Электродинамические приборы

Электродинамические аналоговые приборы: Эталонная точность для мощности и тока

Электродинамические аналоговые приборы представляют собой класс высокоточных измерительных средств, принцип действия которых основан на механическом взаимодействии двух катушек с током. В отличие от электромагнитных приборов, здесь нет ферромагнитного сердечника, что исключает погрешности от гистерезиса и вихревых токов. Взаимодействие магнитных полей неподвижной и подвижной катушек создает вращающий момент, отклоняющий стрелку. Эти приборы предназначены для прецизионных измерений в цепях переменного (AC) и постоянного (DC) тока, особенно там, где требуется высочайшая точность. Их ключевое назначение – измерение мощности (ваттметры), а также силы тока и напряжения в качестве образцовых средств измерений.

Виды электродинамических приборов / Классификация

Классификация электродинамических приборов в первую очередь определяется их функциональным назначением:

По измеряемой величине:

Электродинамические ваттметры: Важнейший и наиболее распространенный тип. Предназначены для точного измерения активной мощности в цепях переменного тока. Именно в качестве ваттметров они нашли самое широкое применение.
Электродинамические амперметры: Используются как образцовые для поверки других, менее точных приборов (например, электромагнитных). Измеряют силу переменного и постоянного тока.
Электродинамические вольтметры: Аналогично, применяются как образцовые для точных измерений напряжения.
Электродинамические фазометры и Частотомеры: Специализированные приборы для измерения угла сдвига фаз и частоты.

По классу точности и назначению:

Образцовые (Эталонные) приборы: Высшего класса точности (0.1, 0.2, 0.5). Используются в лабораториях и метрологических службах для поверки и калибровки рабочих средств измерений.
Лабораторные прецизионные приборы: Класса точности 0.5 и 1.0 для научных исследований и точных инженерных расчетов.
Щитовые рабочие ваттметры: (Встречаются реже из-за высокой стоимости и чувствительности к внешним воздействиям). Класса точности 1.5 или 2.5 для прямого контроля мощности на ответственных объектах.

Критерии выбора электродинамических приборов

Выбор электродинамического прибора – это всегда компромисс между высочайшей точностью и требованиями к условиям эксплуатации. Ключевые параметры для рассмотрения:

Класс точности: Главный критерий. Определяет область применения: 0.1-0.2 (эталоны), 0.5 (научные лаборатории), 1.0-1.5 (точный инженерный контроль).

Диапазоны измерения:

Для ваттметров – номинальные ток и напряжение (например, 5А / 150В). Измерение больших мощений осуществляется с помощью измерительных трансформаторов тока (ТТ) и напряжения (ТН).
Для амперметров/вольтметров – верхний предел измерения.

Частотный диапазон: Хотя приборы работают на постоянном и переменном токе, шкала обычно градуируется для определенного диапазона частот (например, 45-55 Гц или 45-1000 Гц). Работа на частоте, отличной от номинальной, вносит дополнительную погрешность
.
Потребляемая мощность: Электродинамические приборы потребляют значительную мощность в токовой и потенциальной цепях (несколько ватт), что может оказывать существенное влияние на маломощные измеряемые цепи.

Чувствительность к внешним магнитным полям: Это самый большой недостаток. Отсутствие магнитного экрана делает их крайне восприимчивыми к наводкам от соседнего оборудования. Для точных измерений требуются специальные экранированные корпуса или установка вдали от источников помех.

Перегрузочная способность: Обычно невысокая. Перегрузки могут привести к перегреву точных и довольно тонких обмоток катушек, особенно токовой.
Условия эксплуатации: Электродинамические приборы критичны к температуре, влажности и вибрациям. Они предназначены для лабораторных или стабильных промышленных условий.

Особенности применения

Сфера применения электродинамических приборов специфична и обусловлена их высочайшими точностными характеристиками:

Метрологические службы и поверочные лаборатории: Использование в качестве образцовых и рабочих эталонов для поверки цифровых и аналоговых ваттметров, счетчиков электроэнергии, амперметров и вольтметров.
Научно-исследовательские работы: Проведение точных экспериментов, где требуется определить мощность с минимальной погрешностью, калибровка измерительных стендов.
Производство и testing ответственного оборудования: Контроль мощности электродвигателей, трансформаторов и других устройств на сборочных линиях и испытательных стендах.
Образовательный процесс: Демонстрация принципов измерения мощности и взаимодействия магнитных полей в вузах и техникумах.

Преимущества

Несмотря на сложность и высокую стоимость, электродинамические приборы остаются незаменимыми благодаря своим уникальным преимуществам:

Высочайшая точность: Обеспечивают наименьшую погрешность среди всех классов электромеханических приборов при измерениях на переменном токе.
Универсальность: Пригодны для измерений в цепях постоянного и переменного тока без изменения алгоритма. Показания на переменном токе являются действующими значениями.
Прямое измерение мощности: Являются основным типом электромеханических приборов для точного измерения активной мощности.
Долговременная стабильность: Отсутствие ферромагнитных материалов обеспечивает стабильность характеристик на протяжении многих лет.

Электродинамические аналоговые приборы – это «золотой стандарт» точности в аналоговой измерительной технике. Их выбор оправдан тогда, когда требования к точности результатов превышают соображения стоимости, простоты и устойчивости к внешним условиям. В основном – это задачи поверки, научных исследований и точного контроля.

Наши контакты

‭+7 (812) 982-0188
info@foursp.ru
г. Санкт-Петербург, вн. Тер. г. Муниципальный округ Народный, ул. Новоселов, д.8, лит. А, оф. 691/1