Bazele măsurărilor electrice - laboratoare

Lucrarea 1. Instrumente electrice de măsurare analogice

Dispozitive componente. Elemente de proiectare

1. Obiectul lucrării:

Obiectul lucrării îl constituie cunoaşterea principalelor instrumente de mãsurare analogice: magnetoelectric, feromagnetic, electrodinamic, ferodinamic, de inducţie, electrostatic şi termic.

2. Noţiuni pregãtitoare:

Instrumentul electric de mãsurare constituie cea mai simplã asociere de dispozitive şi elemente care pot furniza de sine stãtãtor informaţii de mãsurare privind mãrimea electricã aplicatã la intrare.

În tabelul 1 este prezentatã clasificarea instrumentelor de mãsurare analogice în funcţie de principiul de funcţionare.

Tipul instrumentului Simbol Principiul de funcţionare

A. Instrumente de mãsurare bazate pe forţele câmpului

a) Magnetoelectric

Forţa electromagneticã exercitatã de câmpul magnetic asupra conductoarelor parcurse de curent electric, aflate în câmp.

b) Feromagnetic

Forţa electromagneticã exercitatã de câmpul magnetic asupra materialelor feromagnetice moi, aflate în câmp.

c) Electrodinamic

Forţa electrodinamicã între circuite parcurse de curenţi electrici, fãrã a conţine piese feromagnetice în calea liniilor de câmp magnetic.

d) Ferodinamic

Acţiunile electrodinamice sunt

intensificate de piese feromagnetice aflate în calea liniilor de câmp magnetic.

B. Instrumente bazate pe fenomenul de inducţie electromagneticã

e) De inducţie

Mişcarea dispozitivului mobil în urma interacţiunilor câmpului inductor cu curenţi turbionari induşi în piesele metalice masive situate în câmp

C. Instrumente bazate pe forţele câmpului electrostatic

f) Electrostatic

Apariţia unei forţe electrostatice între conductoare metalice încãrcate cu sarcinã electricã, separate printr-un dielectric

D. Instrumente bazate pe fenomene electrotermice

g) Termic

Transformarea energiei electrice în energie caloricã, transformare însoţitã de transformãri mecanice ale dispozitivului mobil, care produc deviaţii ale dispozitivului indicator.

Fenomenele care stau la baza funcţionãrii instrumentelor electrice analogice permit producerea unui cuplu activ sub acţiunea cãruia dispozitivul mobil se pune în mişcare. Pentru a obţine o deviaţie a cãrei valoare sã fie funcţie de mãrimea electricã de mãsurat, existã un dispozitiv pentru producerea cuplului rezistent.

Pentru micşorarea timpului de rãspuns, instrumentele de mãsurare sunt prevãzute cu un dispozitiv pentru amortizarea mişcãrii.

În anexã sunt prezentate la fiecare tip de instrument de mãsurare posibilitaţile de obţinere a cuplurilor activ, rezistent şi de amortizare.

3. Programul lucrãrii

a) Probleme de studiat

1. Se vor evidenţia pentru instrumentele de masurare analogice: tipul, principiul de funcţionare, dispozitivele pentru obţinerea cuplului activ, rezistent şi de amortizare;

2. Se vor identifica pãrtile constructive componente;

3. Determinarea repartiţiei inductiei magnetice din întrefierul unui instrument electromagnetic;

4. Ridicarea caracteristicii la un ampermetru feromagnetic;

5. Ridicarea caracteristicii la un ampermetru electrodinamic;

6. Determinarea scãrii gradate pentru un ampermetru feromagnetic de 10A;

7. Proiectarea scãrii gradate pentru ampermetrul feromagnetic de 10A în douã situaţii;

- Considerând constant şi având valoarea obţinutã pentru curentul maxim la punctul 4;

- Considerând curba , obţinuta la punctul 4;

4. Modul de experimentare

3. Schema de montaj pentru determinarea repartiţiei inducţiei magnetice din întrefierul aparatului magnetoelectric este prezentatã în figura 1, unde: STC - sursã de tensiune continuã 220V/6V; A1 - ampermetru de studiat; A2 - ampermetru etalon pentru citirea exactã a curentului; Rh - cutie de rezistenţe etalon; K1 - întrerupãtor.

Se determinã din 10º în 10º geometrice la aparatul A1 intensitatea curentului electric cititã la A2.

Inducţia B se calculeazã cu relaţia: