Лекция: Аналогові вимірювальні прилади

Основну групу аналогових вимірювальних приладів прямого перетворення складають електромеханічні прилади, принцип дії яких полягає у перетворенні електромагнітної або електричної енергії у механічну енергію переміщення рухомої частини приладу. Узагальнена структурна схема таких приладів складається з послідовно з’єднаних вимірювального кола, вимірювального механізму та відчитового (испр. звітного) пристрою. Призначення вимірювального кола — перетворення вимірювальної величини (напруги, струму, потужності і т.д.) у деяку проміжну електричну величину (переважно струм або напругу), функціонально зв'язану з вимірювальною величиною і безпосередньо діючу на вимірювальний механізм.

Вимірювальній механізм (ВМ), що складається з рухомої і нерухомої частин, призначено для перетворення електромагнітної або електричної енергії вихідної величини вимірювального кола у механічну енергію необхідну для переміщення кутового або лінійного переміщення рухомої частини ВМ.

Під дією вимірювальної величини (ВВ) X у вимірювальному механізмі виникає обертаючий момент, що є функцією вимірювального механізму,

Mоб = f(x).

і який намагається повернути рухому частину вимірювального механізму для того, щоб кут повороту α рухомої частини ВМ був однозначно зв'язаний із значенням вимірювальної величини X.

Одночасно з цим у вимірювальному механізмі при повороті його рухомої частини створюється протидіючий момент, направлений на зустріч обертаючому моменту і залежний від кута повороту α:

Mпр = fпр(α).

Усталене відхилення рухомої частини вимірювального механізму визначається рівністю Mоб = Mпр. Очевидно, що при цьому кут повороту рухомої частини вимірювального механізму буде функцією вимірювальної величини, тобто:

F(x).

В більшості електровимірювальних приладів протидіючий момент створюється механічним способом за допомогою пружинних елементів (спіральних пружин у вимірювальних механізмах з рухомої частини на тернових опорах або пружинних розтяжок, на яких кріпиться рухома частина вимірювального механізму).

Однак в так званих логометричних приладах протидіючий момент створюється електричним способом: тут у вимірювальному механізмі не одна, а дві рамки, в яких при протіканні через них елементарного струму виникають два зустрічних обертаючих моменти, один з них — обертаючий, інший — протидіючий.

Струми до рухомих рамок логометричного вимірювального механізму підводяться за допомогою безмоментних струмовідводів — тонких металевих стрічок з нехтовно малим протидіючим моментом.

Відхилення рухомої частини логометра пропорційно відхиленню електричних струмів I1, І2,що протікають через рамки, тобто кут відхилення вимірювального механізму αбуде: