ĐO ĐIỆN ÁP VAØ DÒNG ĐIỆN
ĐO ĐIỆN ÁP VAØ DÒNG ĐIỆN 29 d
d d i D e i R R = + (2.5)
trong đó: ed:- sức điện động ứng; Ri - điện trở của khung quay
RD: - điện trở đệm nối hai cuộn dây.
Hình 2.4: Sự đệm cho kim chỉ thị
Trường hợp RD→∞, không có mômen đệm, kim chỉ thị dễ bị dao động quanh điểm sẽ dừng lại của kim, vì cuộn dây bị hở mạch không có dòng id
trong khi vẫn có ed.
Trường hợp RD→0, mômen đệm lớn nhất có sự đệm chặt làm chosự di chuyển của kim rất chậm và khó khăn hơn khi bị dao động cơ học do di chuyển cơ cấu đo.
Trường hợp RD→RDC, điện trở đệm đúng mức, kim chỉ thị di chuyển nhanh khi có dòng điện vào và không bị dao động quanh vị trí dừng của kim.
Theo phương trình chuyển động của kim: c d d J D T dt dt θ + θ + θ = 2 2 0 (2.6)
trong đó: J - mômen quán tính của khung quay và kim D - hằng số đệm của hệ thống
Tc - mômen cản do lò xo kiểm soát hoặc dây xoắn. Để có sự đệm đúng mức thì D phải có điều kiện:
o c
D = D =2 J T. (2.7)
Nếu D > Do: đệm quá mức; D < Do: đệm yếu
Người ta chứng minh được rằng hằng số đệm: KD
D R
' =
với R = RI + RD; KD' = R.B.I.W
Đặc tính cơ cấu từ điện
Độ nhạy dòng điện của cơ cấu điện từ: độ nhạy của dòng điện được định nghĩa: θ = = I I C K d S dI K (2.8)
nghĩa là độ nhạy của dòng điện tương ứng với sự biến thiên của góc quay khi có sự biến đổi của dòng điện. Trong thực tế, người ta thường dùng Imax (dòng điện tối đa) của cơ cấu chỉ thị để xác định độ nhạy nghĩa là độ nhạy càng lớn khi Imax càng nhỏ vì θmax (góc quay lớn nhất) của cơ cấu chỉ thị giống nhau (vào khoảng # 105o). Tăng độ nhạy cơ cấu bằng cách tăng Kqgiảm KC.
Độ nhạy điện áp cơ cấu: SV = dθ
dv. Nếu điện trở nội của khung quay là
Ri thì: v i i i d S S R dI R θ = = 1 (2.9)
Do đó có sự quan hệ giữa độ nhạy điện áp và dòng điện.
Ưu điểm: cơ cấu chỉ thị từ điện có ưu điểm so với những cơ cấu khác nhờ những điểm sau đây:
ĐO ĐIỆN ÁP VAØ DÒNG ĐIỆN 31
Từ trường của cơ cấu do nam châm vĩnh cửu tạo ra mạnh, ít bị ảnh hưởng của từ trường bên ngoài;
Công suất tiêu thụ nhỏ tùy theo dòng Imax cùng cơ cấu có thể từ 25 μW
÷ 200 μW;
Có độ chính xác cao, có thể đạt được cấp chính xác 0,5%;
Vì góc quay tuyến tính theo dòng điện cho nên thang đo có khoảng chia đều đặn.
Khuyết điểm:
Cuộn dây của khung quay thường chịu đựng quá tải một lượng nhỏ nên thường dễ bị hư hỏng nếu dòng điện quá mức đi qua;
Chỉ sử dụng dòng điện một chiều, không hoạt động ở dòng điện xoay chiều;
Đối với khung quay có dây xoắn dễ hư hỏng khi bị chấn động mạnh hoặc di chuyển quá mức giới hạn, do đó cần đệm quá mức khi cho cơ cấu ngưng hoạt động.
Ứng dụng
Cơ cấu chỉ thị kim thường được dùng rộng rãi trong lĩnh vực đo lường. Điện kế gương quay (H.2.5): Khung quay mang gương phản chiếu và hệ thống quang học chiếu tia sáng vào gương và đốm sáng tròn ghi kết quả dòng điện đi qua. Kết quả được ghi trên thước chia hoặc trên giấy nhạy quang (trong các thiết bị ghi).
Hình 2.5