các cơ cấu chỉ thị trong đo lường điện

Nguyên lý làm việc - Khi cho dòng điện 1 chiều I chạy vào khung dây, dưới tác dụng của từ trường nam châm vĩnh cửu sinh ra năng lượng từ trường làm quay phần động... III: cơ cấu chỉ th

CÁC CƠ CẤU CHỈ THỊ

N i dung tìm hi u ộ ể

 Cơ cấu chỉ thị cơ điện

 Cơ cấu chỉ thị từ điện

 Cơ cấu chỉ thị điện từ

 Cơ cấu chỉ thị điện động

 Cơ cấu chỉ thị logomet

Ι: cơ cấu chỉ thị cơ điện

Ch th c đi n làm nhi m v bi n đ i năng lỉ ị ơ ệ ệ ụ ế ổ ượng đi n ệ

t thành năng lừ ượng c h c là d ch chuy n ph n quay ơ ọ ị ể ầ

Cơ cấu gồm có :

 - ph n t nhầ ĩ

 - ph n quayầ

 Đ i lạ ượng ra là góc quay

 Đ i lạ ượng vào thường là dòng đi nệ

Phương trình mô t : ả α = f(x), x là đ i lạ ượng vào

dòng điên I góc quay α

CC CT Cơ Điện

Những bộ phận và chi tiết chung của cơ

cấu chỉ thị cơ điện

1 Trục và trụ

- Là các bộ phận quan trọng trong cơ cấu chỉ thị cơ điện Đảm bảo cho phần động quay trên một trục cố định.

2 Lò xo phản kháng

- là bộ phận để tạo ra mômen cản Trong một cơ cấu chỉ thị thường

có hai lò xo phản kháng đặt ở trên và dưới khung quay có chiều xoắn ngược nhau Các lò xo này có tác dụng dẫn dòng điện vào ra khung dây và cuộn dây động.

3 Dây căng và dây treo

- dây căng và dây treo dùng để định vị phần động để nó quay theo một trục hình học nào đó.

- chúng có tác dụng sinh ra mômen cản và dẫn điện vào phần động

Lò xo phản kháng Dây căng Dây treo

Hình 1 : lò xo phản kháng, dây căng, dây treo

 Thang chia độ là mặt khắc độ thang đo, để xác định giá trị đo

6 bộ phận cản dịu

 Làm nhiệm vụ giập tắt dao

động của phần động Giúp nhah chóng xác lập vị trí góc quay.

 Thường sử dụng 2 loại:

• cản dịu không khí

• cản dịu cảm ứng

5 Thang chia độ

dA = Mqdα

dA: lượng vi phân của công cơ học

Mq: mô men quay

dα: lượng vi phân của góc quay

Theo định luật bảo toàn năng lượng : dWe = dA

  

5 mô men cản dịu

do phần động có quán tính ,nó không dừng lại mà dao động quanh vị trí cân bằng nên để rút ngắn thời gian dao động thì trong cơ cấu chỉ thị có thêm bộ phận cản dịu tạo ra mô men cản dịu :

Mcd = p

 

II: cơ cấu chỉ thị từ điện

Khung dây

Lò xo phản kháng

Nam châm vĩnh cửu

2 Nguyên lý làm việc

 - Khi cho dòng điện 1 chiều I chạy vào khung dây, dưới tác dụng của từ trường nam châm vĩnh cửu sinh

ra năng lượng từ trường làm quay phần động Từ

thông Φ đi qua khung dây:

 Φ = BSWα

 B: Trị số cảm ứng từ trong khe hở không khí;

 S: diện tích tác dụng của khung dây;

 W: là số vòng dây;

 α : góc lệch của khung dây so với vị trí ban đầu

Năng lượng điện từ : We = Φ I = BSWIα

khi cân bằng: Mq = Mc hay BSWI = Dα nên ta có :

α =

SI: độ nhạy của cơ cấu theo dòng điện thì α = SI.I

 

3 đặc tính và ứng dụng của cơ cấu từ điện

Đặc tính

 Góc lệch α tỷ lệ thuận với dòng điện I nên cơ cấu chỉ sử dụng trong mạch một chiều

 vì α tỷ lệ bậc nhất với I nên thang chia độ của cơ cấu đều

 Độ nhạy cao và không đổi trong suốt thang đo

 Độ chính xác cao,ảnh hưởng của từ trường ngoài không đáng kể, công suất tiêu thụ nhỏ,độ cản dịu tốt.

 Nhược điểm của cơ cấu từ điện là chế tạo phức tạp,giá thành đắt, chịu quá tải kém, chịu ảnh hưởng của nhiệt độ.

Ứng dụng

chế tạo các ampemet,vonmet,ommet nhiều thang đo,dải đo rộng, chế tạo các loại điện kế có độ nhạy cao,chế tạo các đầu rung, làm chỉ thị trong các mạch đo đại lượng không điện khác nhau, chế tạo các dụng cụ đo điện tử tương tự, dùng trong bộ chỉnh lưu ,cảm biến cặp nhiệt…

một số hình ảnh về ứng dụng của cơ cấu từ điện

III: cơ cấu chỉ thị điện từ

-Phần động: gồm một lá sắt

từ cũng được uốn cong và gắn vào trục quay nằm đối diện.Trên trục quay gắn kim chỉ thị và lò xo phản kháng

Cấu tạo cơ cấu điện từ

 Loại cuộn dây hình dẹt

thể quay quanh trục.Trên trục

của đĩa sắt từ có gắn kim chỉ

thị và lò xo phản kháng

W = LI

Khi mô men quay bằng mo men cản tại vị trí cân bằng:

3 đặc tính và ứng dụng của cơ cấu

+chế tạo ampe mét, vôn mét trong mạch xoay chiều

+ dùng nhiều trong các đồng hồ đo điện áp lớn

IV: cơ cấu chỉ thị điện động

1.Cấu tạo

 phần tĩnh là cuộn dây 1

để tạo ra từ trường khi

có dòng điện chạy qua.trục quay chui qua khe hở giữa 2 phần cuộn dây tĩnh

 Phần động gồm 1 khung dây 2 đặt trong lòng

cuộn dây tĩnh

 Ngoài ra còn có lò xo cản, bộ phận cản dịu, kim chỉ thị

2 Nguyên lý làm việc

Khi cho dòng điện chạy vào cuộn dây tĩnh, trong lòng cuộn dây xuất hiện từ trường tác động lên dòng điện chạy trong khung dây tạo nên momen quay làm phần động quay đi 1 góc α

Mq = : We – năng lượng điện từ tích lũy trong

các cuộn dây

 TH1: khi cho dòng điện 1 chiều I1,I2 vào lần lượt các cuộn dây 1,2

We = L1I12 + L2I22 + M12I1I2

điện cảm của các cuộn dây, không phụ thuộc vào

hỗ cảm của hai cuộn dây, thay đổi khi phần động quay.

 Momen quay:

  

*TH2 Khi đưa vào các cuộn dây các dòng điện xoay chiều:

và

: góc lệch pha giữa hai dòng điện

: các giá trị hiệu dụng của dòng điện lần lượt chạy trong cuộn tĩnh và động

Do phần động có quán tính mà không kịp thay đổi theo giá trị tức thời nên thực tế lấy theo giá trị trung bình trong một chu kỳ:

 

3 đặc điểm và ứng dụng

Ưu điểm:

 Độ chính xác cao vì không tổn hao trong lõi thép

 Có thể đo được cả đại lượng một chiều và xoay chiều.

 Nhược điểm:

 Dễ ảnh hưởng của từ trường ngoài cấu tạo phức tạp,giá thành cao

 Khả năng quá tải kém vì khung dây phần động kích thước nhỏ.

 Thang chia độ không đều (trừ khi chế tạo wattmet).

* Cơ cấu đo kiểu điện động được sử dụng để chế tạo các ampe kế , volt

kế , watt kế một chiều và xoay chiều với tần số công nghiệp.Đồng hồ đo

hệ số công suất cos ϕ hay góc lệch giữa các pha Khi sử dụng trong mạch xoay chiều tần số cao , ta phải lắp thêm mạch bù tần số và cơ cấu đo này

có thể đo được ở dải tần lên đến 20KHz

V: cơ cấu chỉ thị logomet

b Nguyên lý làm việc

Nguyên lý: Khi ta cho các dòng 1 chiều I1, I2 chạy vào các

cuộn dây động: M1 = B1.S1.W1.I1

M2 = B2.S2.W2.I2

Vì khe hở không khí là không đều nên cảm ứng từ B phụ

thuộc vị trí của khung dây động

2 2

2 2

1 1

1

).

(

).

(

I

I W

S f

W S

f

=

α α

2 1

I F

I

α  

-Nếu nguồn cung cấp thay đổi nhưng tỷ số hai dòng điện vẫn được giữ nguyên do vậy mà tránh được sai số.

ứng dụng

- Dùng để đo điện trở ,tần số và các đại lượng không điện

2 Logomet điện từ

Logomet điện từ gồm 2 cuộn dây A,B,

2 lõi động được gắn lên trên 1 trục

quay Khi có dòng điện thì cuộn A sinh

ra momen quay Mq, cuộn B sinh ra momen cản Mc Ở vị trí cân bằng Mq

I F

I

3 logomet điện động

a Cấu tạo.

Phần tĩnh gồm một cuộn dây chia làm hai nửa.Trong long cuộn dây tĩnh có hai cuộn dây động gắn trên trục quay cùng kim chỉ thỉ, không có lò xo phản

b Nguyên lý làm việc

Khi cho hai dòng điện xoay chiều i, i1, i2 lần lượt chạy vào

cuộn dây tĩnh và các cuộn dây động, trong

lòng cuộn dây tĩnh sẽ có một từ trường Từ trường

này sẽ tác động lên dòng điện chạy trong các cuộn

dây động sinh ra các mô men Mq1, Mq2

Mq1 = I1 cos( I, I1) Mq2 = I I2 cos( I, I2)

ở vị trí cân bằng thì Mq1= Mq2 người ta chỉnh vị trí cuộn dây sao cho = thì ta có : = F ( )

TH cos( I, I1) = cos( I, I2) thì =F( I1/ I2 ) giống với logomet

từ điện

Cơ cấu này dùng để chế tạo các dụng cụ đocác đại lượng thụ động như pha kế,tàn số kế trong đó sự biến động của nguồn cung cấp không ảnh hưởng tới kết quả đo

 

CẢM ƠN THẦY CÙNG CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE ^^!!!!!