Омметры

Если в схемах, представленных на рис. 12, в качестве измери­теля 1 использовать магнитоэлектрический миллиамперметр, то при соблюдении условия U-const показания будут определяться ве­личиной сопротивления r_х, т. е. шкалу можно отградуировать в омах.

Действительно, из выражений (21), (22) и рис. 12 следует, что для последовательной схемы

(21)

а для параллельной

(22)

Так как все величины в правой части уравнений (21) и (22), кроме r_х, постоянны, то угол отклонения определяется величиной r_х. Такой прибор называется омметром. Из выражений (21) и (22) следует, что шкалы омметров обоих типов неравномерны. У первого типа, в отличие от второго, нуль шкалы совмещен с максимальным углом поворота подвижной части. Омметры с последовательной схемой более пригодны для измерения больших сопротивлений, а с параллельной схемой — малых.

Рис.12 Схемы омметров: а – последовательная; б – параллельная

Обычно омметры выполняются в виде переносных приборов сравнительно небольшой точности (классов 1,5 или 2,5) и в качестве источника питания имеют сухую батарею. С течением времени напряжение батареи падает, т. е. поставленное нами условие U-const не выполняется. Вместо этого трудно выполнимого на практике условия поддерживается постоянной величина произве­дения BU-const. Для этого в магнитную систему прибора встраивается магнитный шунт - ферромагнитная пластинка, замыкающая полюса так, что часть потока проходит через полезный воздушный зазор, а часть — через магнитный шунт. Пластинку можно перемещать с помощью ручки, выведенной на наружную панель. При перемещении пластинки меняется ее магнитное сопротивление относительно полюсов (обычно переменной является площадь сечения пластинки), т. е. меняется коэффициент шунтирования.

Для регулировки омметра с последовательной схемой перед

измерениями замыкают накоротко его зажимы с надписью r_х и в том случае, если стрелка не устанавливается на отметке 0, перемещают ее до этой отметки с помощью шунта. Регулировка омметра с параллельной схемой производится при отключенном сопротивления r_х. Вращением рукоятки шунта указатель устанавливают на отметку шкалы, соответствующую значению r _х = . В неко­торых омметрах для регулировки используется не магнитный шунт, а сопротивления.

Необходимость ручной регулировки, иначе говоря, зависи­мость показаний от напряжения источника питания, является крупным недостатком рассмотренных омметров, что исключает возможность их применения, например, в схемах автоматики. Этого недостатка нет у омметров, построенных на принципе логометра. Как было указано, в логометрах противодействующий момент создается не механическим путем, а электрическим. Для этого в магнитоэлектрическом логометре (рис. 13) подвижная часть выполняется в виде двух жестко скрепленных между собой рамок 1 и 2, по обмоткам которых протекают токи I и I₂. Пружинки для создания механического противодействующего момента не ставятся, а ток к обмоткам подводится c помощью безмоментных токоподводов, выполняемых в ви­де тонких неупругих ленточек.

Рис.13 Устройство логометра

Направлениятоков в обмотках выбирают­ся так, чтобы моменты М и М , создаваемые рамками, действовали навстречу друг другу. Один из моментов может считаться вращаю­щим, а второй — противодействующим. Кро­ме того, хотя бы один из моментов должен зависеть от угла поворота. Это условие необходимо соблюдать и для логометров. Значит, один (или несколько) из параметров, определяющих величину момента [см. формулу (19)], должен являться функцией угла .

Технически наиболее просто сделать зависящей от угла пово­рота индукцию В. Для этого магнитное поле в зазоре должно быть неравномерным, что достигается неравномерностью зазора (с этой целью сердечник на рис. 13 сделан эллипсоидальным). В общем виде выражения для моментов М и М могут быть записаны так:

 

 

 

где и — функции, выражающие закон изменения индукции для рамок 1 и 2 при перемещении их в зазоре. При установившемся равновесии моменты М и М равны, т. е.

 

откуда

 

или, обозначив

 

и

 

получим

 

Выражение для обратной функции можно представить так:

 

(23)

 

Из, выражения (23) видно, что логометр измеряет отношение и токов в обмотках.

Рис.14 Схема включения логометра в качестве омметра

Схема включения логометра в качестве омметра представлена на рис. 14. В этой схеме 1 и 2 — рамки логометра, обладающие со­противлениями r₁и r ₂;r и r_д — добавоч­ные сопротивления, постоянно включен­ные в схему. Так как

 

то на основании формулы (23)

 

(24)

 

т.е. угол отклонения определяется величиной r_х и не зависит от напряжения U.