Классификация приборов по принципу действия

Приборы магнитоэлектрической системы состоят из непод­вижного подковообразного постоянного магнита 1 (рис. 1), к полюсам которого присоединяются наконечники 6 из мягкого железа, охватывающие сплошной железный цилиндр - сердечник 3. Между этим сердечником и по­верхностью наконечников обра­зуется однородное магнитное поле.

В воздушном зазоре рас­полагается легкая рамка 5, на которой держится обмотка из тонкой изолированной прово­локи. Рамка укреплена так, что может свободно поворачиваться в воздушном зазоре постоянного магнита.

На оси рамки укреплены стрелка 2 и две спиральные пружины 4, которые создают противодействующий момент и одновременно подводят ток к обмотке прибора.

Прибор имеет корректор, позволяющий изменить положе­ние закрепленного конца одной из спиральных пружинок и тем самым производить установку стрелки прибора на "0". При про­хождении тока через обмотку рамка прибора поворачивается в ту или другую сторону в зависимости от направления тока (в ре­зультате взаимодействия магнитного поля постоянного магнита и магнитного поля электрического тока). Угол поворота рамки и связанной с ней стрелки зависит от силы проходящего по обмот­ке тока.

Приборы магнитоэлектрической системы обладают высо­кой точностью и чувствительностью - с их помощью можно из­мерять токи до 10^-14 А (см. "Гальванометры"). На показания этих приборов внешние поля оказывают незначительное влияние, потребляют мало энергии, мало чувствительны к влия­ниям температуры, имеют равномерную шкалу, стрелка быстро останавливается (апериодичность).

Приборы электромагнитной системы (рис. 2а) состоят из неподвижно укрепленной катушки 2, по обмотке 1 которой про­ходит измеряемый прибором ток. Железный сердечник 3, изго­товленный в виде пластинки, эксцентрично закрепляется на оси прибора 0, к этой же оси прикрепляются спиральная пружина 4, вызывающая противодействующий момент, успокоитель 5 и стрелка прибора. При прохождении тока через обмотку прибора железный сердечник втягивается внутрь катушки, поворачивая связанную с ним стрелку.

Из различных конструкций приборов этой системы укажем на астатические приборы (рис. 2б). В них имеются две катушки, обмотки которых соединены последовательно так, что их маг­нитные поля направлены в противоположные стороны. Такое устройство прибора дает возможность исключить влияние посто­ронних магнитных полей; если такое поле будет усиливать поле одной катушки, то настолько же ослабит поле другой.

Приборы электромагнитной системы конструктивно просты; их можно использовать при измерениях больших токов, так как об­мотка у них неподвижна, они стойки к перегрузкам, пригодны для постоянного и переменного тока, надежны в эксплуатации.

Приборы электродинамической системы (рис. 3) состоят из двух катушек, одна из которых одна (2) неподвижна, другая (4) - под­вижна. Катушка 2 состоит из двух одинаковых половин, между которыми проходит ось прибора. На оси закреплены подвижная катушка, стрелка 1, крыло воздушного успокоителя 5 и две

спиральные пружины 3, создающие противодействующий момент и подводящие ток в подвижную катушку (так же как и в приборах магнитоэлектрической системы). При пропускании тока через обе катушки в результате электродинамического воздействия под­вижная рамка будет стремиться повернуться так, чтобы плос­кость ее витков стала

параллельной плоскости витков неподвижной катушки. Угол поворота подвижной рамки зависит от токов, идущих в катушках.

С помощью приборов электродинамической системы мож­но измерять силу постоянного и переменного тока, так как в слу­чае измерения силы переменного тока его изменение по направ­лению происходит одновременно в обеих катушках и, следовательно, направление электродинамических сил остается неизменным. При измерении силы пере­менного тока приборы электродинамической системы показывают эффективное значение силы тока. Приборы этой системы обладают высокой точностью.

Гальванометры - приборы высокой чувствительности, используются для измерения очень малых токов и напряжений. Шкала прибора очень часто градуируется самим наблюдателем. Наибо­лее распространенными являются гальванометры магнитоэлек­трической системы.