Приборы электромагнитной системы

Принцип действия  приборов электромагнитной системы (в дальнейшем ЭМ - приборы) поясняется рис. 30, на котором приведены типичные надписи на шкале. Вращающий момент создается за счет того, что ток i(t), протекающий по катушке, выполненной, как соленоид со щелевидным отверстием, создает электромагнитное поле, которое втягивает внутрь катушки фигурную пластину, изготовленную из электротехнической стали. Этот момент пропорционален квадрату силы тока и содержит поэтому постоянную и переменную составляющие. Частота первой гармоники переменной составляющей равна удвоенной частоте первой гармоники измеряемой силы тока. В силу инерционности подвижной части переменная составляющая фильтруется, и средний вращающий момент равен

                                  ,

где T - период измеряемого тока,  - постоянный коэффициент.

Как видно из этого выражения, ЭМ - приборы позволяют измерять действующее значение переменного тока, а также силу постоянного тока, о чем свидетельствует также соответствующий знак на шкале.

Из принципа действия ЭМ - приборов следует, что на его показания могут оказывать сильное воздействие внешние магнитные поля. Чтобы уменьшить их действие, в ЭМ - приборах предусматривается дифференциальная конструкция, как это показано на рис. 30. Компенсация действия внешнего поля происходит за счет того, что моменты, которые оно создает при воздействии на обе стороны подвижной части, действуют в противоположных направлениях, а моменты, создаваемые измеряемым током, действуют в одном направлении. Эта компенсация будет неполной, если внешнее поле неоднородно в объеме подвижного механизма прибора.

На рис. 30 показан ЭМ амперметр. ЭМ вольтметр получается присоединением к ЭМ амперметру последовательно добавочного сопротивления.

В силу квадратичной зависимости вращающего момента от силы тока шкала ЭМ - приборов неравномерна. Равномерности шкалы на рабочей части добиваются путем подбора формы пластин, втягивающихся в катушку.

Метрологические и эксплуатационные свойства ЭМ - приборов невысоки. Ток полного отклонения стрелки не менее 5 мА, предел допускаемой основной приведенной погрешности не менее 0,5%, частотный диапазон составляет 0 Гц и 40¸3000 Гц. Собственное сопротивление ЭМ - вольтметров составляет (100 ¸ 2000) Ом.

Достоинством ЭМ - приборов является отсутствие токоподводов к подвижной части, низкая трудоемкость в изготовлении и низкая стоимость используемых материалов и, следовательно, пониженная цена по сравнению с другими приборами, имеющими равные метрологические свойства.

Основное применение - в качестве щитовых приборов, в том числе, на транспортных средствах.