньої позначки шкали Тоді R * перевіряється пріСоря буде дорівнює опору введеної частини резистора RmЕто опір вимірюють омметром

Бажано, щоб струм 1і мікроамперметра, використовуваного для приладів описуваної лабораторії, був не більш 200 мкА, а його шкала – можливо більшої З таким приладом зручніше працювати, у нього вище точність відліку показань Щодо малий струм 1і і досить велику шкалу мають, наприклад, мікроамперметра М24, М265, М900 і деякі інші

Джерело: Борисов В Г, Фролов В В, Вимірювальна лабораторія початківця радіоаматора – 3-е изд, Стереотип – М: Радіо і звязок, 1995 – 144 с, Мул – (Масова радіобібліотека Вип 1213)