Feromagnetické (elektromagnetické) měřicí přístroje

Feromagnetické (elektromagnetické) měřicí přístroje
Princip těchto přístrojů je založen na silovém působení dvou feromagnetických plíšků nacházejících se v magnetickém poli cívky.

U původního konstrukčního uspořádání bylo do dutiny válcové cívky vtahováno feromagnetické jádro zavěšené na pružině, která vyvolávala řídicí (direktivní) sílu. To silně připomíná princip elektromagnetu, proto se tyto přístroje někdy označují jako elektromagnetické. Dnes se toto uspořádání měřicího obvodu používá pouze u některých zkoušeček pro orientační měření napětí, např. ZN 1 či starší VADAS.

Původní konstrukční uspořádání feromagnetického měřicího přístroje.

V současné době používané přístroje se skládají z pevné válcové cívky, na jejíž vnitřní straně je umístěn pevný plíšek. Druhý, pohyblivý plíšek je umístěn na hřídelce otočného ústrojí, které má zpravidla hrotové uložení. Protéká-li cívkou proud, dojde k tomu, že oba plíšky se vlivem magnetického pole zmagnetují souhlasně a začnou se odpuzovat. Pohyblivý plíšek se začne pevnému vzdalovat a tím natáčí ručku. Direktivní moment ústrojí je vyvozován spirálovou pružinou. Dojde-li k vyrovnání pohybového momentu vyvozeného odpudivou silou plíšků a direktivního momentu pružiny, ručka se ustálí.

Pro větší náhled kliknout!

Protože přístroje pracují s poměrně slabým magnetickým pólem, nelze použít magnetické tlumení. Proto se používá tlumení vzduchové pomocí křidélka pohybujícího se v uzavřené vzduchové komůrce.

Výchylka feromagnetických přístrojů je úměrná druhé mocnině proudu protékajícího cívkou, stupnice je tedy nerovnoměrná. Kvadratická závislost výchylky na proudu může být částečně linearizována vhodným tvarem a počáteční polohou plíšků. Počátek stupnice má však vždy zhuštěné dělení a nelze tedy odečítat malé výchylky měřené veličiny (asi do 1/10 až 1/5 rozsahu). Zbylá část stupnice má již přibližně lineární dělení.

Pro větší náhled kliknout!

U feromagnetických přístrojů se používají plíšky různých tvarů. Provedení na obr. 1 se používá u běžných přístrojů, uspořádání podle obr. 2 zvyšuje citlivost přístroje a linearitu stupnice. Používá se u moderních feromagnetických přístrojů. Provedení zachycené na obr. 3 se používá u přesných laboratorních přístrojů, provedení celého měřicího ústrojí laboratorního přístroje je pak na obr. 4. Provedení rozváděčového feromagnetického přístroje s výchylkou až 2700 je na obr. 5.

Pro větší náhled kliknout!
Obr. 1 Plíšek běžných přístrojů
 

Obr. 2 Plíšek pro citlivější přístroje s lepší linearitou.

Obr. 3 Plíšek pro přesné laboratorní přístroje.

pro větší náhled kliknout!
Obr. 4 Provedení ústrojí laboratorního měřicího přístroje
 

Pro větší náhled kliknout zde!
Obr. 5 Provedení ústrojí rozváděčového feromagnetického měřicího přístroje s výchylkou až 2700.
 

Vlastnosti:

•  feromagnetické přístroje měří efektivní hodnotu proudu a napětí,

•  používají se téměř výhradně pro měření střídavých veličin (měření stejnosměrných veličin je možné, ale přístroje mají nižší přesnost - proto je vhodnější použít magnetoelektrické přístroje),

•  běžně se vyrábějí pro proudy 0,1 až 100A, napětí do 600V,

•  mají vyšší spotřebu a nižší přesnost než magnetoelektrické (běžně 0,5 až 1), laboratorní feromagnetické přístroje lze však vyrobit i jako velmi přesné s třídou přesnosti 0,1 až 0,2,

•  jsou jednoduché, levné, odolné, mají velkou přetížitelnost, protože proud se přivádí pouze do pevné cívky, která je dobře chlazená, proto to jsou nejpoužívanější přístroje pro měření střídavých veličin,

•  změna rozsahu ampérmetrů se provádí nejčastěji změnou počtu závitů měřicí cívky, u voltmetrů se rozsah obvykle mění předřadníky,

•  stupnice je na počátku zhuštěná,

•  používají se pro kmitočty do několika set Hz,

•  protože pracují se slabým vlastním polem, je vliv cizích elektromagnetických polí velký a měřicí ústrojí přesnějších přístrojů je nutno stínit (viz obr. 5).
• 
  

TIP:
Literatura na téma "měření" zde!
Nejobsáhlejší diskuzní fórum na téma "měření" zde!