Измерение емкости и индуктивности

Фарадметры с электромагнитным измерительным механизмом на принципе логометра применяются при грубых измерениях относительно больших емкостей. Классы точности: 1,0; 1,5. Диапазон измерений: от 1 до 10 мкФ.

Для измерения индуктивности применяются генриметры на принципе логометров. Классы точности: 1,5; 2,5. Диапазон измерений: от 1 до 10 Гн.

Электродинамические измерительные приборы (ЭДИП)

Устройство. В электродинамических измерительных приборах (ЭДИП) для перемещения подвижной части используется энергия системы, состоящей из подвижного и неподвижного контуров с токами. Неподвижная часть может состоять из одной, чаще из двух катушек, соединенных между собой параллельно или последовательно, намотанных медным проводом, внутри которых располагается подвижная катушка, обычно бескаркасная, для ее включения в цепь измеряемого тока используются пружинки или растяжки. Успокоение подвижной части - воздушное или магнитоиндукционное. На рис.2.11. приведена схема устройства измерительного механизма ЭДИП.

Внутри неподвижной катушки 1 вращается укрепленная на оси бескаркасная рамка 2 из изолированной проволоки. Ток к ней подводится по спиральным токоподводящим пружинам, служащим одновременно для создания противодействующего момента.

Рис.2.11. Устройство электродинамического прибора.

Уравнение шкалы. Электромагнитная энергия системы двух катушек с токами I₁ и I₂ будет:

где L₁ и L₂ – индуктивность неподвижной и подвижной катушек;

М – взаимная индуктивность катушек.

Индуктивности катушек L₁ и L₂ не зависят от положения в пространстве, поэтому первые два слагаемые равны нулю. Таким образом получим следующее выражение для М_ВР (2.1).

Приравнивая вращающий момент к противодействующему, получим:

Отсюда получаем выражение уравнения шкалы электродинамического прибора в общем виде:

Учитывая, что взаимная индуктивность М катушек зависит от расположения подвижной катушки относительно неподвижной, то можно представить уравнение шкалы в более общем виде:

(2.24)

Полученное уравнение действительно для случая работы ЭДИП на постоянном токе. На переменном токе показания ЭДИП зависят от произведения действующих значений токов I₁ и I₂ и от сдвига по фазе между этими токами:

(2.25)

Достоинства: используются в цепях постоянного и переменного токов, высокий класс точности.

Недостатки: большое собственное потребление энергии, невысокая чувствительность, малая перегрузочная способность, сложная конструкция и высокая стоимость, тряски и вибрации недопустимы. На показания этих приборов влияют внешние магнитные поля, температура и частота питающего напряжения.

Метрологические характеристики: классы точности: 0,05; 0,1; 0,2. Диапазон измерений по току: по постоянному току с 0,015 до 10 А (прямое включение), по переменному с 0,005 до 200 А (прямое включение), до 600 А с ИТТ; по напряжению: по постоянному с 1,5 до 600 В (прямое включение), с 7,5 до 6000 с Rдоб, по переменному до 30000 В с ИТН; большое собственное потребление мощности, шкала неравномерная, частотный диапазон до 40 кГц, невысокая чувствительность, время успокоения 4 с.

Применение ЭДИП: ЭДИП используются в качестве амперметров, вольтметров, ваттметров (для расширения пределов измерения используется секционирование катушек, Rдоб, ИТТ и ИТН), частотомеров, фазометров (на принципе логометров).

ЭДИП применяются для измерения постоянного и переменного тока и напряжения, мощности, емкости (тем же способом, что и ЭМИП).

Рис. 2.12. Фазометр лабораторный Д5782.

Таблица 2.1.

Основные технические характеристики прибора
Класс точности	0,5
Номинальная частота, Гц
Номинальное напряжение, В	100; 220; 380
Номинальный ток, А	5; 10
Диапазон измерения угла сдвига фаз, град.	0-90-180-270-360
Габариты	230х280х140 мм.
Масса	6,5 кг.

Прибор электродинамической системы (см. рис. 2.12), переносной фазометр Д5782 предназначен для определения угла сдвига фаз между основными гармоническими составляющими тока и напряжения и величины косинуса в однофазных цепях промышленной частоты.