Quais são as vantagens e desvantagens dos medidores eletromagnéticos?

Instrumentos de medição eletromagnéticos — dispositivos baseados na propriedade do campo magnético para atrair, por exemplo, corpos ferromagnéticos. aço macio. Quando uma corrente passa pela bobina, surge nela um campo magnético, que tende a atrair para dentro da bobina uma armadura de aço conectada à seta do aparelho.

A flecha é mantida na posição inicial por uma mola helicoidal. A deflexão da seta pode ser usada para estimar a intensidade da corrente que passa pela bobina. Como o enrolamento de corrente atrai a armadura, seja ela fornecida com corrente contínua ou corrente alternada, os medidores de eletroímãs de aço são igualmente adequados para medir corrente contínua e corrente alternada.

Assim, um dispositivo eletromagnético possui um mecanismo de medição eletromagnético com uma bobina estacionária, através da qual flui uma corrente elétrica e um ou mais núcleos ferromagnéticos montados no eixo.

Dispositivos de medição eletromagnética são usados ​​em amperímetros, voltímetros, medidores de frequência e medidores de fase.

Os dispositivos eletromagnéticos são produzidos com uma bobina plana ou redonda. Uma bobina estacionária plana (Fig. 1, a) geralmente é enrolada a partir de um fio grosso 1 em uma estrutura não ferromagnética 2, de modo que um entreferro seja formado dentro dela. Uma placa ferromagnética 7 é colocada próxima à lacuna, o eixo da placa é localizado assimetricamente, a seta 8 do dispositivo é fixada ao eixo que se move ao longo da escala 3 do dispositivo. Uma mola oposta 6 e um setor de alumínio 5 são montados no eixo, que pode girar no campo de um ímã permanente 4.

Um dispositivo eletromagnético com uma bobina circular é estruturado da seguinte forma. Uma bobina redonda 10 (Fig. 1, b) com uma folga central de ar é enrolada em um fio grosso. Uma placa ferromagnética 11 é fixada dentro da lacuna e uma segunda placa ferromagnética 12, mas já móvel, é fixada no eixo. Uma contra-mola 13 e uma seta 14 do dispositivo são fixadas no eixo da placa 12. Para criar um contramomento, o setor de alumínio é fixado no eixo e instalado ímã permanente — não mostrado na figura.

Arroz. 1. Mecanismo de medição eletromagnético: a — com bobina plana, b — com bobina redonda

Vantagens dos instrumentos de medição eletromagnéticos

O ângulo de deflexão da seta de um dispositivo de medição eletromagnético depende do quadrado da corrente. Isso implica que os dispositivos do sistema eletromagnético podem operar em circuitos CC e CA.

Quando a corrente alternada flui pela bobina, o núcleo móvel é magnetizado simultaneamente com a mudança na direção do campo magnético, e a direção do torque não muda, ou seja, a mudança no sinal da corrente não afeta o sinal do ângulo de desvio. A leitura do dispositivo no circuito AC é proporcional aos valores rms dos valores medidos.

Os medidores eletromagnéticos são de design simples e baratos, especialmente a placa do painel. Eles podem medir diretamente grandes correntes porque suas bobinas são estacionárias e podem ser facilmente feitas de fios com uma grande área de seção transversal.

A indústria produz amperímetros do sistema eletromagnético para conexão direta com correntes de até 150 A.

Dispositivos de medição eletromagnéticos suportam não apenas sobrecargas de curto prazo, mas também sobrecargas de longo prazo, se houver, ocorrendo durante o processo de medição.

Desvantagens dos instrumentos de medição eletromagnéticos

As desvantagens dos dispositivos de medição eletromagnéticos incluem: irregularidade da escala e sensibilidade relativamente baixa ao medir correntes baixas, ou seja, precisão de medição relativamente baixa no início da escala, dependência das leituras do instrumento da influência de campos magnéticos externos, baixa faixa de medição de frequência, alta sensibilidade dos instrumentos a flutuações nas frequências atuais e seu alto consumo (até 2 W para amperímetros para correntes de até 10 A e 3 - 20 W para voltímetros, dependendo da tensão).

Para muitos dispositivos, a escala é quase a mesma.

Instrumentos de medição eletromagnéticos são suscetíveis à influência de campos magnéticos externos porque possuem um campo magnético intrínseco muito fraco. O fato é que as bobinas são feitas sem núcleos ferromagnéticos, de modo que o campo magnético criado nelas é encerrado no ar, e sabe-se que o ar é um meio com resistência magnética muito alta. Para eliminar a influência de campos magnéticos, vários escudos magnéticos são amplamente utilizados ou os dispositivos são fabricados em uma versão estática.

Em dispositivos de medição astáticos, em vez de uma bobina com núcleo, são usadas duas bobinas fixas e dois núcleos montados em um eixo com uma seta, respectivamente. Os enrolamentos das bobinas são conectados em série entre si e, quando a corrente medida passa por eles, são criados fluxos magnéticos direcionados um ao outro.

Se o dispositivo de medição estiver em um campo magnético externo, ele aumenta o campo magnético em uma bobina e diminui na outra. Portanto, um aumento no torque em uma bobina é compensado pela mesma diminuição no torque na outra. Isso compensa a influência de um campo magnético uniforme externo. Se o campo magnético externo não for uniforme, ocorre apenas uma compensação parcial.