Cơ cấu chỉ thị điện từ và logomet điện từ

1.Phương trình cân bằng mômen phần động cơ cấu cơ điện1.1 Khái niệm chung Cơ cấu chỉ thị là thiết bị biến đổi tín hiệu đo thành dạng tiện lợi cho người đo quan sát - Cơ cấu chỉ thị cơ đi

CÁC CƠ CẤU CHỈ THỊ ĐIỆN TỪ VÀ LOGOMET

ĐIỆN TỪ

cấu cơ điện

2 Cơ cấu chỉ thị điện từ và logomet điện từ

NỘI DUNG CHÍNH

1.Phương trình cân bằng mômen phần

động cơ cấu cơ điện1.1 Khái niệm chung

Cơ cấu chỉ thị là thiết bị biến đổi tín hiệu đo thành

dạng tiện lợi cho người đo quan sát

- Cơ cấu chỉ thị cơ điện:

+ Góc quay của kim chỉ thị

+ Các đường cong , tự ghi

- Cơ cấu chỉ thị số:

Cơ cấu chỉ thị cơ điện làm nhiệm vụ biến đổi năng lượng điện từ thành năng lượng cơ học là dịch

chuyển phần quay

Đại lượng vào thường là dòng điện

Đại lượng ra là góc quay

Phương trình mô tả: α = f(x), x là đại lượng vào.

CC CT Cơ Điện Góc quay αDòng điện I

Cơ cấu chỉ thị cơ điện bao gồm có:

- phần tĩnh

- phần quay

Dựa theo phương pháp biến đổi năng lượng từ điện sang cơ, CCCTCĐ chia thành:

- cơ cấu chỉ thị kiểu từ điện

- cơ cấu chỉ thị kiểu điện từ

- cơ cấu chỉ thị kiểu điện động

căng, dây treo

Lò xo ph n kháng ả Dây c ng ă Dây treo

c Kim chỉ thị góc quay α

Kim chỉ thị góc quay α được gắn với trục quay

Độ di chuyển của kim trên thang chia độ tỉ lệ với góc quay α

e.Bộ phận cản dịu

Làm nhiệm vụ dập tắt dao động của phần động,

giúp nhanh chóng xác lập vị trí góc quay

Thông thường sử dụng hai loại cản dịu :

- cản dịu kiểu không khí

- cản dịu kiểu cảm ứng

a) Cản dịu kiểu không khí b) Cản dịu kiểu cảm ứng

Một số cơ cấu cản dịu thường gặp

1.2 Các mômen tác động lên phần động cơ cấu

a Mô men quay

Khi cho dòng điện vào một cơ cấu chỉ thị cơ điện, trong sẽ tích lũy một năng lượng điện từ: dWe

Do tác động của từ trường (do nam châm vĩnh cửu hoặc do dòng điện đưa vào sinh ra) lên phần động của cơ cấu đo sẽ sinh ra mômen quay Mq tỷ lệ với

độ lớn của dòng điện I đưa vào cơ cấu, thực hiện một công cơ học:

dA = Mqd α

dA: lượng vi phân của công cơ học

M q : mô men quay

dα: lượng vi phân của góc quay

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

dWe = dA

e q

dW M

d α

=

n = (1.3 ÷ 1.5)

d Mô men cản dịu

Do phần động có quán tính và lò xo bị kéo nên kim

sẽ dao động rồi mới đứng yên

phải có bộ phận ổn định dao động kim:

1.3 PT cân bằng phần động của cơ cấu đo

Theo định luật cơ học đối với một chuyển động quay Đạo hàm bậc nhất của mômen động lượng theo thời gian bằng tổng các mô men quay tác động lên vật quay ấy:

M dt

d J dt

d

2 2

J : mô men quán tính phần động

Σ Mi : Tổng các mô men tác động lên phần động của

cơ cấu bao gồm:

M dt

d p dt

d

J α ± α + + =

cd ms

p

M dt

d

J 2α2 = − − ±

Phương trình mô men chuyển động của cơ cấu

α (t)

Cơ cấu chỉ thị điện từ

2 Cơ cấu đo điện từ

quay có thê quay tự do

trong khe làm việc của

cuộn dây.

•Cơ cấu cản dịu được gắn

vào trục quay Kim chỉ thị

b Nguyên lý làm việc

Khi có dòng điện chạy vào khung dây, trong lòng cuộn dây sinh ra một từ trường

- Cuộn dây dẹt: từ trường này hút lá thép vào

trong lòng cuộn dây tĩnh

- Cuộn dây tròn: từ trường sẽ từ hoá hai lá thép khi đó hai lá thép có cùng cực tính nên đẩy nhau

Cả Hai trường hợp trên sẽ làm cho phần động

quay đi một góc α

Năng lượng điện từ trường tích luỹ ở cuộn dây We

- Khi cho dòng điện 1 chiều chạy vào khung dây:

2

1 2

dW d LI M

- Khi cho dòng điện xoay chiều vào cuộn dây

Giả sử i = Imax sinωt Lúc đó Mq theo t sẽ là:

max

1

sin 2

+ Góc quay tỷ lệ với bình phương của dòng điện

và thang đo chia không đều(hình dáng lá thép

được chế tạo sao cho dL/dα giảm theo góc quay

α để thang chia độ có thể tương đối đều)

+ Độ chính xác thấp do có tổn hao trong lõi thép

d.ứng dụng

• - chế tạo các loại ampemet, vônmet trong mạch

xoay chiều tần số công nghiệp ở các dụng cụ để bảng cấp chính xác 1.0 và 1.5 và các dụng cụ

nhiều thang đo ở phòng thí nghiệm cấp chính

xác 0.5 và 1.0 Trong mạch với tần số cao và hơi cao cần phải tính toán các mạch bù tần số để

giảm sai số do tần số, thường là ít dùng

I F

I

α =        ÷

   ÷

• Từ đó ta thấy :

• - Góc lệch α tỉ lệ với bình phương của dòng

điện Tỉ số này sẽ không thay đổi khi nguồn điện

áp cung cấp cho 2 cuộn dây thay đổi, loại trừ

được sai số do sự biến động của nguồn cung

cấp khi cần đo các đại lượng thụ động

• Logomet điện từ được sử dụng đo các đại lượng

như điện trở, điện cảm, điện dung, đo tần số,

24