Магнитоэлектрические измерительные механизмы
В приборах магнитоэлектрической системы используется взаимодействие поля постоянного магнита с катушкой (рамкой), по которой протекает ток. Конструктивно измерительный механизм может быть выполнен либо с подвижным магнитом, либо с подвижной катушкой. Принцип действия магнитоэлектрических измерительных механизмов. На рис. 3.2а показана подвижная рамка измерительного механизма, находящаяся в равномерном радиальном магнитном поле. При протекании по обмотке рамки тока возникают силы F, стремящиеся повернуть рамку так, чтобы ее плоскость стала перпендикулярной к направлению O1 - O2. При равенстве вращающего и противодействующего моментов подвижная часть останавливается.
Для получения зависимости между углом отклонения и током рассмотрим уравнение момента для рамки с током, находящейся в магнитном поле:
где M – вращающий момент, We – энергия электромагнитного поля, сосредоточенная в измерительном механизме, F - поток, сцепляющийся с обмоткой рамки; I - ток в обмотке рамки. Величина F может быть подсчитана как произведение индукции В в воздушном зазоре, числа витков w обмотки рамки и суммы площадей двух боковых поверхностей, описанных активными сторонами подвижной катушки при ее повороте на угол a от нейтрального положения (оси O1 – O2). В соответствии с рис. 3.2б активными сторонами обмотки рамки будут являться стороны, расположенные в плоскости, перпендикулярной рисунку. Стороны рамки, находящиеся в плоскости рисунка, при своем движении скользят вдоль силовых линий, не пересекая их, и поэтому не будут участвовать в создании вращающего момента.
Следовательно, F = В2rlwa, где r - радиус рамки относительно оси вращения; l - длина рамки; a - угол отклонения рамки от нейтрального положения. Обозначив площадь катушки через s, можем написать F = Bswa. Подставляя это выражение в формулу момента и дифференцируя его, получим М = BswI. Так как противодействующий момент создается упругими элементами, то можно для режима установившегося отклонения написать BswI = Wa, Откуда
|
