Для определения числового значения измеряемой величины приборы имеют отсчетные приспособления, состоящие из шкалы и указателя. Шкала прибора обычно представляет собой белую поверхность с черными отметками, соответствующими определенным значениям измеряемой величины. Шкалы могут быть равномерными и неравномерными (квадратичными, логарифмическими и др.), односторонней и двусторонней.
Указатель представляет собой перемещающуюся над шкалой стрелку, жестко скрепленную с подвижной частью прибора. Указатели делятся на стрелочные и оптические. Оптические указатели позволяют существенно увеличить чувствительность прибора.
Подвижная часть прибора осуществляет преобразование измеряемой электрической величины в угловое перемещение подвижной части. Характер движения подвижной части определяет быстродействие прибора, что требует применения специальных опорных устройств создающих относительно малый момент трения.
Подвижная часть прибора снабжается осью или полуосями, которые оканчиваются запрессованными в них стальными кернами. Последние опираются на корундовые или рубиновые подпятники. Подвижную часть устанавливают на растяжках или подвесах, представляющие собой тонкие упругие нити или ленты из платиново-серебряного сплава.
Растяжки – упругие ленты, применяемые для устранения недостатков при креплении подвижной части на опорах (погрешности трения). Если в таких лентах создать натяг, то они будут поддерживать подвижную часть, заменяя опоры. В случае необходимости растяжки могут быть использованы и для подвода тока в обмотку подвижной части.
Момент, возникающий в приборе под действием измеряемой величины и поворачивающий подвижную часть в сторону возрастающих показаний называется вращающим моментом М.
М = F(X, α)
На основании уравнений динамики
По способу создания вращающего момента электромеханические приборы подразделяются
- Магнитоэлектрические
- Электромагнитные
- Электродинамические
- Электростатические
- Ферродинамические
- Индукционные
- Вибрационные
Под действием вращающего момента подвижная часть всегда будет поворачиваться до упора. Необходим противодействующий момент, направленный навстречу вращающему моменту. Противодействующий момент можно получить за счет механических или электрических сил.
По способу создания противодействующего момента
- с механическим противодействующим моментом;
- с электрическим противодействующим моментом.
В первом случае он создается с помощью плоских спиральных пружин или металлических нитей, закрепленных концами на неподвижной и подвижной частях приборах и закручивающихся при повороте.
Механический противодействующий момент прямо пропорционален углу поворота α
W – удельный противодействующий момент, зависящий от свойств упругого элемента.
Во втором случае противодействующий момент создается за счет электромагнитной энергии измеряемой величины (логометры).
Движение подвижной части прибора прекращается в некотором положении αо, когда вращающий и противодействующий моменты окажутся равными друг другу. На основании равенства моментов получим выражение для угла поворота подвижной части прибора
В случае создания противодействующего момента за счет электромагнитной энергии, движение прекращается в момент достижения равенства двух моментов М1 и М2 противоположного направления. Выражение для угла поворота описывается соотношением:
α = F (A, X1/X2)
При перемещении подвижной части на нее, кроме указанных моментов, действуют динамические моменты:
- момент сил инерции:
- момент успокоения
Р – коэффициент успокоения.
Уравнение, описывающее движение подвижной части измерительного механизма:
Задачей Мусп является обеспечение плавного и апериодического движения подвижной части измерительного механизма. От него в значительной степени зависит – время успокоения.
Необходимая степень успокоения достигается с помощью специальных устройств, называемых демпферами, или успокоителями. Применяют магнитоиндукционные, жидкостные и воздушные успокоители.
Для установки указателя на требуемую отметку шкалы в ЭИП применяют устройство, называемое корректором.
Некоторые приборы снабжены арретиром – устройством для закрепления подвижной части ИМ в неподвижном положении. Арретирование осуществляется механическим или электрическим путями.
На каждый прибор наносятся следующие обозначения:
- обозначение единицы измеряемой величины;
- обозначение класса точности;
- условное обозначение принципа действия прибора;
- условное обозначение рабочего положения;
- степень защищенности;
- условное обозначение испытательного напряжения;
- год выпуска и заводской номер;
- номер стандарта, установленного на данную группу приборов;
- условное обозначение рода тока и числа фаз;
- товарный знак завода изготовителя;
- заводское обозначение прибора.
Кроме перечисленных обозначений приборы могут иметь и другие обозначения.