ข้อดีและข้อเสียของเครื่องวัดแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

เครื่องมือวัดแม่เหล็กไฟฟ้า — อุปกรณ์ที่ยึดตามคุณสมบัติของสนามแม่เหล็กเพื่อดึงดูด เช่น ตัวเฟอร์โรแมกเนติก อย่างน้อย. เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหล็กจะเกิดขึ้นซึ่งมีแนวโน้มที่จะดึงกระดองเหล็กที่เชื่อมต่อกับลูกศรของอุปกรณ์เข้าไปในขดลวด

ลูกศรถูกยึดไว้ที่ตำแหน่งเริ่มต้นโดยคอยล์สปริง การเบี่ยงเบนของลูกศรสามารถใช้เพื่อประเมินความแรงของกระแสที่ไหลผ่านขดลวด เนื่องจากขดลวดปัจจุบันจะดึงกระดองไม่ว่าจะจ่ายด้วยไฟฟ้ากระแสตรงหรือกระแสสลับ เครื่องวัดแม่เหล็กไฟฟ้าแบบเหล็กจึงเหมาะสมเท่ากันสำหรับการวัดทั้งไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ

ดังนั้น อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าจึงมีกลไกการวัดแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีขดลวดเคลื่อนที่ผ่านขดลวดซึ่งมีกระแสไฟฟ้าไหลผ่าน และแกนแม่เหล็กไฟฟ้าหนึ่งแกนหรือมากกว่านั้นติดตั้งอยู่บนแกน

อุปกรณ์วัดแม่เหล็กไฟฟ้าใช้ในแอมมิเตอร์ โวลต์มิเตอร์ เครื่องวัดความถี่ และ เฟสเมตร.

อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าผลิตด้วยขดลวดแบนหรือกลม ขดลวดคงที่แบบแบน (รูปที่ 1, a) มักจะพันด้วยลวดหนา 1 บนโครงที่ไม่ใช่แม่เหล็กไฟฟ้า 2 เพื่อให้เกิดช่องว่างอากาศภายใน แผ่นเฟอร์โรแมกเนติก 7 วางอยู่ถัดจากช่องว่าง แกนของแผ่นตั้งอยู่แบบไม่สมมาตร ลูกศร 8 ของอุปกรณ์ติดอยู่กับแกนที่เคลื่อนที่ไปตามแนวสเกล 3 ของอุปกรณ์ สปริง 6 ที่อยู่ตรงข้ามกันและเซกเตอร์อะลูมิเนียม 5 ติดตั้งอยู่บนแกน ซึ่งสามารถหมุนในสนามแม่เหล็กถาวร 4

อุปกรณ์แม่เหล็กไฟฟ้าที่มีขดลวดเป็นวงกลมมีโครงสร้างดังนี้ ขดลวดกลม 10 (รูปที่ 1, b) ที่มีช่องว่างกลางอากาศถูกพันด้วยลวดหนา แผ่นแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติก 11 ได้รับการแก้ไขภายในช่องว่างและแผ่นแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติก 12 แผ่นที่สองแต่เคลื่อนย้ายได้ติดอยู่กับแกน สปริง 13 และลูกศร 14 ของอุปกรณ์ได้รับการแก้ไขบนแกนของแผ่น 12 เพื่อสร้างโมเมนต์สวนกลับ ภาคอลูมิเนียมจะยึดกับแกนและติดตั้ง แม่เหล็กถาวร - ไม่แสดงในรูป

ข้าว. 1. กลไกการวัดแม่เหล็กไฟฟ้า: a — มีขดลวดแบน b — มีขดลวดกลม

ข้อดีของเครื่องมือวัดแม่เหล็กไฟฟ้า

มุมเบี่ยงเบนของลูกศรของอุปกรณ์วัดแม่เหล็กไฟฟ้าขึ้นอยู่กับกำลังสองของกระแส หมายความว่าอุปกรณ์ระบบแม่เหล็กไฟฟ้าสามารถทำงานได้ในวงจรไฟฟ้ากระแสตรงและไฟฟ้ากระแสสลับ

เมื่อกระแสสลับไหลผ่านขดลวด แกนที่เคลื่อนที่ได้จะถูกทำให้เป็นแม่เหล็กพร้อมกันกับการเปลี่ยนแปลงทิศทางของสนามแม่เหล็ก และทิศทางของแรงบิดจะไม่เปลี่ยนแปลง นั่นคือ การเปลี่ยนแปลงของสัญญาณของกระแสจะไม่ส่งผลกระทบต่อ สัญญาณของมุมเบี่ยงเบน การอ่านค่าอุปกรณ์ในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับจะเป็นสัดส่วนกับค่า rms ของค่าที่วัดได้

เครื่องวัดแม่เหล็กไฟฟ้ามีการออกแบบที่เรียบง่าย ราคาไม่แพง โดยเฉพาะแผงหน้าปัด สามารถวัดกระแสขนาดใหญ่ได้โดยตรงเนื่องจากขดลวดอยู่กับที่และสามารถทำจากสายไฟที่มีพื้นที่หน้าตัดขนาดใหญ่ได้ง่าย

อุตสาหกรรมนี้ผลิตแอมมิเตอร์ของระบบแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับการเชื่อมต่อโดยตรงกับกระแสสูงถึง 150 A

อุปกรณ์ตรวจวัดแม่เหล็กไฟฟ้าไม่เพียงแต่ทนทานต่อการโอเวอร์โหลดในระยะสั้นเท่านั้น แต่ยังทนต่อการโอเวอร์โหลดในระยะยาว (หากมี) ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการตรวจวัด

ข้อเสียของเครื่องมือวัดแม่เหล็กไฟฟ้า

ข้อเสียของอุปกรณ์วัดแม่เหล็กไฟฟ้ารวมถึง: ความไม่สม่ำเสมอของมาตราส่วนและความไวค่อนข้างต่ำเมื่อวัดกระแสต่ำ นั่นคือความแม่นยำในการวัดค่อนข้างต่ำที่จุดเริ่มต้นของมาตราส่วน การพึ่งพาการอ่านค่าเครื่องมือกับอิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอก ต่ำ- ช่วงการวัดความถี่ ความไวสูงของเครื่องมือต่อความผันผวนของความถี่ปัจจุบันและการบริโภคสูง (สูงถึง 2 W สำหรับแอมมิเตอร์สำหรับกระแสสูงถึง 10 A และ 3 - 20 W สำหรับโวลต์มิเตอร์ ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า)

สำหรับอุปกรณ์จำนวนมาก สเกลใกล้เคียงกัน

เครื่องมือวัดแม่เหล็กไฟฟ้ามีความไวต่ออิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอก เนื่องจากมีสนามแม่เหล็กภายในที่อ่อนแอมาก ความจริงก็คือขดลวดถูกสร้างขึ้นโดยไม่มีแกนเฟอร์โรแมกเนติก ดังนั้นสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นในพวกมันจึงอยู่ในอากาศ และเป็นที่ทราบกันดีว่าอากาศเป็นสื่อที่มีความต้านทานแม่เหล็กสูงมาก เพื่อกำจัดอิทธิพลของสนามแม่เหล็ก โล่แม่เหล็กต่างๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายหรืออุปกรณ์ที่ผลิตในรุ่นที่ไม่คงที่

ในอุปกรณ์การวัดแบบแอสแตติก แทนที่จะใช้ขดลวดหนึ่งเส้นที่มีแกนหนึ่ง จะใช้ขดลวดคงที่สองตัวและสองแกนที่ติดตั้งบนแกนเดียวด้วยลูกศรตามลำดับ ขดลวดของขดลวดเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับแต่ละอื่น ๆ ดังนั้นเมื่อกระแสที่วัดได้ไหลผ่านพวกมัน ฟลักซ์แม่เหล็กที่พุ่งเข้าหากันจะถูกสร้างขึ้นในพวกมัน

หากอุปกรณ์วัดอยู่ในสนามแม่เหล็กภายนอก จะเป็นการเพิ่มสนามแม่เหล็กในขดลวดหนึ่งและลดลงในอีกขดลวดหนึ่ง ดังนั้น แรงบิดที่เพิ่มขึ้นในขดลวดหนึ่งจะถูกชดเชยด้วยแรงบิดที่ลดลงในอีกขดลวดหนึ่ง สิ่งนี้จะชดเชยอิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอกที่สม่ำเสมอ หากสนามแม่เหล็กภายนอกไม่เท่ากัน การชดเชยจะเกิดขึ้นเพียงบางส่วนเท่านั้น