а л Е К X1 Р О И 3 М Е1* и Т Е Л Ь Я м В ПРИБОРЫ

<>. лрутюнои л в, и ВАлицхий

а л Е К X1 Р О И 3 М Е1* и Т Е Л Ь Я м В

П Р И Б О Р Ы

в . О. АРУТЮ НОВ и В. П. ВАЛИЦКИИ

"”а й х

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ

ПРИБОРЫ

Г*4-о

УСТРОЙСТВО, М О НТА Ж И О БСЛ У Ж И ВА Н И Е

Издание второе

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛЕНИНГРАД 1949 МОСКВА

В книге рассматриваются основные свойства электроизмерительных приборов и вопросы монтажа и обслуживания их. Даются краткие указания по мелкому ремонту электроизмерительных приборов.

Книги рассчитана на электромонтеров, имеющих дело с электроизмерительным хозяйством промышленных предприятии и электростанций, и может быть использована в качестве учебного пособия для подготовки соответствующих кадров.

• с а т ы м м > . л л * л е ч л » м с м я к я п ж у н и в е р с и т е т * •------------------------------------- ------------------------4,;,;СЕ ,;*а е в а ы н д л т ГЫЛЫМИ к гга п х а н а

с и р с к т д Л 'А Р п о р ы

ФОНД РЕДКИХ книг ' 6И6ЛИОТЕКА ИМ. С. БГ >СЕМБАЕвА

с-*» г о с у д а р с т » й н н * Л г н и « е р с и т « т и ь с т о р д « г ы р о я а •

у* *о р э и г ы р о в атьждагы ПМУ-дщ I]

'л и к С ) й с е м б а е : нда^ы *-ылыми

ПРЕДИСЛОВИЕ

Первый электроизмерительный прибор был построен сподвижником М. В. Ломоносова русским академиком Г. В. Рих- маном в 1751 году. Это был электроскоп, снабженный указателем и шкалой.

С тех пор вместе с развитием электротехники росло и число гипов приборов. Установленные пионерами электротехники законы электромагнитизма были практически использованы для создания новых усовершенствованных электроизмери- I ельных приборов, которые в свою очередь обеспечивали возможность дальнейших открытий в электротехнике.

Уже в 1880 г. на первой в мире специальной электротехнической выставке П. Н. Яблочков демонстрировал сконструированные им электроизмерительные приборы. Прототип современного электромагнитного прибора со втягивающимся в катушку сердечником был изобретен М. О. Доливо-Добро- иольским. Им ж е в 1913 году впервые были разработаны ферродинамические приборы, получившие в настоящее время широкое распространение.

Однако деятельность талантливых русских изобретателей м ученых была скована царским режимом, всячески торомозив- шим развитие отечественной науки и промышленности. Лишь после Великой Октябрьской социалистической революции электроизмерительная техника и приборостроение, как и все отрасли народного хозяйства, получили возможность быстрого развития. Труды советских ученых, изобретателей и новаторов производства дали плодотворные результаты.

Законом о пятилетнем плане восстановления и развития народного хозяйства на 1946— 1950 гг. предусматривается доведение выработки электроэнергии в 1950 г. до 82 млрд. киловатт-часов, что на 70% превышает выработку электроэнергии в 1940 г.

Соответственно этому увеличивается роль электроизмерительной техники, высокий уровень которой является одной из необходимейших предпосылок для успешного решения задач в области электрификации, поставленных перед страной четвертой сталинской пятилеткой.

4 Предисловие

Нужны имеете с тем многочисленные кадры, которые были бы хорошо знакомы с техникой электрических измерений, приборами и аппаратурой. В дело создания таких кадрои и призвана внести свой вклад настоящ ая книга, предназначенная в качестве учебного пособия для повышения квалификации электромонтеров и рабочих-электриков, занятых в энергетике, промышленности и в монтажных организациях.

Книга содержит описание устройства и основных свойств важнейших электроизмерительных приборов, а такж е сведения, относящиеся к монтажу и эксплоатации этих приборов. Главы, посвященные отдельным типам приборов, соразмерены с практической ролью данных приборов в промышленности и энергетике страны на сегодняшний день. Сравнительно большее внимание уделено индукционным приборам и особенно счетчикам. При этом некоторые подробности, могущие интересовать лишь тех лиц, которые заняты установкой, поверкой и ремонтом счетчиков, даны мелким шрифтом.

При рассмотрении принципа действия приборов авторы стремились обеспечить достаточную простоту изложения, избегая углубляться в детальное теоретическое обоснование отдельных принципов, на которых основаны устройство и действие приборов.

Сравнительно развитая часть книги, посвященная эксплоатации электроизмерительных приборов, имеет целью дать читателю достаточно полные сведения о монтаже и обслуживании приборов. И в этой части книги особое внимание уделено индукционным счетчикам, более распространенным и чаще подвергающимся поверке и регулировке, нежели другие приборы.

При составлении книги предполагалось, что элементарные сведения об основных законах электричества и магнитизма у читателя уж е имеются.

Наличие в книге ряда практических сведений позволяет думать, что настоящ ая книга найдет читателей не только среди рабочих, но и среди инженерно-технических работников, которым приходится иметь дело с электроизмерительным хозяйством.

Авторы

Стр.

/ шва I. Принцип действия и устройство эл ектроизм ерител ьных приборов

§ 1. В в е д е н и е ............................................... ............................................... 7§ 2. Вращающий и противодействующий моменты...................... —§ 3. Погрешности и п о п р а в к и ............................................................§ 4. Установка подвижной ч а с т и ........................................................ 9§ 5. Противодействующий момент........................................................ 11§ 6. У сп о к о ен и е ........................................................ . . . . . . . .§ 7. Внешнее оформление измерительных приборов................. 15§ 8. Требования, предъявляемые к электроизмерительным

п р и б о р а м ............................................................................................... 18§ 9. Магнитоэлектрические приборы ............................................... 22§ 10. Шунты и добавочные сопротивления....................................... 26§ 1 1 . Магнитоэлектрические приборы с преобразователями . . 30§ 12. Электродинамические п р и бор ы .................................................... 34§ 13. Электромагнитные п р и б о р ы ........................................................ 40§ 14. Электростатические приборы ........................................................ 43§ 15. Индукционные приборы 74 ............................................................ 46§ 16. Индукционный счетчик энергии.................................................... 51§ 17. Трехфазные ваттметры..................................................................... 56§ 18. Трехфазные индукционные счетчики........................................... 61§ 19. Фазометры............................................................................................... 64§ 20. Частотомеры.......................................................................................... 70§ 21. Самопишущие приборы..................................................................... 73§ 22. Измерение сопротивлений............................................................. 81§ 23. Одинарный м о с т .................................................................................. 84§ 24. М егомметры .......................................................................................... 88§ 25. Трансформаторы т о к а ..................................................................... 91§ 26. Трансформаторы напряжения........................................................ 100

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава II. Контроль и испытание электроизм ерительных приборов

§ 27. Общие правила обслуживания........................................................ 104§ 28. Поверка измерительных п р и б о р о в ........................................... 105§ 29. Правила поверки амперметров и вольтметров . . . . . . 109§ 30 . Градуировка амперметров и вольтметров.............................. 112§ 31. Поверка ваттметров методом непосредственного сравне

ния на постоянном т о к е ..................................................................... 113§ 32. Поверка однофазного ваттметра на переменном токе ме

тодом непосредственного сравнения........................................... 116§ 33. Поверка ваттметров трехфазного т о к а ....................................... 120§ 34. Градуировка ваттметра трехфазного тока с двумя вращаю

щими элементами.................................................................................. 124§ 35. Схемы для поверкн и регулировка счетчиков...................... —

6 Оглавление

§ 36. Передаточное число и постоянная счетчика .......................... ........125§ 37. Действительная постоянная счетчика и относительный

поправочный коэфициент сч етч и к а ........................................... ........126§ 38. Требования, предъявляемые к счетчикам.................................. ........127§ 39. Регулировка счетчиков.............................................................................129§ 40. Поверка счетчиков после регулировки....................................... ....... 134§ 41. Регулировка трехфазных счетчиков активной энергии . . 135§ 42. Испытание измерительных трансформаторов.......................... ....... 140§ 43. Определение погрешности трансформатора т о к а ......................... 142§ 44. Порядок работы при поверке трансформатора тока . . 143§ 45. Определение погрешности трансформатора напряжения 144

§ 46. П орядок работ при поверке трансформатора напряжения 145

Глава III. М онтаж электроизм ерительны х приборов

§ 47. Общие требования при установке измерительных приборов ............................................................................................................... 147

§ 48. Установка показывающих приборов........................................... ....... —§ 49. Расположение и установка счетчиков . . • .......................... ....... 152§ 53. Включение счетчиков различных ти п ов .......................................... 154§ 51. Монтаж самопишущих п р и б о р о в ........................................... ........... 155§ 52. Установка измерительных трансформаторов.......................... ....... 156§ 53. Включение приборов через измерительные трансформа

торы ........................................................................................................... ....... 158§ 54. Правила обнаружения неправильных включений счет

чиков ....................................................................................................... ....... 164§ 55. Монтаж добавочной ап п ар атур ы ....................................................... 169§ 56. Подводы к электроизмерительным приборам...................... .......—§ 57. Уход за электроизмерительными приборами.......................... ....... 170

Глава IV. Ремонт эл ектроизм ер ител ьн ы х приборов

§ 58. Неисправности электроизмерительных приборов и причины их возникновения..................................................................... .......172

§ 59. Методика обнаружения неисправностей..........................................173§ 60. Организация рабочего места и необходимая аппаратура 175 § 61. Предосторожности при разборке электроизмерительных

приборов . . . . • ......................................................................... .......177§ 62. Устранение неисправностей кернов и о п о р .................................178§ 63. Устранение неисправностей указательной системы . . . . 182§ 64. Устранение неисправностей пружинок и подводок . . . 185§ 65. Уравновешивание подвижной части........................................... ....... 189§ 66. Устранение задевания в подвижной части.............................. ....... 190§ 67. Устранение о б р ы в о в ......................................................................... .......193§ 68. Устранение коротких зам ы кан ий............................................... ....... 197§ 69. Устранение переменного контакта в с х е м е .......................... ....... 198

Глава 1

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ и УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

§ 1. Введение. Электроизмерительным прибором назы вается совокупность деталей и механизмов, служащ их для измерения какой-либо электрической величины. Действие (лекгроизмерительных приборов основано на использовании различных проявлений электрического тока, либо электрических зарядов. Так, например, способность электрического тока при прохождении по проводнику выделять в нем определенное количество тепла используется для построения тепловых измерительных приборов; в приборах других систем используется свойство электрического тока создавать вокруг проводника магнитное поле, используются и другие свойства тока. Д ей ствительно, по количеству тепла, выделенного током, или по величине магнитного поля, создаваемого током, можно судить и о величине самого тока.

Однако для построения измерительного прибора, непосредственно показывающего величину измеряемого тока, наличие того или иного его свойства — само по себе недостаточно. Нужно еще проявления электрического тока, например магнитные, превратить в механические перемещения какого- либо указателя, который, перемещаясь относительно соответствующей шкалы, указывал бы значение измеряемой величины.

В качестве такого указателя в подавляющем большинстве приборов применяют стрелку, насаженную на ось подвижной части прибора и поворачивающуюся так, что ее конец указы вает соответствующую отметку шкалы. Поэтому всякий э л е к т р о и з м е р и т е л ь н ы й п р и б о р с о с т о и т и з п о д в и ж н о й и н е п о д в и ж н о й ч а с т е й. По величине перемещения подвижной части судят о величине измеряемого гока, поэтому это перемещение должно зависеть только от измеряемой величины, а не от каких-либо других величин.

§ 2. Вращающий и противодействующий моменты. Поворот подвижной части вызывается в р а щ а ю щ и м м о м е н - т о м, возникающим в приборе под действием измеряемой вели

Принцип действия и устройство приборов [гл. I

чины. Этот момент тем больше, чем больше измеряемая величина. Д ля того чтобы отсчитать по прибору значение измеряемой величины, необходимо устроить прибор так, чтобы различным вращающим моментам, а следовательно, и различным значениям измеряемой величины, соответствовал различный угол поворота подвижной части. Д ля этого нужно создать некоторый п р о т и в о д е й с т в у ю щ и й м о м е н т (например, при помощи пружины), который, противодействуя вращающему моменту, устанавливал бы стрелку прибора в то или иное положение в зависимости от измеряемой величины. Тогда ббльший вращающий момент, преодолевая противодействие пружины, вызовет отклонение подвижной части на ббльший угол. Очевидно, что подвижная часть остановится в равновесии только тогда, когда вращающий момент станет равным противодействующему.

В большинстве электроизмерительных приборов ось, на которой укреплена подвижная часть, опирается на неподвижные части через так называемые о п о р ы . На поверхности соприкосновения оси с неподвижными частями возникают силы трения. Благодаря этому, помимо указанных выше моментов, появляется еще м о м е н т с и л трения. Силы трения, как известно, всегда направлены навстречу движению. П оэтому при увеличении измеряемой величины (движение стрелки вверх по шкале) момент трения направлен к нулю и уменьш ает показания. При уменьшении измеряемой величины (движение стрелки вниз по шкале) момент трения противодействует движению (направлен от нуля) и, следовательно, увеличивает показания.

§ 3. Погрешности и поправки. Вследствие трения в опорах, а такж е вследствие ряда других причин, показание прибора всегда несколько отличается от действительного значения измеряемой величины. Разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины назы вается а б с о л ю т н о й п о г р е ш н о с т ь ю . Отношение абсолютной погрешности к наибольшему показанию прибора называется п р и в е д е н н о й п о г р е ш н о с т ь ю . Отношение абсолютной погрешности к данному показанию прибора характеризует погрешность самого измерения и называется о т н о с и т е л ь н о й погрешностью.

Если в показания прибора ввести так называемую п о- п р а в к у , то можно получить действительное значение измеряемой величины. Поправкой называется, следовательно, та величина, которую нужно прибавить к показаниям прибора, чтобы получить действительное значение.

Установка подвижной части 9

Поправка отрицательна, если действительное значение и 1мгряемой величины меньше показания прибора.

Как видно из приведенных определений, поправка чи- слсмно равна абсолютной погрешности, взятой с обратным таком.

§ 4. Установка подвижной части. Н аиболее распространенный способ установки подвижной части — это установка на кернах и подпятниках.Детали подвижной части скреплены с цилиндрической осью, цельной, либо состоящей из двух половин, концы которых заточены на конус, с углом при вершине около 60°. Эти концы называются к е р н а м и . Керны упираются в углубления подпятников, называемые к р а т е р а м и (фиг. 1). Фнг- 1 Формы'^керна и кратера. Кратер имеет вид конуса,вершина которого закруглена на шар радиусом К2-

Обычно заостренные концы осей направлены в разные стороны друг от друга (приборы с наружными кернами), но иногда они направляю тся и навстречу друг другу (приборы

с внутренними кернами, фиг. 2).

Подпятники изготовляют из твердого камня: корунда, агата, в некоторых случаях из металла, а в последнее время так ж е из стекла. Поверхности камня и керна для уменьшения трения должны быть очень тщ ательно отполированы (стеклянные подпятники изго

товляют горячей прессовкой, поэтому они в полировке не нуждаются).

Радиус закругления керна должен быть тем больше, чем больше вес подвижной части; он должен быть дополнительно увеличен в тех случаях, когда прибор должен выдерживать тряску, так как в этом случае появляются дополнительные усилия от ударов. В зависимости от этих условий радиус

Стрелка

Шкала

Фиг. 2. Подвижная часть прибора с внутренними кернами.

10 Принцип действия и устройство приборов [гл. 1

закругления керна колеблется в пределах от 0,015 до 0,100 мм. Радиус закругления дна кратера камня (фиг. 1) должен быть в четыре — десять раз больше, чем радиус з а кругления керна Кь Обычно он леж ит в пределах от 0,15 до 0,35 мм. Момент трения тем больше, чем тяжелее подвижная часть, и значительно больше при горизонтальной оси, чем при вертикальной. Поэтому точные приборы почти всегда имеют вертикальную ось.

Ось прибора никогда не может быть укреплена в подпятниках жестко. Расстояние между донышками кратеров камней

всегда должно быть больше длины оси, чтобы последняя имела возможность свободно расширяться при нагревании и чтобы при сборке прибора концы оси не были случайно за жаты между камнями и раздавлены. Однако зазор между осью и донышком кратера камня (называемый сборщиками «люфтом») не делаю т больше 0,02—0,03 м л . так как при слишком большом зазоре может появиться дополнительная погрешность вследствие того, что ось в этом случае будет расположена не вертикально, а наклонно (фиг. 3). При том же вращающем моменте стрелка получит различные отклонения в зависимости от того, в какую сторону наклонится ось. Эта погрешность носит название п о г р е ш н о с т и о т о п р о к и д ы в а н и я . Погрешность от опрокидывания значительно меньше в приборах с внутренними кернами (фиг. 2). Камни подпятников для возможности регулировки осевого зазора обычно заделываю т в винт с мелкой резьбой (фиг. 4 ). Камень укрепляют в винте закаткой или запрессовкой. После установки зазора винт с камнем предохраняется от

Фиг. 3. Появление Фиг. 4. Винт с камнем, погрешности от опрокидывания.

Фиг. 5. Подвижная часть на растяжках.

Противодействующий момент и

развинчивания либо контргайкой, либо винтом, как указано на фиг. 4.

Иногда в приборах на малые токи вращающий момент настолько мал, что погрешность от трения, при укреплении подвижной части на кернах, достигает недопустимо большой величины. В таких случаях подвижную часть подвешивают на нити из упругого материала (металла или кварца). Один конец нити (подвеса) закреплен на неподвижных частях прибора, другой соединен с подвижной частью. При вращении подвижной части подвес закручивается, но скольжения одной поверхности по другой не происходит, и поэтому отсутствует трение между подвижной и неподвижными частями.

Такой прибор может работать только в одном положении, для контроля установки в котором служит уровень. Основное неудобство приборов с подвесом — необходимость установки их на основании, не испытывающем сотрясений.

Этот недостаток приборов с подвесом отчасти устраняется укреплением подвижной части на растяж ках (фиг. 5). П одвижная часть в двух противоположных точках соединена с двумя туго натянутыми нитями. Трение здесь, очевидно, такж е отсутствует. Благодаря натяжению нитей, подвижная часть при наклоне прибора на небольшие углы сохраняет свое положение и прибор не нуждается в точной установке по уровню.

§ 5. Противодействующий момент. Наиболее распространенный способ создания противодействующего момента основан на использовании упругих сил закрученной пружины или подвеса. Чащ е всего применяют пружины в виде плоской спирали 5 (фиг. 6). Спираль, навивается из ленты прямоугольного сечения. Противодействующий момент, создаваемый пружиной, тем больше, чем больше угол закручивания.

Наружный конец пружины соединяют с неподвижными частями прибора, а внутренний конец скрепляют с подвижной частью. Прикрепление концов пружины производится по преимуществу припайкой оловом. Обычно пружины изготовляют из оловяно-цинковой или фосфористой бронзы, иногда из кадмиевой или бириллиевой бронзы.

Противодействующий момент пружин уменьшается при повышении температуры примерно на 0,2—0,5% на каждые 10° С. Вместе с тем пружины иногда деформируются при колебаниях температуры, вызывая схождение стрелки с нуля шкалы.


Д ля устранения смещений стрелки с нуля, вызванных изменениями температуры, а такж е иными случайными причинами, служит корректор (фиг. 6). Он состоит из эксцентрика С, который закреплен на кожухе так, что его можно поворачивать, не вскрывая прибора, и рычага М , шарнирно связанного одним концом с эксцентриком. Наружный конец пружины 5 припаян к рычагу. Рычаг может поворачиваться

вокруг оси, пространственно совпадающей с осью вращения подвижной части, однако для поворота его необходимо преодолеть значительное трение. Вращ ая извне эксцентрик, мы поворачиваем рычаг и наружный конец пружины, вслед за которым поворачиваются ее внутренний конец и скрепленная с ним подвижная часть.

В некоторых приборах пружины не только создают противодействующий момент, но используются такж е для подвода тока к подвижной части. Оче

видно, в этих случаях необходимо иметь две пружины.§ 6. Успокоение. Подвиж ная часть прибсра при всяком

изменении своего положения занимает новое положение или, иначе говоря, приходит в равновесие не сразу. Ч ащ е всего по инерции она переходит за новое равновесное положение, з а тем под влиянием противодействующего момента начинает двигаться в обратную сторону, опять переходит по инерции за положение равновесия, но уже в другую сторону и к тому же несколько меньше, таким образом, колеблется около полож ения равновесия. Очевидно, что отсчет по прибору нельзя произвести до тех пор, пока подвижная часть колеблется. К олебания долж ны прекратиться по возможности скорее, для чего в приборе предусматриваются специальные успокоители, которые тормозят подвижную часть во время движения. Они не оказываю т влияния на показания прибора, так как при покое подвижной части тормозящ ее действие успокоителей отсутствует.

В зависимости от эффективности действия успокоителя движение подвижной части прибора может быть или периодическим, как описано выше, или апериодическим. При периодическом движении, следовательно^ подвижная часть

«ИI

с ) I 5едЭ1ГГ

Фиг. 6. Корректор.

Успокоение 13

совершает несколько колебаний около положения равновесия го все уменьшающимся размахом (затухаю щ ие колебания).11одвижная часть в этих случаях н е д о у с п о к о е н а . При мпериодическом движении подвижная часть медленно движется, «подползает» к положению равновесия. В этих случаях говорят, что подвижная часть п е р е у с п о к о е н а . П ромежуточный случай называется к р и т и ч е с к и м : подвижная часть доходит до положения равновесия, не переходя за него, но и не подползая к нему.

Практическое значение имеет так называемое в р е м я у с п о к о е н и я , т. е. время, протекшее от момента включения прибора до момента, начиная с которого стрелка достигает своего конечного положения с погрешностью, не превышающей известный процент от длины шкалы, например, по нашему отечественному стандарту 1%. Наименьшее время успокоения получается при слегка недоуспокоенном движении.

Приборы для подвижных установок (для транспорта, для самолетов и т. д.) часто делаю т несколько переуспокоенными, чтобы уничтожить резкие смещения подвижной части при толчках. Некоторые приборы снабжаю т приспособлением, позволяющим сильно увеличить успокоение на время транспортировки путем замыкания зажимов накоротко.

Устройства, служащ ие специально для увеличения успокоения приборов, называются у с п о к о и т е л я м и . Успокоители основаны на использовании одного из следующих явлений:

1) механического сопротивления среды;2) электромагнитного торможения.В первом случае сопротивляющейся средой чаще всего

служит воздух. С подвижной частью прибора соединяется пластинка той или иной формы, церемещающ аяся в закры той неподвижной камере. М ежду пластинкой и стенками камеры остается лишь небольшой зазор. При движении пластинки воздух перед ней сжимается и тормозит движение. Чем меньше зазор, тем сильнее успокоение, но тем труднее сборка прибора.

К р ы л ь ч а т ы е у с п о к о и т е л и имеют прямоугольную пластинку (крыло), укрепленную на оси при помощи небольшого стерженька (см. фиг. 30). Камера закрыта со всех сторон, и только для прохода стерженька, несущего крыло, сделан прорез.

П о р ш н е в ы е у с п о к о и т е л и . Камера поршневых успокоителей имеет вид трубки, изогнутой по окружности,


центр которой совпадает с центром вращения подвижной части (фиг. 7, а). Камера закрыта с одной стороны. Сквозь вторую открытую сторону в нее входит пластинка в виде ■поршенька, закрепленного на длинном изогнутом стержне.

Поршневые успокоители действуют сильнее крыльчатых, но сборка их труднее. В изогнутой трубке труднее установить зазор, чем в камере, верхняя крышка которой снимается во время сборки.

При э л е к т р о м а г н и т н о м у с п о к о е н и и с подвижной частью скрепляют металлическое, обычно алюминиевое

Фиг. 7. Поршневой (а) и магнитный (б) успокоители.

тело, движущееся в поле постоянного магнита М (фиг. 7 ,6 ) . Чащ е всего это тело имеет вид сектообразной пластинки А, средняя часть которой вырезана для уменьшения веса.

При пересечении магнитного поля проводником, в данном случае сектором А, в нем возбуждаются (индуктируются) токи. Взаимодействуя с магнитным полем постоянного магнита, эти токи стремятся затормозить движение и создают момент успокоения. Аналогичным образом действуют служащ ие для усиления успокоения короткозамкнутые витки подвижной части (см. такж е ниже, § 9).

Электромагнитные успокоители действуют сильнее воздушных и применяются в приборах всех систем, принцип действия которых не препятствует помещению в корпусе прибора постоянного магнита успокоителя.

$ 7) Внешнее оформление измерительных приборов 1~>

§ 7. Внешнее оформление измерительных приборов. Корпус прибора должен предохранять нежный и хрупкий измерительный механизм от механических повреждений и попадания пыли. В некоторых случаях к корпусу предъявляют еще и дополнительные требования в этом отношении: например, он должен защ ищ ать механизм и от попадания воды.

Оформление корпуса обычно сильно разнится в зависимости от того, предназначается ли прибор для стационарного монтажа или же он должен быть переносным.

Фиг. 8. Щитовые приборы: выступающий круглый (я) и утопленный квадрантный (б).

Корпусы стационарных (щитовых) приборов обычно изготовляют из металла, чаще всего из ж елеза, которое к тому ж е защ ищ ает механизм от действия внешних магнитных полей. В последнее время корпусы стационарных приборов, особенно малого габарита, часто изготовляют из пластмассы. Весьма распространенной формой корпуса щитового прибора является форма цилиндрическая, круглая.

В зависимости от способа монтажа щитовые приборы разделяют на выступающие (фиг. 8, а) и утопленные (фиг. 8, б ) . Выступающие приборы укрепляют на щит таким образом, что их цоколи располагаются снаружи щита, утопленные крепят в вырезе щита так, что ш кала их располагается в плоскости щита. М онтаж утопленными приборами красивее, но он ослабляет щит, что существенно, главным образом, для мраморных и аналогичных щитов, а главное, обходится дороже.

16 Принцип действия и устройство приборов

Размеры щитовых приборов, для облегчения монтажа и лучшего вида распределительного щита со многими приборами, стандартизуются. В СССР приняты следующие диаметры цоколей; 225, 185 и 135 мм.

Фиг. 9. Прямоугольный прибор.

Фнг. 10. Квадрантный прибор.

Более выгодное использование площади щита, чем круглые приборы, даю т приборы с прямоугольными корпусами: квадрантные и особенно профильные приборы.

Экономия площади щита при применении приборов*1 в прямоугольных или квадрантных корпусах получается за

счет криволинейных четырехугольников, остающихся неиспользованными между круглыми приборами. Внешний вид прямоугольного прибора изображен на фиг. 9, а квадрантного — на фиг. 10.

Весь механизм профильных приборов расположен за щитом: в плоскости же щита находится только ш кала. П рофильный прибор, очевидно,

дает наилучшее возможное использование площади щита.Конец стрелки в профильных приборах перемещается

по окружности, и ш калу приходится делать выпуклой (фиг. 11, а). Отсчет показаний по такому выпукло-профильному прибору несколько затруднен, так как у краев шкалы луч зрения не перпендикулярен шкале, если

Внешнее оформление измерительных приборов

наблюдатель занимает нормальное положение прямо против прибора.

Трудность отсчета устранена в так называемых плоскопрофильных приборах (фиг. 11,6), у которых стрелка соединена с осью ш арнирным механизмом, преобразующим вращ ательное движение в поступательное. Передающий механизм, однако, сильно удорожает прибор и повышает трение в нем.

Машинные залы современных электростан-

Ч*. ций имеют часто очень большие размеры, и об-

Ч ^служ иваю щ ем у персоналу Фиг. 12. Гигантские приборы.^ необходимо производитьЧ^отсчеты но приборам, находясь на расстоянии нескольких ^ы десятков метров от них. В этих случаях применяют так назы

ваемые гигантские (фиг. 12) приборы, длина шкалы которых составляет обычно 1— 3 м. У казателем в гигант-

Фиг. ^13. Переносные приборы в массовом (б)

пласт-

ских приЗорах служит или световой луч, отбрасываемый на ш калу от зеркала на подвижной части, или _довт-ат?«ОДб2Димая в движение электродвигателем, уп механизмом.

2 Зак. 4819.


Лабораторны е и контрольные приборы всегда делаю т переносными, что отличает их по внешнему выполнению от стационарных приборов. Раньше эти приборы помещали в прямоугольны^ деревянные (фиг. 13, а ) , иногда металлические корпуса. В последнее время корпуса переносных приборов часто изготовляют из пластмассы (фиг. 13 ,6).

§ 8. Требования, предъявляемые к электроизмерительным приборам. В зависимости от проявления электрического тока (или напряжения), положенного в основу работы измерительного прйбсфа, все электроизмерительные приборы делятся на ряд систем. Системы отличаются друг от друга той закономерностью, которая характеризует данный прибор. Так, если прибор основан на взаимодействии электрического тока с магнитным полем постоянного магнита, то такой прибор относится к приборам магнитоэлектрической системы. В настоящее время принято различать следующие системы измерительных приборов: 1) магнитоэлектрическая; ‘̂ ) электродинамическая и являю щ аяся ее разновидностью ферродина- мическая; 3) электромагнитная; 4) тепловая; 5) электростатическая; 6) термоэлектрическая; 7) детекторная; 8) электронная; 9) индукционная; 10) электролитическая; 11) вибрационная; 12) фотоэлектрическая. Из них основными являются системы 1, 2, 3 и 9. Приборы остальных систем имеют ограниченные применения.

Н иже описаны общие свойства электроизмерительных приборов основных систем, а частично и некоторых систем ограниченного применения.

О с н о в н а я п о г р е ш н о с т ь и д е л е н и е п р и б о р о в н а к л а с с ы . Условия эксплоатации выдвигают ряд требований, которым должен удовлетворять электроизмерительный прибор. Правильное установление этих требований чрезвычайно важно, так как недостаточно жесткие требования могут сделать измерительный прибор вообще бесполезным, а чрезмерные требования, если они даж е и выполнимы, поведут к значительному неоправданному усложнению и вздорожанию прибора. С течением времени практика выработала технические условия, которым должны удовлетворять измерительные приборы в различных условиях эксплоатации. Эти технические требования для нормальных наиболее распространенных случаев эксплоатации в большинстве стран зафиксированы в виде национальных или международных технических условий на электроизмерительные приборы; в частности, в СССР действует специальный стандарт ГОСТ 1845-42.

\\ (9] Требования, предъявляемые к приборам 19

В зависимости от величины допустимой приведенной погрешности (см. § 3) приборы делятся на пять классов, обозначаемых: 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5. Каждый класс приборов характеризуется наибольшей допустимой приведенной погрешностью, величина которой равна номеру класса. Так, наибольшая допустимая приведенная погрешность для приборов класса 0,5 будет 0,5% . Если прибор не удовлетворяет требованиям класса 2,5, он считается внеклассовым. >

Величина погрешности приборов ограничивается только и рабочей части шкалы, которая при неравномерной шкале начинается от 25% предела измерений. При равномерной шкале вся длина ее считается рабочей. В остальной части шкалы, называемой нерабочей, погрешность может быть н больше предусмотренной стандартом.

Погрешность прибора, по значению которой его относят к тому или иному классу, как указывалось, считается от предела измерения; следовательно, для начальных точек шкалы погрешность измерения, отнесенная к данной (к измеряемой) величине, может быть очень большой. Поэтому никогда не следует пользоваться для сколько-нибудь ответственных измерений первой третью или даж е первой половиной шкалы.

Указанные выше погрешности прибор имеет при наиболее благоприятных условиях работы, поэтому они называются о с н о в н ы м и . Различные внешние факторы могут создать д о п о л н и т е л ь н ы е погрешности, величина которых такж е устанавливается стандартом.

В л и я н и е в н е ш н и х ф а к т о р о в . Н а показания измерительных приборов влияют следующие внешние факторы:1) изменение температуры окружающей среды; 2) изменение частоты переменного тока; 3) внешние магнитные поля; 4) механические сотрясения. Кроме того оказываю т влияние следующие второстепенные факторы: форма кривой измеряемого тока, внешние электрические поля, влажность окружающей среды и др.

Изменение температуры влияет на сопротивления, помещенные в корпусе прибора, и поэтому в некоторых случаях может вызвать значительные погрешности. Обычно в лрибо- рах предусматриваются приспособления для уменьшения этой погрешности. ГОСТ 1845-42, названный выше, допускает увеличение основной погрешности при изменении температуры на 10° С, равное величине приведенной погрешности для данного класса.

2*

20 Принцип действия и устройство приборов [гл. I

Некоторые типы приборов могут работать только при той частоте, при которой их градуировали. Всякое изменение частоты в таких случаях может вызвать дополнительную погрешность, величина которой не всегда окажется допустимой. Поэтому ГОСТ 1845-42 требует, чтобы дополнительная погрешность от изменения частоты на 10% не превышала величины приведенной погрешности для данного класса приборов.

В отношении влияния внешних магнитных полей ГОСТ требует: «Внешнее магнитное поле напряженностью в 5 эрстед * не должно вызывать изменения показаний прибора больше чем на 2% для магнитоэлектрических приборов и 3% для приборов других систем. Д ля приборов переменного тока поле должно быть такж е переменным, той же частоты».

Предусмотренная стандартом напряженность испытательного поля вполне гарантирует удовлетворительную работу прибора в нормальных условиях, если прибор не находится очень близко от шин с током. Лиш ь при наличии очень сильных токов, например на электрохимических заводах, приходится считаться с влиянием полей, ббльших чем 5 эрстед.

Влияние внешнего магнитного поля значительно уменьшается применением железных экранов. Роль такого экрана, хотя сравнительно слабого, выполняет обычно железный кожух щитовых приборов.

Помимо величин погрешностей стандарт устанавливает определенные требования к некоторым другим свойствам приборов, важнейшие из которых рассмотрены ниже.

У р а в н о в е ш е н н о с т ь . П оказания прибора должны по возможности оставаться неизменными и в наклонных положениях. Этому требованию могут в полной мере отвечать только приборы с подвижной частью, укрепленной на кернах. Д ля выполнения его необходимо, чтобы центр тяжести подвижной части леж ал на оси вращения. Если это требование не будет выполнено, то сила тяжести при наклонах будет создавать дополнительный вращающий момент, который исказит показания прибора.

Поэтому подвижную часть каждого прибора приходится во время изготовления уравновешивать индивидуально. Производится эта операция при помощи противовесов

* Эрстед — единица напряженности (силы) магнитного поля.

$ 8) Требования, предъявляемые к приборам 21

I и II, передвигаемых по стерженькам, скрепленным с осью (фиг. 14).

Технические приборы обычно могут работать при любом положении шкалы, лабораторные — только при горизонтальной шкале. Приборы, предназначенные для работы при определенном положении шкалы, но не имеющие уровня, должны давать при наклоне на 5° дополнительную погрешность не ббльшую, чем приведенная погрешность для данного класса приборов.

В р е м я у с п о к о е н и я .Время, протекшее от момента включения прибора до момента, начиная с которого стрелка его не удаляется от своего полож ения равновесия на расстояние, превышающее 1 % от длины ш калы, долж но быть не больше4 сек.

Значительная часть приборов, особенно магнитоэлектрической системы, имеет еще меньшее время успокоения — порядка 2—3 сек.

П е р е г р у з о ч н а я с п о с о б н о с т ь . Измерительным приборам, главным образом включаемым в цепь последовательно (например, ам перметрам), нередко приходится выдерживать значительные перегрузки, при которых прибор не должен быть поврежден. Следует различать динамическую и термическую устойчивость при перегрузке.

П о д д и н а м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю подразумевается способность прибора противостоять механическим усилиям, возникающим при перегрузке. Н аиболее слабым местом прибора оказывается обычно стрелка, которая гнется при перегрузке. Д ля ослабления удара приборы снабжаю т пружинящими упорами.

Т е р м и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю прибора назы вается способность его выдерживать повышение температуры, получающееся при перегрузке.

Перегрузочная способность проверяется по ГОСТ десятикратными перегрузками малой длительности (от 0,5 до5 сек) для амперметров и последовательных цепей ваттметров.

П р о ч н о с т ь и з о л я ц и и . Все доступные прикоснове


нию части прибора должны быть надежно изолированы от токоведущих частей. Этим устраняются опасность для обслуживающего персонала и возможность замыкания на землю.

И золяция каждого прибора долж на быть проверена приложением повышенного против нормального напряжения между корпусом и соединенными друг с другом зажимами. Испытательное напряжение должно быть равно указанному в таблице.

Т аблица испы тательны х напряж ений

Номинальное напряжение цепи, в которую

включается прибор

Действующее значение испытательного напряжения

Примечание

От 41 до 650 в . . . .От Ь51 до 2000 я . . .От 2001 в и выше . . .

Для приборов, включаемых с измерительными трансформаторами ..............................

5"Ю в 2000 в 501)0 в

1000 в плюс удвоенное номинальное на

пряжение

2000 в

Номинальное напряжение на приборе считается вместе с напряжением на добавочном сопротивлении

)

М а р к и р о в к а п р и б о р о в . Наиболее важные сведения о приборе должны быть всегда известны пользующемуся им. Поэтому они должны быть нанесены на самом приборе, чтобы быть доступными для справок в любой момент. По ГОСТ 1845-42 на лицевой стороне прибора (обычно на его шкале) обозначаются: 1) марка прибора;2) заводский номер прибора; 3) ГОСТ 1845-42; 4) сокращенное обозначение единиц измеряемой величины; 5) класс прибора; б) условное обозначение рода тока; 7) условное обозначение системы прибора; 8) условное обозначение испытательного напряжения изоляции; 9) нормальное положение прибора, если таковое имеет значение; 10) для приборов переменного тока нестандартной частоты — обозначение частоты или ее пределов, при которых гарантируется точность показаний прибора.

§ 9. Магнитоэлектрические приборы. Приборы магнитоэлектрической системы основаны на взаимодействии магнитного потока постоянного магнита и тока, проходящего по

Магнитоэлектрические приборы

обмотке легкой катушки, помещенной в этом поле. Устройство прибора магнитоэлектрической системы показано на фиг. 15. К концам постоянного магнита А прикреплены полюсные наконечники К из мягкого железа. М ежду ними неподвижно укреплен железный сердечник О цилиндрической формы, служащий для создания в воздушном зазоре, образованном полюсными наконечниками и сердечником, равномерного радиального поля, т. е. вдоль по радиусам окружности сердечника. В воздушном зазоре может свободно поворачиваться на оси С катушка или, как ее нередко назы вают, рамка. Катушка состоит из алюминиевого каркаса прямоугольной формы, на который намотана изолированная медная или алюминиевая проволока. Н а оси С укреплена стрелка 5, конец которой перемещается относительно шкалы с отметками.

Вращающий момент создается благодаря взаимодействию тока, проходящего по обмотке катушки, и магнитного потока в воздушном ^зазоре магнита. Под действием этого вращ аю щего момента подвижная часть прибора стремится повернуться на оси.

Противодействующий момент создается двумя спиральными пружинками Е, у которых одни концы прикреплены к оси, а вторые концы закреплены на неподвижных частях прибора. Через эти же пружинки подводится ток к кагушке. Поводок ДО, к которому прикреплен конец верхней (передней) пружины, предназначен для установки стрелки на нуль. Грузики (противовесы) Р служ ат для уравновешивания подвижной части прибора.

Так как магнитное поле постоянного магнита в воздуш ном зазоре равномерно и направлено радиально, то вращ аю щий момент пропорционален току в подвижной катушке. Поэтому ш кала, магнитоэлектрических приборов равномерна, что является большим преимуществом приборов этой системы.

М агнитоэлектрические приборы пригодны для измерений только на постоянном токе, так как, при изменении направления тока в катушке, направление вращающего момента

поля, направленного

Фиг. 15. Схематическое устройство прибора маг

нитоэлектрической системы.

24 Принцип действия и устройство приборов [гл. /

изменится и стрелка отклонится в обратную сторону. Поэтому при включении магнитоэлектрического прибора в цепь постоянного тока долж но быть соблюдено определенное направление тока в катушке. Согласно ГОСТ 1845-42 магнитоэлектрические приборы должны иметь на своих заж имах обозначения + (плюс) и — (минус). Знак + ставится у правого заж има, если смотреть на прибор со стороны шкалы. К этому заж им у при включении прибора в цепь должен быть приключен провод от положительного заж им а источника тока. Д ля приборов с двухсторонней шкалой (т. е. с нулем посредине шкалы) этому обозначению зажимов соответствует правая часть шкалы.

Успокоение подвижной части создается алюминиевым каркасом подвижной катушки, в котором при движении рамки индуктируются токи. Взаимодействие этих токов с магнитным полем постоянного магнита создает тормозящие силы, успокаивающие колебания подвижной части (см. такж е § 6).

М агнитоэлектрические приборы являются самыми точными и чувствительными приборами из числа приборов с непосредственным отсчетом всех существующих систем. Наибольш ая чувствительность, достигаемая в настоящее время, составляет10 дел. на 1 микроампер (сокращенно мка) при длине деления шкалы порядка 1 мм.

Непосредственно через обмотку катушки можно пропускать лишь небольшие токи. Через обмотку амперметров обычно пропускается ток порядка 25—30 ' миллиампер (сокращ енно м а), а через обмотку вольтметров 3— 10 ма\ падение напряжения в обмотке катушки вольтметров не превосходит обычно 0,5 в. Д ля увеличения предела измерения магнитоэлектрических приборов применяют шунты (для амперметров) и добавочные сопротивления (для вольтметров) (см. ниже, § 10).

Потребление мощности у магнитоэлектрических приборои очень мало. Д ля вольтметров потребление мощности опредр* ляется выражением:

Р у — У п1п>

где /„ — ток, соответствующий предельному показанию вольтметра; V п— номинальное напряжение прибора, т. е. напряж ение, соответствующее пределу измерения.

Таким образом для вольтметра, например на 300 в, ток полного отклонения которого составляет, например, 3 ма, потребление мощности составит 0,9 вт.

Магнитоэлектрические приборы 25

Д ля амперметров соответственно имеем:

Р а =

где 11п — падение напряжения на заж имах прибора при полном отклонении; / „ — номинальная сила тока.

Обычно 11п находится в пределах 45—75 мв; следовательно, потребление мощности, например, у амперметра на 5 а составляет 0,22—0,325 вт.

Н а показания магнитоэлектрических приборов могут влиять внешнее магнитное поле и изменение температуры окруж аю щей среды.

Внешнее магнитное поле изменяет плотность магнитного потока в воздушном зазоре и тем самым изменяет показания магнитоэлектрических приборов. Влияние внешнего поля в магнитоэлектрических приборах сравнительно не велико, благодаря довольно большой плотности магнитного потока (500—2000 гаусс) в воздушном зазоре самого прибора. Кроме того часто приборы, особенно щитового типа, имеют ж елезный кожух, выполняющий роль магнитного экрана, защ ищ аю щего измерительный механизм от внешних магнитных полей.

Изменение температуры окружающей среды сказывается в изменении сопротивления прибора, магнитного потока постоянного магнита и упругих свойств (момента) пружинок. Магнитный поток с увеличением температуры уменьшается на 0,2— 0,3% на каждые 10° изменения температуры и вызывает уменьшение показаний прибора. Так как при этом почти на такую же величину ослабевают и пружинки, то уменьшение потока оказывается примерно компенсированным. Что же касается изменения сопротивления, то в вольтметрах оно мало сказывается на показаниях, так как большую часть сопротивления составляет добавочное сопротивление, изготовленное из манганиновой * проволоки, не изменяющей практически своего сопротивления.

В амперметрах с шунтами для уменьшения погрешности от температуры приходится прибегать к специальным мерам (см. § 10).

М агнитоэлектрические приборы часто изготовляют в виде высокочувствительных приборов для измерения весьма малых токов (тысячных долей микроампера) и напряжений. Т акие приборы нужны в тех случаях, когда требуется по

* Манганин — сплав, электрическое сопротивление которого в известных пределах изменения температуры не зависит от последней и который дает нулевую термоэлектродвижущую силу в паре с медью.


возможности точнее установить отсутствие тока в какой-либо части цепи, как это, например, имеет место в измерительных мостах (см. § 23). Поэтому шкалы таких приборов не градуируют ’в амперах или вольтах или иных единицах, а наносят на них некоторое число равномерно расположенных отметок.

Приборы эти получили название г а л ь в а н о м е т р о в .Чувствительность гальванометров часто бывает очень вы

сокой: некоторые гальванометры на растяжках даю т отклонение стрелки на одно деление уже при токе в 0,1 мка, а гальванометры на подвесе даж е при 0,001 мка и меньше.

§ 10. Шунты и добавочные сопротивления, а) Ш у н т ы . Наибольший ток, который можно длительно пропускать через рамку магнитоэлектрического прибора, составляет 150—200 ма. Д ля измерения ббльших токов приборами пользуются в соединении с так называемыми ш у н т а м и , благодаря которым в прибор ответвляется лиш ь часть измеряемого тока. Ш унт представляет собой сопротивление Гд (фиг. 16), включенное параллельно прибору. Величина сопротивления г 8 подбирается так, чтобы определенная часть I А измеряемого тока I ответвлялась в прибор, а остальная часть / 9 проходила через шунт. Таким способом

можно измерять токи до нескольких десятков тысячампер.

М атериалом, из которого изготовляются сопротивления шунтов, служит манганин. Если применять для этой цели красную медь или другой низкоомный материал, то размеры и вес т а кого шунта во много раз

превосходили бы размеры и вес шунта из манганина. Кроме того все известные нам материалы с малым удельным сопротивлением имеют большой температурный коэфициент, например, температурный коэфициент меди и алюминия составляет 4% на 10° С. Поэтому всякое изменение температуры окружающей среды сильно влияло бы на сопротивление шунта и тем самым вызвало бы дополнительную погрешность при измерении. Влияние же температуры на сопротивление подвижной катушки или рамки, сказывающееся в увеличении сопротивления последней при повышении температуры и

0 -3

-пллллллл-

-о

Фиг. 16. Включение амперметра с шунтом.

Шунты и добавочные сопротивления 27

вследствие этого в уменьшении отклонения рамки, уменьшают, включая последовательно с рамкой манганиновое сопротивление.

Согласно ГОСТ 1845-42 для приборов класса 2,5 дополнительная погрешность от температуры не долж на превышать 2,5% при изменении температуры на 10° С. Д ля удовлетворения этому условию необходимо, чтобы манганиновое сопротивление, включенное последовательно с рамкой, было почти равно сопротивлению рамки. Часто это сопротивление увеличивают до четырехкратной величины сопротивления рамки и тем уменьшают температурную погрешность прибора до 0,8— 1% на 10° С.

Д ля амперметров, включенных в цепь без шунта, влияние температуры не имеет места, так как изменение температуры вызывает изменение сопротивления всей цепи, а амперметр показывает силу тока, действительно протекающего в этой цепи.

Так как, несмотря на сильное собственное магнитное поле, магнитоэлектрический амперметр все же подвержен влиянию внешних магнитных полей, искажающ их действительное показание прибора, его стремятся расположить вдали от постоянных магнитов, железных мае, шин с током. По этой же причине прибор относят от шунта на такое расстояние, какое только позволяет длина шнура, с которым данный прибор градуировался. ГОСТ 1845-42 требует, чтобы для приборов без железного кожуха длина каждого соединительного провода была не меньше 1,5 ж на каждые 1000 а. Если прибор имеет железный кожух, длина одного соединительного провода может быть уменьшена до 1 м. При этом следует помнить, что сопротивление прибора невелико и всякое изменение сопротивления шнуров вызывает изменение показаний прибора. Поэтому нельзя, например, произвольно изменять длину шнуров; необходимо при этом изменять такж е сечение, чтобы общее сопротивление шнуров осталось прежним. Обычно применяют стандартные шнуры длиной 1 м и сечением 1 лш2; если требуется шнур длиной в 1,5 м, то сечение берут равным 1,5 мм2 и т .д . , т. е. сечение провода увеличивают пропорционально его длине.

В зависимости от области применения шунты делятся на индивидуальные и калиброванные. Индивидуальные шунты пригодны только для тех приборов, с которыми они непосредственно градуированы. Калиброванные шунты изготовляют на определенное падение напряжения и они пригодны

28 Принцип действия и устройство приборов \гл . I

для приключения к любому прибору с падением напряжения, равным падению напряжения на шунте.

По конструкции шунты разделяю тся на внутренние и наружные. Внутренние шунты изготовляют на силы тока до 100 а. На фиг. 17 показан наружный шунт на 1000 а.

К ак видно из фиг. 17, шунт состоит из наконечников или угольников аа, в которые впаяны серебряным припоем пластины с из манганина. Зажимы Ь.Ь служ ат для присоединения прибора. Наконечники изготовляют из красной меди или латуни.

б) Д о б а в о ч н ы е с о п р о т и в л е н и я . Вольтметром может служить любой миллиамперметр, ш кала которого

проградуирована в вольтах. Однако у магнитоэлектрических миллиамперметров сопротивление рамки невелико,

!*■

<*----------1---------------------Фиг. 18. Включение доба

вочного сопротивления.

и для полного отклонения требуется небольшое сравнительно напряжение — 0,1 в и меньше. В электродинамических приборах (см. § 12) оно колеблется в пределах от 0,5 до 1 в. Поэтому последовательно с прибором необходимо включить добавочное сопротивление (фиг. 18). Тогда общее падение напряжения на заж им ах прибора и добавочного сопротивления возрастет; тем самым окаж ется возможным измерять большие напряжения. Общее сопротивление прибора вместе с добавочным сопротивлением должно быть больше сопротивления одного лишь прибора во столько раз, во сколько полное измеряемое напряжение больше падения напряжения на приборе.

В качестве материала для добавочных сопротивлений в вольтметрах можно применять, кроме манганина, такж е и константан * — более дешевый материал, так как термо

с

ф &Ф Й

Фиг. 17. Наружный шунт на 1000 а, 75 мв.

* Сплав примерно 60% меди и 40% никеля.

§ 10] Шунты и добавочные сопротивления 29

электродвижущ ая сила в месте соединения меди с константа- ном для вольтметров не играет никакой роли, в то время как в амперметрах это обстоятельство очень важно, и поэтому для шунтов можно применять только манганин. Чем больше добавочное сопротивление по сравнению с сопротивлением рамки, намотанной из меди, тем меньше влияние температуры на показания вольтметра.

Добавочные сопротивления помещают либо внутри прибора, либо отдельно от него. В зависимости от этого они носят название или в н у т р е н н и х или о т д е л ь н ы х до-

Фиг. 19. Внутреннее доба- Фиг. 20. Отдельное добавоч-вочное сопротивление, по- ное сопротивление на 15000 в.мещенное за цоколем при

бора.

бавочных сопротивлений. Внутренние добавочные сопротивления помещаются либо внутри кожуха прибора, либо на наружной стороне цоколя (фиг. 19). В последнем случае достигается ограждение измеряющего механизма от нагрева под влиянием тепла, выделяющегося в добавочном сопротивлении. Это относится, главным образом, к электромагнитным щитовым приборам (см. § 13). В магнитоэлектрических приборах потребление мощности значительно ниже, и добавочные сопротивления поэтому помещают внутри кожуха. I . |

Отдельные добавочные сопротивления помещают в специальном корпусе, не связанном с прибором, и включают так, как показано на фиг. 18. Если отдельное добавочное сопротивление предназначено для работы с определенным прибором, что чаще всего бывает в приборах классов 1,5

30 Принцип действия и устройство приборов [гл.

и 2,5, то оно называется индивидуальным; в этом случае градуировка прибора производится вместе с добавочным сопротивлением. Н а фиг. 20 показано отдельное добавочное сопротивление на 15 ООО в. Д ля приборов классов 0,5 и 0,2 применяют отдельные калиброванные добавочные сопротивления, представляющие собой точные сопротивления, пригодные для включения к любому прибору. В этом случае у них на особом щитке указаны значения сопротивлений

и соответствующих допустимых токов.

Н а фиг. 21 показано такое калиброванное добавочное сопротивление к магнитоэлектрическому прибору на три предела измерения.

Добавочное сопротивление на высокое напряжение устанавливается на особых изоляторах (фиг. 20), пробивное напряжение которых должно быть не меньше двойного напряжения добавочного сопротивления плюс 1000 в.

Этому же требованию долж на удовлетворять изоляция кожуха относительно обмотки. Помимо зажимов, служащих для приключения добавочного сопротивления в цепь напряжения и изолированных от корпуса, имеется специальный заж им, соединенный с корпусом и служащий для его з а земления.

§ 11. Магнитоэлектрические приборы с преобразователями.Магнитоэлектрические приборы с преобразователями представляю т собой сочетание магнитоэлектрического измерительного механизма с устройством, служащим для преобразования переменного тока в постоянный. Такое сочетание позволяет использовать магнитоэлектрические приборы — наиболее чувствительные и точные из всех систем (см. § 9) — для измерений в цепях переменного тока.

В качестве преобразователей чаще всего применяют: меднозакисные выпрямители, термопреобразователи и электронные лампы. Приборы, в которых для преобразования применены меднозакисные выпрямители (или другие сухие выпрямители, например, селеновые) > получили название детекторных. Приборы с термопреобразователями назы ваются термоэлектрическими, а магнитоэлектрические приборы в сочетании с электронными лампами называются ламповыми.

Фиг. 21. Калиброванное добавочное сопротивление.

§ 11] Магнитоэлектрические приборы 31

Так как последние применяют, главным образом, в специальной лабораторной практике и они служ ат для измерений в маломощных цепях, мы ограничимся рассмотрением лишь детекторных и термоэлектрических приборов.

В д е т е к т о р н ы х п р и б о р а х чаще всего применяют меднозакисные выпрямители, представляющие собой медную пластинку (или отрезок медной проволоки), покрытую слоем закиси меди. Т акая пара — медь и закись меди — обладает свойством пропускать ток в одном направлении (от закиси меди к меди) лучше, нежели в другом. Сопротивление такого выпрямителя в направлении от закиси меди к меди оказы-

Фиг. 22. Схемы внутренних соединений детекторных приборов с меднозакиенымя выпрями

телями.

вается в несколько сот и даж е тысяч раз меньше, чем сопротивление от меди к закиси меди.

Используя это свойство выпрямителей, их можно вклю чить в схему с магнитоэлектрическим измерителем так, чтобы через рамку проходил ток одного направления. Н а фиг. 22 показаны наиболее распространенные схемы включения выпрямителей. В обеих схемах используются обе полуволны переменного тока, поэтому такие схемы называются двухполу- периодными.

В схеме рис. 22, а цепь переменного тока отделена от измерительной цепи трансформатором Т. Одна полуволна переменного тока, индуктированного во вторичной цепи трансформатора Т, проходит по цепи АВС, а вторая полуволна по цегш БВС, причем в обоих случаях ток через прибор проходит в направлении от В к С.

В схеме фиг. 22, б\ так называемой схеме моста, применены четыре выпрямителя, образующие симметричный четырехугольник, в диагональ которого включен магнитоэлектрический измерительный прибор. П ервая полуволна переменного тока проходит по цепи А В й С , а вторая по цепи СВОА,


и в обоих случаях ток через прибор проходит в направлении от Б к О.

Комплект из четырех выпрямителей, включенных по схеме моста, часто заключаю т в отдельную коробку, заливаемую специальной герметизирующей замазкой, и из коробки выводят четыре конца: два для присоединения прибора и два для включения в цепь измеряемого переменного тока. Размеры такого комплекта обычно невелики и колеблются от 1 до 8 кубических сантиметров; поэтому такой выпрямитель может быть помещен внутри д аж е самого

малого электроизмерительного прибора.

Точность детекторных приборов сравнительно невелика.

Вследствие влияния температуры на свойства выпрямителя и по целому ряду других причин не удается пока построить детекторный прибор точнее класса 1,5.

Детекторные приборы нашли себе широкое применение

там, где требуется измерение малых переменных токов и, следовательно, напряжений переменного тока при малом потреблении. Этим достоинством детекторные приборы обязаны высокой чувствительности магнитоэлектрических приборов, сочетаемых с выпрямителями.

Изменение частоты сравнительно мало влияет на показания детекторных приборов и их можно применять до частот порядка 10 ООО герц.

При более высоких частотах погрешности, обусловленные внутренней емкостью выпрямителя, выходят за допустимые пределы и тогда приходится применять специальные компенсирующие схемы. Таким путем удается пользоваться детекторными приборами до частот порядка 30 ООО—50 ООО герц.

Часто детекторный прибор снабжается переключателем, позволяющим отключать выпрямители и пользоваться им как обычным магнитоэлектрическим прибором для измерений в цепях постоянного тока. Н а фиг. 23 показан такой комбинированный переносный детекторный прибор на несколько пределов измерения.

Т е р м о э л е к т р и ч е с к и е п р и б о р ы , представляю щие собой сочетание одного или нескольких термоэлементов

Фиг. 23. Детекторный прибор типа Ц-11.

$ п\ Магнитоэлектрические приборы 33

с магнитоэлектрическим прибором, допускают измерение переменных токов очень высоких частот. Н а фиг. 24 показаны наиболее распространенные схемы включения термоэлементов. В первой простейшей схеме (фиг. 24, а) использована одна термопара, составленная из двух разнородных проводников (термокрест). При нагревании места спая А этих проводников измеряемым током, на внешних (холодных) заж им ах термопары появляется термоэлектродвижущая сила, измеряемая прибором.

Во второй схеме (фиг. 24, б) ток разветвляется на две части, протекающие по двум разнородным проводникам АВ

0 — с----------------------*— 06)

Фиг. 24. Схемы включения термопреобразователей.

и СО. Концы этих проводников присоединены к двум колодкам (к которым подводится измеряемый ток), а середины этих проводников, в точках М и ЛГ, присоединены каж дая к одному из двух таких же разнородных проводников; таким образом, прибор оказывается включенным на две параллельных цепи, каж дая из которых образована двумя термопарами, включенными последовательно друг другу к заж имам прибора.

Н а фиг. 24, в показано включение нескольких термопар, образующих термобатарею. Места спаев термопар подогреваются особым подогревателем АВ, не соединенным электрически с цепью прибора. Такие термоэлементы называются бесконтактными.

3 ЗаК. 4819. Измерительные приборы.


Д л я . исполнения термоэлементов служ ат обычно следующие материалы: золото, платина, платиноиридий *, золото- палладий-платина **, константан и другие. При нормальных условиях ■ эти материалы обеспечивают получение э. д. с.

постоянного тока в несколько десятков милливольт, что вполне достаточно для работы магнитоэлектрического измерительного механизма.

Б лагодаря малым размерам термоэлементов и связанной с этим почти полной

. независимостью количестваФиг. 25а. Внутреннее устройствотермоэлемента типа Т-1. тепла, выделяемого пере

менным током, от частоты, термоэлектрические прибо-

яаау»" Ры с Успехом применяютсяна самых высоких частотах (до нескольких десятков мегагерц). При сравнитель-

^ Ш Р ч но низких частотах (до 1 ме-гагерца) точность приборов термоэлектрической систе- мы соответствует классу

Ш Р у / / 1,0 11 даже ° ’ 5- ^ Р и более\/У / / высоких частотах погреш-

ность быстро возрастает и может достигать иногда не- скольких десятков процентов.

Н а фиг. 25а показано Фиг. 256. Внешний вид термоэлек- внутреннее устройство от-

трического прибора типа 1 -52. •’ г ; гдельного термоэлемента типа Т-1 по схеме фиг. 24, б,

а на фиг. 256 — внешний вид термоэлектрического прибора типа Т-52.

§ 12. Электродинамические приборы. Приборы электродинамической системы основаны на взаимодействии тока, протекающего по одной из катушек (подвижной) с магнит-

* Сплав платины с иридием с содержанием последнего от 10 до 20%.** Сплав золота (60%) с палладием (30%) и платиной (10%).

$ 12) Электродинамические приборы 35

ным потоком тока, проходящего подругой катушке (неподвижной). Н а фиг. 26 схематически изображено устройство электродинамического прибора с круглыми катушками (их делаю т такж е и с прямоугольными катуш ками). Неподвижная катуш ка состоит из двух одинаковых половин А; между ними проходит ось С, на которой закреплена подвижная катуш ка В, стрелка 5 и крыло т воздушного успокоителя. Ток в подвижную катушку подводится при помощи двух спиральных пружин, так же как в магнитоэлектрическом приборе, которые служ ат и для создания противодействующего момента. При прохождении тока по обеим катушкам подвижная катушка стремится повернуться и занять такое положение, при котором магнитные потоки, создаваемые неподвижной и подвижной катушками, совпадали бы по направлению.Вращающий момент, так ж е как и у приборов магнитоэлектрической системы, пропорционален произведению значений взаимодействующих потока и тока. Так как магнитный поток неподвижных катушек пропорционален току в них, то вращающий момент, а вместе с ним и отклонение а подвижной части пропорционально произведению токов в подвижной и неподвижной катушках:

а — С1а Ы> (О

где I А — сила тока в неподвижных катушках;/ , . — сила тока в подвижной рамке;С — постоянный коэфициент, зависящий от размеров и

числа витков катушек.Катушки в электродинамических приборах, в зависимости

от назначения прибора, соединяют между собой либо последовательно, либо параллельно. В первом случае (фиг. 27, а) один и тот же ток проходит через обе катушки, т. е. /„ = / „ = / .

При соединении обеих катушек параллельно (фиг. 27, б) токи / 4 и / л являются частями общего измеряемого тока I.

3-“

Принцип действия и устройство приборов

Поэтому в обоих случаях отклонение пропорционально квадрату общего тока:

а = а 2.

Вследствие этого электродинамические амперметры и вольтметры имеют неравномерную шкалу.

Последовательное соединение катушек применяется в вольтметрах (фиг. 27, в) и в амперметрах на малые силы тока (до

О

Фиг. 27. Схемы соединений катушек электродинами к> ских амперметров, вольтметров и ваттметров.

0,5 а, фиг. 27, а ). П араллельное соединение катушек применяется в амперметрах на силы тока выше 0,5 а (фиг. 27, б). В последнем случае иногда применяют такж е соединение катушек по схеме фиг. 27, г, где подвижная катушка приклю-

.? щ Электродинамические приборы

чается параллельно к сопротивлению /?, соединенному с неподвижной катушкой.

Успокоение у электродинамических приборов воздушное, и только в экранированных приборах, где катушки защищены экраном от поля постоянного магнита, применяется электромагнитный успокоитель с постоянным магнитом.

Чаще всего электродинамические приборы применяют в качестве ваттметров для измерения мощности. С этой целью неподвижные катушки, включаемые в цепь последовательно (фиг. 27, д ), имеют небольшое число витков толстой проволоки, а подвижную рамку включают через добавочное сопротивление параллельно в сеть. Поэтому

1а — / ; ! в — у ,V

где V — напряжение сети;I — ток в нагрузке;

г ,.— сопротивление цепи подвижной рамки.Если подставить значение токов 1а и Ы в уравнение ( 1 ) ,

то получим

Но мощность Р равна произведению из тока I и напряж ения II:

Р = Ш,поэтому:

а = • Р = С Р ,ги

т. е. отклонение подвижной части пропорционально могц- ности. Ш кала электродинамических ваттметров равномерна.

Можно доказать, что и на переменном токе электродинамический ваттметр, включенный по схеме фиг. 27, д, дает показания, пропорциональные активной мощности. Если в цепи напряжения (параллельной цепи) ваттметра при помощи конденсаторов или катушек индуктивности искусственно создать 90-градусный сдвиг по фазе между напряжением сети и током в подвижной рамке ваттметра, то ваттметр будет показывать не активную мощность, а реактивную. Такой ваттметр часто называют синусным.

Электродинамические ваттметры чаще всего применяют в качестве переносных контрольных и лабораторных приборов классов 0.2 и 0.5. Щ итовые же ваттметры изготовляются пре

5? Принцип действия и устройство приборов [гл. I

имущественно ферродннамической или индукционной систем (см. ниж е).

Н ачала обмоток ваттметров (фиг. 27, д) присоединяются к проводнику, идущему от генератора. Поэтому эти зажимы прибора называются генераторными. Н а приборе их отмечают звездочкой или знаком + (в иностранных приборах).

Электродинамические приборы применяют как на постоянном, так и на переменном токе, поскольку при одновременном изменении направления тока в обеих катушках направление вращающего момента остается неизменным.

Электродинамические приборы на переменном токе показывают действующее значение измеряемой величины (тока или напряж ения).

Расход мощности в электродинамических амперметрах составляет примерно 5— 10 вт, а в вольтметрах с пределом измерения до 300 в — примерно 7— 15 вт.

Н а показания приборов электродинамической системы сильное влияние оказываю т посторонние магнитные ноля, так как собственные магнитные поля катушек очень малы. Если прибор работает на постоянном токе, то влияют магнитные поля только постоянного направления. Переменные магнитные поля не искажаю т показаний прибора, работающего на постоянном токе, так как в течение одного нолупериода внешнее поле усиливает поле неподвижной катушки на такую ж е величину, на какую в течение другого нолупериода уменьшает. Если ж е прибор работает на переменном токе, то, наоборот, не влияют на его показания постоянные магнитные поля, а переменное иоле вносит погрешность, зависящую от сдвига в пространстве и во времени между полем неподвижной катушки и внешним полем. Н аибольш ая погрешность будет в том случае, когда сдвиг между ними равен нулю или 180°.’

Уменьшение влияния внешних нолей может быть достигнуто применением магнитных экранов.

Пр именению электродинамических приборов в качестве щ итовых, а такж е самопишущих приборов, препятствует недостаточная величина вращающего момента, а такж е влияние внешних магнитных полей. Усиление вращающего момента легко достигается введением магнитной цепи из ферромагнитных материалов. При этом значительно усиливаются магнитные поля, создаваемые катушками, и тем самым увеличивается вращающий момент прибора. Одновременно благодаря усилению собственных полей прибора уменьшается влияние на

Электродинамические приборы 39

показания прибора внешних магнитных полей. Электродинамические приборы, у которых магнитная цепь содержит ферромагнитные материалы, предложены Доливо-Добровольским и носят название ф е р р о д и н а м и ч е с к и х приборов.

На фиг. 28 показано устройство ферродииамическогоприбора. Неподвижная катушка надета на железный сердечник С. Подвиж ная катушка В поворачивается вокруг цилиндрического железного сердеч-

Фиг. 28. Устройство фер- родинамического при

бора.

, состоящая из двух частей,

Фиг. 29. Двойной фер- родишшический при

бор.

ника. Ферродинамическ'ие приборы находят себе главное применение в качестве щитовых и самопишущих приборов на переменном токе. Вращающий момент таких приборов достигает в некоторых конструкциях 25—30 гем, тогда как в обычных электродинамических приборах вращающий момент не превышает 300 мгем. Вследствие наличия железа в ферродинамических приборах появляются погрешности, обусловленные влиянием гистерезиса и вихревых токов в железе. Поэтому ферродинамические приборы изготовляют только в качестве приборов классов точности 1,0; 1,5 и 2,5.

Ферродинамические ваттметры изготовляют и другой конструкции. Так, на фиг. 29 показан ферродинамический измерительный механизм с двумя рамками В[ и В 2 и двумя неподвижными катушками и А 2. К аж дая пара катушек действует самостоятельно, что дает возможность включать такой прибор для измерения мощности трехфазной цепи методом двух ваттметров (см. § 17).

33 Принцип действия и устройство приборов | гл. I

имущественно ферродннамической или индукционной систем (см. ниж е).

Н ачала обмоток ваттметров (фиг. 27, д) присоединяются к проводнику, идущему от генератора. Поэтому эти зажимы прибора называются генераторными. Н а приборе их отмечают звездочкой или знаком + (в иностранных приборах).

Электродинамические приборы применяют как на постоянном, так и на переменном токе, поскольку при одновременном изменении направления тока в обеих катушках направление вращающего момента остается неизменным.

Электродинамические приборы на переменном токе показывают действующее значение измеряемой величины (тока или напряж ения).

Расход мощности в электродинамических амперметрах составляет примерно 5— 10 вт, а в вольтметрах с пределом измерения до 300 в — примерно 7— 15 вт.

Н а показания приборов электродинамической системы сильное влияние оказываю т посторонние магнитные поля, так как собственные магнитные поля катушек очень малы. Если прибор работает на постоянном токе, то влияют магнитные поля только постоянного направления. Переменные магнитные поля не искажаю т показаний прибора, работающего на постоянном токе, так как в течение одного нолупериода внешнее поле усиливает поле неподвижной катушки на такую же величину, на какую в течение другого нолупериода уменьшает. Если ж е прибор работает на переменном токе, то, наоборот, не влияют на его показания постоянные магнитные поля, а переменное ноле вносит погрешность, зависящую от сдвига в пространстве и во времени между полем неподвижной катушки и внешним полем. Н аибольш ая погрешность будет в том случае, когда сдвиг между ними равен нулю или 180°.-

Уменьшение влияния внешних полей может быть достигнуто применением магнитных экранов.

Применению электродинамических приборов в качестве щитовых, а такж е самопишущих приборов, препятствует недостаточная величина вращающего момента, а такж е влияние внешних магнитных полей. Усиление вращающего момента легко достигается введением магнитной цепи из ферромагнитных материалов. При этом значительно усиливаются магнитные поля, создаваемые катушками, и тем самым увеличивается вращающий момент прибора. Одновременно благодаря усилению собственных полей прибора уменьшается влияние на

Электродинамические приборы 39

показания прибора внешних магнитных полей. Электродинамические приборы, у которых магнитная цепь содержит ферромагнитные материалы, предложены Доливо-Добровольским и носят название ф е р р о д и н а м и ч е с к и х приборов.

На фиг. 28 показано устройство ферродинамическогоприбора. Неподвижная катушка надета на железный сердечник С. П одвижная катушка В поворачивается вокруг цилиндрического железного сердеч-

, состоящая из двух частей,

Фиг. 28. Устройство фер- Фиг. 20. Двойной фор-родинамического при- родинамический при

бора. бор.

ника. Ферродинамические приборы находят себе главное применение в качестве щитовых и самопишущих приборов на переменном токе. Вращающий момент таких приборов достигает в некоторых конструкциях 25—30 гсм, тогда как в обычных электродинамических приборах вращающий момент не превышает 300 мгсм. Вследствие наличия железа в ферродинамических приборах появляются погрешности, обусловленные влиянием гистерезиса и вихревых токов в железе. Поэтому ферродинамические приборы изготовляют только в качестве приборов классов точности 1,0; 1,5 и 2,5.

Ферродинамические ваттметры изготовляют и другой конструкции. Так, на фиг. 29 показан ферродинамический измерительный механизм с двумя рамками В, и В 2 и двумя неподвижными катушками А \ и Л 2. К аж дая пара катушек действует самостоятельно, что дает возможность включать такой прибор для измерения мощности трехфазной цепи методом двух ваттметров (см. § 17).


§ 13. Электромагнитные приборы. Приборы электромагнитной системы основаны на воздействии магнитного поля, создаваемого измеряемым током, на один или несколько помещенных в этом ж е поле железны х сердечников, один из которых является составным элементом подвижной части

прибора. Д ля уяснения принципа действия при-

II11, боров этой системы| %/(. рассмотрим одну и з '

Д 'ч наиболее часто встречающихся конструкций, схематически изображенную на фиг. 30. Измеряемый ток проходит по обмотке катушки А, сплющенной с боков таким образом, что магнитное поле образуется в узкой щели В. Сердечник С нз мягкого железа особой формы, эксцентрично закрепленный на оси, может входить в просвет катушки, поворачивая такж е о;ь. Ж елезный сердечник, стремясь под действи-

н м ем магнитного полярасположиться таким

Фиг. 30. Схематическое устройство при образом, чтобы его пе- бора электромагнитной системы. реСекло возможно боль

ше силовых линий, втягивается в катушку по

мере увеличения силы тока в ней. Противодействующий момент создается спиральной пружинкой Р. Неподвижная камера М с алюминиевым крылом К, связанным с осью, представляет собой воздушный успокоитель подвижной части прибора.

Сила, с которой сердечник втягивается в катушку, зависит от плотности потока в щели катушки, создаваемого измеряемым током и от намагниченности сердечника, которая, в свою очередь, такж е зависит от плотности потока катушки. Поэтому эта сила, а значит и вращающий момент

Электромагнитные приборы 11

прибора, приблизительно пропорциональны квадрату тока в катушке. Это является причиной неравномерности шкалы в электромагнитных приборах. Характер шкалы прибора электромагнитной системы з а висит такж е и от формы сердечника, поэтому, изменяя форму сердечника, можно в известной степени исправить неравномерность шкалы.

В практике в настоящее время встречаются, главным образом, два типа приборов электромагнитной системы.Один из них описан выше; его называют обычно электромагнитным прибором с плоской катушкой. Внутреннее устройство такого прибора показано на фиг. 31. Второй тип электромагнитных приборов, такж е часто встречающийся, — это прибор с круглой катушкой, изо

браженный на фиг. 32. И змеряемый ток проходит по обмотке круглой катушки Л, внутри которой помещены два железных сердечника. Один из них О закреплен неподвижно па внутренней новерхнос ги цилиндрического каркаса катушки; второй сердечник В связан с осью прибора. Под действием магнитного поля, создаваемого током, проходящим по обмотке катушки, оба сердечника намагничиваются одноименно и оттал-

Фиг. 32. Электромагнитный прибор киваются друг от друга.круглой катушкой. Вращающий момент и

угол отклонения по тем же соображениям, которые были приведены выше для прибора с плоской катушкой, пропорциональны квадрату силы тока, проходящего через обмотку катушки.

Фиг. 31. Устройство электромагнитного прибора с плоской ка

тушкой.

42 Принцип действия и устройство приборов \гл. /

Электромагнитные амперметры изготовляют для непосредственного измерения токов до 200 а. Д альнейш ее расширение пределов измерения на переменном токе осуществляется помощью измерительных трансформаторов тока. Д ля измерения ж е постоянных токов большой силы предпочитают пользоваться магнитоэлектрическими приборами, так как изготовлять электромагнитные приборы с шунтами нецелесообразно: шунты при этом получаются слишком громоздкимиII дорогими.

Расш ирение пределов измерения вольтметров легко осуществляется как добавочными сопротивлениями, так и измерительными трансформаторами напряжения.

Электромагнитные приборы применяют как на постоянном токе, так и на переменном. Независимо от конструкции прибора при перемене направления тока в катуш ке железные сердечники, изготовляемые из магнитиомягкого материала — трансформаторной стали, легко перемагничиваются, и направление вращ аю щ его момента остается неизменным. Электромагнитные приборы на переменном токе измеряют действующее значение.

Ш калы электромагнитных приборов неравномерны. Х арактер шкалы сильно зависит от формы железных сердечников. Подобрав соответствующим образом форму сердечников, удается получить шкалы, в рабочей части значительно приближающиеся к равномерным.

Расход мощности в электромагнитных амперметрах составляет примерно 1,0—2,0 от, а в вольтметрах 5— 12 вг.

Электромагнитные приборы применяют, главным образом, в качестве щитовых приборов класса 2,5 с допустимой согласно ОСТ 1845-42 основной погрешностью до 2,5% от номинального показания. Однако в последнее время успехи конструкторов и технологов в части выбора применяемых для изготовления сердечников материалов позволили выпустить электромагнитные приборы классов 1,0 и 0,5 с. максимальной погрешностью в 1,0 и 0,5% от номинального показания. Главной погрешностью электромагнитных приборов на постоянном токе является погрешность от г и с т е р е з и с а материала сердечника. Эта погрешность сказы вается в том, что показания прибора при возрастающей силе тока в к а тушке и при убывающей неодинаковы.

Д ля уменьшения погрешности от гистерезиса применяют (главным образом в приборах классов 1,0 и 0,5) в качестве материала для сердечника вместо обычной трансформаторной стали сплав пермаллой, обладающий ни.чтожным гисте

Электростатические приборы 43

резисом *. Д ля уменьшения ж е погрешности от вихревых токов удаляю т по возможности металлические массы от катушки и увеличивают сопротивление цепей для вихревых токов. Д ля этой ж е цели каркас катушки разрезается так, чтобы он не представлял собой замкнутого контура для вихревых токов.

Н а показания электромагнитных приборов влияет внешнее магнитное поле, которое может исказить собственное поле катушки. Частично влияние внешних магнитных полей ослабляется благодаря железному кожуху, который выполняет роль экрана. Все ж е погрешность эта составляет обычно 1—2% при действии внешнего поля напряженностью в 5 эрстед, совпадающего по направлению с полем катушки.

Погрешность от температуры в электромагнитных амперметрах не имеет места, если не считать небольшого изменения противодействующего момента пружинки. Повышение температуры вызывает увеличение сопротивления обмотки катушки и тем самым увеличение общего сопротивления цепи. Амперметр, включенный последовательно в цепь, очевидно, измеряет силу именно того тока, который проходит по цепи и который обусловлен лиш ь приложенным напряж ением и общим сопротивлением цепи.

У вольтметров погрешность от температуры определяется соотношением сопротивлений медной проволоки катушки и манганиновой проволоки добавочного сопротивления. Если сопротивление катушки и добавочное сопротивление примерно одинаковы, то погрешность от температуры будет составлять около 2% на 10°С. В вольтметрах на 150 в и выше добавочное сопротивление в пять — семь раз больше сопротивления катушки, и погрешность от температуры в этом случае едва достигает 0,3—0,4% па каж ды е 10° С.

При применении электромагнитного вольтметра на переменном токе может возникнуть такж е погрешность вследствие изменения частоты сети. Погрешность эта обусловлена изменением индуктивного сопротивления вольтметра. П огрешность от частоты — при практически имеющих место изменениях промышленной частоты — незначительна.

§ 14. Электростатические приборы. Приборы электростатической системы основаны па взаимодействии электрически заряженных металлических тел. Из многочисленных конструкций электростатических приборов опишем наиболее ча

* Сидав никеля с железом.

и Принцип действия и устройство приборов [гл. 1

сто встречающиеся. На фиг. 33, а показано схематическое устройство электростатического прибора. Д ве неподвижные пластины а и с пз латуни соединены с заж имами А и В, к котором подводится измеряемое напряжение. Одна из неподвижных пластин а соединена электрически с подвижной алюминиевой пластиной Ь. Таким образом пластины а и Ь оказываю тся заряженными одним потенциалом, а пластина с другим потенциалом. Поэтому пластина Ь отталкивается от пластины а- и, наоборот, притягивается к пластине с. Эти

Фиг. 33. Схематическое устройство электростатического прибора двух типов.

силы притяжения и отталкивания пропорциональны произведению зарядов на пластинах. Заряды , в свою очередь, пропорциональны напряжению, приложенному к этим пластинам. Таким образом сила, под действием которой начнет передвигаться пластина Ь, оказывается пропорциональной квадрату напряжения.

Перемещение пластины Ь посредством рычага с/ и нити 1\ передается на ось со стрелкой. Противодействующий момент создается силой тяж ести пластины ,Ь. Успокоение — электромагнитное (на рис. 33, а показан алюминиевый сектор усно-' коителя, но не показан постоянный магнит, между полюсами которого поворачивается сектор).

Д ругая часто встречаю щ аяся конструкция измерительного механизма прибора электростатической системы схематически изображ ена на фиг. 33, б. Измеряемое напряжение под- йодится одним полюсом к неподвижным камерам а и Ь, дру-

$ 14] Электростатические приборы 4Ь

гим полюсом к подвижным пластинам с особой формы, сидящим на оси со стрелкой. Подвижные пластины с, зар я женные при этом противоположно пластинам неподвижных камер, будут втягиваться внутрь последних. Вращающий момент и здесь пропорционален квадрату измеряемого напряжения.

К ак это видно из самого принципа действия, электростатические приборы могут применяться лишь в качестве вольтметров. Одним из сущ ественных достоинств электростатических вольтметров является то, что через них не проходит электрический ток, т. е. что при измерении они не расходуют мощности. Электростатические вольтметры применяются как на постоянном, так и на переменном токе. При измерении в цепях переменного тока знак заря- Фиг. 34. Многокамерный электростати- дов на подвижных и не- ческий вольтметр на 150 в.подвижных пластинах меняется одновременно, и поэтому вращающий момент сохраняет свое направление. Электростатические вольтметры применяются, главным образом, для измерения высокого напряжения. Наименьший предел измерения, на который можно изготовить электростатический вольтметр, описанный выше (фиг. 33, а ) , составляет 1000— 1500 в.

Электростатические вольтметры находят себе применение такж е при измерениях в маломощных цепях, где нельзя применять приборы с большим потреблением мощности. В этом случае применяют обычно приборы, подобные изображ енному на фиг. 33, б, только число камер и пластин соответственно увеличивается. На фиг. 34 изображен подобный прибор на 150 в.

Н а показания электростатических вольтметров оказываю т влияние электрические поля. Ни магнитные поля, ни температура окруж аю щ ей среды, ни частота никакой добавочной погрешности не вызывают.

46 Принцип действия и устройство Приборов [гл. 1

§ 15. Индукционные приборы. Приборы индукционной системы основаны на взаимодействии переменных магнитных потоков с токами, индуктированными этими потоками в подвижной 1}асти прибора. Последняя в громадном большинстве случаев осущ ествляется либо в виде алюминиевого стакана 5 (фиг. 35а), либо в виде диска с! (фиг. 356), соответственно насаженного на ось.

В первом случае алюминиевый стакан 5 пронизывают два пульсирующих магнитных потока Ф 1 и Ф2, создаваемых

двумя парами взаимно перпендикулярных катуш ек А\ и А 2, питаемых переменными токами. Потоки Ф 1 и Ф2 сдвинуты по ф азе друг относительно друга на 90°, поэтому возникает результирующий вращающийся магнитный поток. Д ействительно, если изобразить кривые изменения потоков Ф 1 и Ф2 во времени, как это сделано на фиг. 36, а, для случая одинаковых по амплитуде потоков Ф 1 и Ф2, то положение результирующего потока Фр в пространстве можно получить, склады вая геометрически потоки Ф 1 и Ф2 в каждый данный момент времени. Такое сложение для четырх моментов времени произведено на фиг. 36, б, из которой видно, как результирующий поток вращ ается по часовой стрелке. За один период переменного тока этот поток обегает полную окруж

Фиг. 35а. Схематическое устройство индукционного прибора с подвиж

ной частью в виде стакана.

Фиг. 356. Схематическоеустройство индукционного прибора с подвижной

частью в виде диска.

$ 15\ Индукционные приборы 47

ность. Иначе говоря, при частоте сети 50 герц скорость вращения этого потока будет 3000 оборотов в минуту. В ращ аю щийся магнитный поток, взаимодействуя с токами, индуктированными в алюминиевом стакане, будет стремиться увлечь за собой и стакан, подобно тому как увлекается якорь асинхронного двигателя вращ аю щ имся потоком статора. Т а ким путем создается вращающий момент, приложенный к подвижной части. Противодействующий момент создается пружинкой.

Действие индукционного прибора с диском (фиг. 356) аналогично действию прибора с подвижной частью в виде стакана.Различие заклю чается лишь в том, что вместо вращаю щегося поля здесь получается бегущее.В самом деле, если мысленно разрезать статор и ротор прибора по фиг. 35а вдоль одного из радиусов и развернуть полюды с к а тушками в одну линию, то стакан в этом случае такж е развернется и будет иметь вид ленты.Магнитный поток теперь будет перемещаться от полюса к полюсу (будет «бежать» вдоль ленты) и будет увлекать за собой и алюминиевую ленту. Если ленте придать вид диска и дать ему возможность вращаться, а не двигаться поступательно, то мы получим индукционный прибор с диском. Как показываю т расчеты и опыт, нет необходимости воздействовать на диск всеми четырьмя полюса м и — достаточно оставить лиш ь два из четырех. Поэтому индукционные приборы с диском изготовляют не четырехполюсными, как приборы со стаканом, а двух- или чаще трехполюсными (фиг. 356).

Если сдвиг по ф азе между потоками не будет равен точно 90°, то вращающий момент не исчезнет, он лиш ь несколько уменьшится; ои окажется равным нулю тогда, когда оба потока будут совпадать по фазе. Точнее, вращающий момент пропорционален синусу угла сдвига между потоками, т. е.

О = с Ф]Ф2 я ш (2)

Фиг. 36. Образование вращающегося магнитного поля в ин

дукционном приборе.

4'8 Принцип действия и устройство Лриборов

где О — вращающий момент, •) — угол сдвига фаз между потоками Ф 1 и Ф2.

Д ействие прибора с диском можно пояснить также и следующим образом: представим себе диск с/ с осью в центре его, помещенный м еж ду полюсами одного электромагнита М (фиг. 37), по обмотке которого течет переменный ток. Возбуждаемы й этим током переменный магнитный поток индуктирует в диске э. д . с. е. Согласно закону электромагнитной индукции эта э. Д. с. будет отставать от индуктирующего ее магнитного ' потока на угол" в 90°. Сила индуктированного тока 1 , 1 будет изменяться почти одновременно с изменением вызывающей этот ток э. д . с., а следовательно, будет также отставать от потока Ф почти на 90°.

Фиг. 37. Образование токов в диске переменным пото

ком.

Как известно, проводник с током, помещенный в магнитное поле, испытывает со стороны этого поля выталкивающее действие согласно правилу левой руки. Изобразим изменение потока Ф за один период в виде синусоидальной кривой, показанной на фиг. 38. Ток в диске / а отстает от потока Ф на 90°, т. е. в момент, когда Ф достигает максимального значения, I а еще равен нулю, а когда Ф уменьшается до нуля, /,* растет, достигая максимума. Очевидно, в момент этих крайних значений Ф и / , 1 взаимодействие м еж ду ними равно нулю. В промежутках м еж ду этими крайними значениями Ф и 1 а создаваемая ими выталкивающая сила зависит от величины и направления Ф и 1а- Но на протяжении одного периода эти величины четыре раза меняют свое направление одна относительно другой: в промежутках от до {2 (фиг. 38, а) Ф и положительны (соответствующие участки кривых расположены над осью 0 . на участке от 1% до 1з Ф отрицательно, а /а положительно; от и до и обе величины отрицательны, а от и до (5 Ф положительно, а отрицательно. Следовательно, за промежуток времени в один период выталкивающая сила четыре раза переменит свое направление, и в результате диск останется неподвижным. Но если одновременно диск пронизывается еще и другим магнитным потоком Ф', индуктирующим в свою очередь

г /5] И ндукционные приборы 49

в том ж е диске второй ток 1 / , то взаимодействие обоих потоков Ф' и Ф с токами 1 , 1 и /< / при известных условиях возможно. Действительно, если Ф и Ф' сдвинуты по фазе друг относительно друга, то и токи 1 а и / / окажутся сдвинутыми один относительно другого на такой ж е угол, и сдвиг меж ду потоком Ф и током / , / , созданным вторым потоком Ф', так ж е как и сдвиг м еж ду Ф' и I ф не будет равен 90°.

На фиг. 88, б показаны кривые изменения потока Ф' и тока / ф когда сдвиг меж ду ними не равен 90°. Как видно из фигуры, взаимодействие м еж ду Ф 'и п р о и с х о д и т уж е не при столь равномерных изменениях направления потока и тока в диске друг относительно друга. Часть периода, в течение которого поток и ток обладаю т разными знаками, значительно отличается от той части периода, когда эти знаки одинаковы, а это значит, что за период выталкивающая С и л а ев одном направлении преобладает над силой, действующей в другом направлении, и диск будет перемещаться в сторону большей силы. Чем ближ е сдвиг фаз меж ду потоком и током в диске к 0 или к 180°, тем сильнее будет преобладание одного какого-либо направления их взаимодействия, а при сдвиге м еж ду ними, равном 0 или 180°, это взаимодействие будет происходить при непрерывном одновременном изменении потока и тока, а поэтому направление силы изменяться не будет.

Таким образом создаваемый взаимодействием обоих потоков вращающий момент зависит от величины потоков Ф и Ф', а также от угла сдвига меж ду ними. Ясно, что для вращения диска необходимо, чтобы потоки Ф и Ф' не совпадали по фазе, ибо тогда совпадают по ф азе и токи в диске 1 ,1 и I / и м еж ду потоками и токами в диске будет сущ ествовать сдвиг фаз в 90°, при котором, как мы видели, средний вращающий момент за период равен нулю. По мере увеличения сдвига м еж ду потоками будет уменьшаться сдвиг м еж ду каждым из потоков и током, возбуждаемым другим потоком в диске. Когда угол сдвига м еж ду потоками Ф и Ф ' достигает 90°, взаимодействие м еж ду ними и токами в диске будет наибольшим. Эту зависимость м еж ду величиной вращающего момента О, величиной обоих потоков Ф и Ф' и углом сдвига м еж ду ними Ф можно написать в виде

й = с ФФ' я!п ’Ь,

где с — постоянная величина, зависящая от конструкции электромагнитов и диска (числа витков катушки, ее проволоки, размеров и материала сердечников, размеров и материала диска и пр.).

В большинстве случаев индукционные приборы изготовляют в виде приборов с диском и применяют в качестве измерителей мощности, т. е. ваттметров или счетчиков энергии, поэтому ниже рассмотрены именно эти случаи. Принципиальная схема расположения электромагнитов в индукционном ваттметре дана на фиг. 356.

В катушке одного из них, включаемой в цепь последовательно, протекает нагрузочный ток /. Обмотка второго электромагнита включается в цепь параллельно и к ней прикладывается напряжение {/. Благодаря этому в первом электромагните возникает поток Ф , а во втором электромагните — поток Фо-, пронизывающие алюминиевый диск. Для вызы-

4 Зак . 4819. Измерительные приборы.


ваемого потоками Фг и Ф г вращающего момента индукционного ваттметра можно, следовательно, написать формулу [см. формулу (2), стр. 47]:

/ ) = С{ Ф ; Ф е г 51П ( 3 )

Так как Фг пропорционально нагрузочному току /, а Ф г — напряжению V, то вращающий момент, а следовательно, и отклонение приббра будет:

а = с2 1Л 51 п •Ь.

Так как ваттметр должен измерять мощностьР — V I с о з <?,

то, очевидно, нужно, чтобы а = Р или, точнее говоря, чтобы~ = Р. Для этого ^ должно быть равно 90°— ср, или'т' + 'Р = 90°, ибо только тогда з т «5» будет равен соз <р. Если <рЛ = 0 , т. е. если нагрузка безиндукционная, то это условие правильной работы ваттметра приводит к равенству <1* = 90°. Это значит, что угол сдвига между потоками Ф г и Ф г при безиндукционной нагрузке должен быть равен 90°. Для этого надо, чтобы поток Ф г был сдвинут относительно напряжения II на 90° и тогда ваттметр будет правильно работать при всех нагрузках. С этой целью поток, создаваемый катушкой напряжения, разделяется на две половины: «нерабочий поток» Фг и «рабочий поток» Ф г (фиг. 356), причем для регулировки правильного сдвига, или, как говорят, для регулировки «90°-го сдвига» на пути нерабочего потока Ф/, располагают пластину К, которую можно перемещать вдоль щели и тем изменять сдвиг между потоками.

Тем не менее абсолютно точная установка ^ = 90° между потоками при <р = 0 едва ли осуществима, поэтому при этой операции допустима некоторая неточность. Погрешность, возникающая при этом, увеличивается по мере уменьшения соз <р и достигает максимума при соз у = 0 .

Согласно ГОСТ 1845-42 погрешность, возникающая по этой причине, при соз <р, равном нулю, не должна превышать величины, равной приведенной погрешности для приборов данного класса.

На фиг. 39 показано внутреннее устройство однофазного индукционного ваттметра. Параллельную цепь ваттметра образует катушка с большим числом витков (3000—7000) из

$ Щ Индукционный счетчик энергии 51

тонкой медной проволоки, насаженная на трехполюсный сердечник, собранный из пластин трансформаторной стали. Обмотка последовательной цепи состоит из двух катушек с небольшим числом витков толстой медной проволоки, сидящих на отростках 11-образного сердечника из такого же материала, как и сердечник параллельной обмотки. В зазоре между сердечником параллельной обмотки ваттмерта и сердечником последовательной обмотки успокоения служит постоянный магнит, укрепленный так, что диск вращается в зазоре между его полюсами. Магнитный поток параллельной цепи пронизывает диск и замыкается через железную пластинку, помещенную между сердечником последовательной цепи и диском. И зменяя положение сердечника или воздушный зазор для диска, можно увеличить или уменьшить вращающий момент ваттметра и тем регулировать отклонение стрелки ваттметра при номинальном напряжении и силе тока.

Благодаря тому, что подвижная часть имеет возможность поворачиваться на угол, значительно больший чем 90°, в индукционном ваттметре, как и во всех индукционных приборах, угол шкалы в противоположность другим системам приборов обычно составляет приблизительно 300°.

§ 16. Индукционный счетчик энергии. Для измерения энергии переменного тока применяют счетчики индукционной системы. По принципу действия и но конструкции они совершенно аналогичны индукционным ваттметрам, с той лишь разницей, что стрелка в них заменена счетным механизмом и противодействующий момент создается не пружинкой, а магнитным торможением.

Алюминиевый диск сI вращается между полюсами постоянного магнита А. Происходящее при этом пересечение магнитных линий магнита индуктирует в диске, как и во всяком проводнике, токи, тормозящие его движение (фиг. 40). Передвигая магнит в плоскости диска так, что его полюсы будут удаляться или приближаться к оси, можно изменить силу его торможения, его «тормозящий момент», и тем самым устанавливать для якоря счетчика необходимую скорость воз

вращается диск. Для

Фиг. 39. Индукционный ваттметр.

52 Принцип действия и устройство приборов \гл . 1

щения. Противодействующий момент М счетчика тем больше, чем больше скорость вращения:

♦ М = к хп,где п — скорость диска (число оборотов в единицу времени).

Работа счетчика происходит следующим образом: под действием вращающего момента О диск начинает вращаться, и скорость его постепенно возрастает. По мере увеличения

скорости, растет и противодействующий момент. Наконец, наступает момент, когда тормозящий момент становится равным вращающему и устанавливается некоторая постоянная скорость, соответствующая данной величине вращающего момента. Так как вращающий момент пропорционален мощности Р, скорость равномерного вращения якоря счетчика в каждый данный момент времени пропорциональна мощности Р:

п = ЛГ0Р,. (4)

Поэтому число оборотов якоря, отсчитанное за некоторый промежуток времени, может служить мерой электрической энергии, израсходованной за это время.

В самом деле, число оборотов Ы, которое сделал бы якорь счетчика за время I при равномерной скорости вращения, можно представить в виде

Ы = п 1 .Подставляя в эго выражение значение п из уравнения (4), получим:

Аг = л г0/э/‘= л / 0 г ,где V/ — Р1— израсходованная в цепи электрическая энергия.

Для отсчета числа оборотов N служит специальный счетный механизм, сцепляемый через систему шестеренок с бесконечным винтом (червяком), насаженным на ось подвижной части счетчика. Цифры счетного механизма соответственно указывают число киловаттчасов или гектоваттчасов учтенной счетчиком энергии.

Счетчик характеризуется числом ваттсекунд показанной счетным механизмом энергии, которое приходится на один

А П—7 \ 4 > = > )

/ ------------------

Фиг. 40. Возникновение противодейству ющего

момента в счетчике.

§ Щ Индукционный счетчик энергии 53

оборот якоря. Это число называется н о м и н а л ь н о й п о с т о я н н о й с ч е т ч и к а .

На щитке счетчика обычно указывается величина, обратная номинальной постоянной, а именно п е р е д а т о ч н о е ч и с л о , которое представляет собой число оборотов диска, приходящееся на 1 киловаттчас (квтч) или на 1 гектоваттчас (гвтч) учтенной энергии. Зная это число N о, легко вычислить и номинальную постоянную Со. Если N0 дано в оборотах на I квтч, то

Однако, как и всякий измерительный прибор, счетчик электрической энергии не может претендовать на абсолютную точность показаний. Его абсолютная погрешность — это разность между показанным им расходом электрической энергии 1^0 и действительной величиной израсходованной энергии XV за время I:

Эту величину можно выразить через номинальную постоянную счетчика С0. Мы условились понимать под номинальной постоянной то число ваттсекунд, которое приходится на один оборот счетчика; следовательно,

если N — число оборотов якоря за время (п. Если показания счетчика неверны, т. е. на один оборот якоря его приходится не С0, а какое-то другое число С ваттсекунд, то тому же числу оборотов якоря N будет соответствовать энергия

действительно израсходованная в цепи. Величина С носит название д е й с т в и т е л ь н о й п о с т о я н н о й с ч е т ч и к а и представляет собой число ваттсекунд действительно израсходованной энергии, приходящееся на один оборот якоря.

Таким образом погрешность счетчика будет

1000 • 60 • 60 ваттсекунд на 1 оборот

/ = 1Г0 - - 1Г.

Относительная погрешность счетчика

=>МС0,

№ = N 0 ,

суу— сы

54 Принцип действия и устройство приборов [гл . Г

На фиг. 41 показано схематическое устройство магнито- провода счетчика типа Б-2. Катушка параллельной цепи Ь насажена на сердечник из штампованных пластин листовой

стали, скрепленных в один магнитопровод с ярмом с из такого ж е материала. С тем ж е якорем скреплен и 11-образный сердечник / последовательной катушки счетчика.

Поток Ф, возбуждаемый в катушке Ь приложенным к ней .напряжением II, проходит по магнигопроводу, пронизывая

своей рабочей частью диск ё . Нерабочая часть этого потока замыкается через мостик т мимо диска. Поток Ф.г (фиг. 42), создаваемый током в последовательной цепи, пронизывает диск одновременно в двух местах, а и Ь, симметричных относительно следа по|тока Фр ;(фиг. 42).

Фиг. 41. М агнитопровод индукционного счетчика типа Б-2.

Фиг. 42. Взаимодействие потоков и токов в диске индукционного счетчика.

$ 16\ Индукционный счетчик энергии 55

Вращающий элемент счетчика типа Б-2 (фиг. 43) крепится при помощи винтов на жесткой штампованной железной стойке с двумя отогнутыми концами, на которых в специальных отверстиях помещаются опоры подвижной части счетчика С и Г. Верхним подшип- „ ником (фиг. 44) служит сталь- пая игла с/, залитая в колпа- чок / из легкоплавкого метал- “ "К 33^; ла и проходящая в отвер- стие е, просверленное в верхней части оси диска и прикрытое латунным колпачком.

Конструкция нижнего подпятника изображена на той же

Фиг. 43. Счетчик типа Б-2. Фиг. 44. Опоры счетчика.

фиг. 44. Стальной шарик в латунной оправе к (шарикодер- жатель) вращается по сферической хорошо полированной поверхности синтетического сапфира а, удерживаемого в оправе Ь из латуни. Спиральная пружинка предохраняет камень подпятника от повреждений при транспортировке или установке. Камень и шарик заделаны в специальную гильзу и вместе с пружинкой помещены в латунный патрон, ввинчиваемый в нижний конец стойки. Постоянный магнит установлен на подвижной лапке Ь (фиг. 43), прикрепленной

Принцип действия и устройство приборов

к той ж е стойке; его можно перемещать вдоль плоскости диска и закрепить на желательном расстоянии от оси до диска. Счетный механизм прикреплен к верхней части стойки так, чтобы одна из его шестеренок оказалась сцепленной с червяком 2 на оси диска. Через шестеренки счетного механизма, насаженные на стальные оси, вращение диска О передается к роликам, на окружности которых нанесены цифры от 0 до 9. Полный оборот любого ролика вызывает поворот соседнего с ним слева ролика на одну

цифру. В каждом окошке щитка счетного механизма одновременно показывается лишь одна цифра. Шестерни и ролики собраны в одной латунной обойме.

Концы обмоток последовательной А и параллельной II цепи подведены внутри счетчика к заж имам, вделанным в специальную зажимную коробку прибора 5. Приключение счетчика к внешней сети осуществляется через наружные зажимы зажимной коробки. Схема располо

жения зажимов счетчика и присоединение последнего к внешней сети даны на фиг. 45.

§ 17. Трехфазные ваттметры. Измерение мощности и соответственно энергии трехфазного тока можно осуществить различными способами. Наиболее распространенным является способ двух ваттметров, осуществляемый по схеме фиг. 46. Этот способ пригоден для измерения в трехпроводных трехфазных цепях при любом соединении нагрузки и любой асимметрии напряжений и токов.

На фиг. 46 показаны три эквивалентных способа включения двух ваттметров. Как видно из фигуры, ваттметры во всех трех случаях включены по следующему правилу.

Последовательные обмотки ваттметров включают в дв^ какие-либо линии, безразлично какие, с соблюдением генераторных концов. Генераторные концы параллельных обмоток присоединяют к тем же линиям. Свободные концы этих обмоток присоединяют к свободной линии (т. е. к той линии, в которую не включены последовательные обмотки). Приве

Фиг. 45. Схема включения одноф азного счетчика в цепь.

§ 17] Трехфазные ваттметры Л7

денное правило включения показывает, во-первых, что при включении ваттметров по схеме фиг. 46 знание порядка следования фаз необязательно, во-вторых, что здесь возможны

Фиг. 46. Схемы включения двух ваттметров для изм ерения мощности трехфазной цепи.

три варианта включения ваттметров (а , Ь , с на фиг. 46). Все три способа включения одинаково верны и могут применяться с одинаковым успехом.

При этом способе измерения мощность трехфазной цепи определяется как с у м м а п о к а з а н и й двух ваттметров. Показания эти могут быть и не равны друг другу: они одинаковы лишь при соз <р = 1 (< р= 0). При других значениях со|з «р показание одного из них — больше другого.На фиг. 47 представлены кривые изменения показаний Р\ и Рг ваттметров в процентах от произведения 1}л 1л в зависимости от сдвига фаз 9 . Кривая Р представляет сумму этих показаний. Как видно из фиг. 47, показания ваттметров не всегда положительны. Так, при сдвиге 9 больше 60° первый ваттметр начинает показывать в обратную сторону, а при 9 меньше 60°—- в обратную сторону показывает второй ваттметр. Для получения мощности трехфазной цепи в этих случаях следует переключить направление тока в одной из обмоток и полученное показание в ы ч е с т ь из показания другого ваттметра. В этом случае можно воспользо

Показония баттмитрой II %ощ Ц„1„

Фиг. 47. Кривые показаний ваттметров, включенных по

схеме фиг. 46.


ваться переключателем в параллельной цепи, имеющимся почти у всех переносных ваттметров.

Схема двух ваттметров, пригодная в условиях любой нагрузки, равномерной и неравномерной, не требующая обязательной симметрии напряжения, нашла огромное применение н технике измерения мощности и энергии. Особенно важным

Фиг. 48. Внутреннее устройство трехфазного щ итового ваттметра.

преимуществом является ее простота, обусловленная применением всего двух ваттметров.

На этом принципе построено большинство трехфазных ваттметров и счетчиков. Трехфазный ваттметр является по существу суммирующим прибором, состоящим из двух механически связанных, в электрическом отношении самостоятельных и включенных по схеме фиг. 46 однофазных ваттметров. Благодаря этому показания трехфазного ваттметра пропорциональны мощности трехфазной трехпроводной цепи при любой нагрузке, так же как при методе двух ваттметров, если только соблюдается условие: одинаковые мощности создают в каждом элементе одинаковые вращающие моменты.

.§ т Трехф азные ваттметры 59

Электродинамические трехфазные ваттметры изготовляют как незащищенные, так и экранированные. Изготовляют также и ферродинамические и индукционные трехфазные ваттметры.

Трехфазные ваттметры в конструктивном отношении сильно отличаются друг от друга взаимным расположением отдельных измеряющих элементов. По этому признаку различают две основные конструкции трехфазных ваттметров.

Первая характеризуется тем, что оба элемента расположены на одной общей оси, один над другим. На фиг. 48

Фиг. 49. Конструктивное оформление трехфазного ф ерроди- намического ваттметра (механизм самопиш ущ его прибора).

изображено внутреннее устройство подобного трехфазного электродинамического ваттметра. Ввиду наличия двух элементов прибор получается сравнительно громоздким. Тем не менее трехфазные ваттметры изготовляются как в виде щитовых (фиг. 48), так и в виде переносных приборов. Последние представляют собой экранированные приборы лабораторного типа и обладают большой точностью.

Вторая конструкция заслуживает наибольшего внимания благодаря ее компактности и простоте. Это достоинство достигается тем, что рамки В\ и В2 (фиг. 29) расположены в одной плоскости по обе стороны от оси. При этом только наружные стороны рамок, поворачивающиеся в воздушном зазоре С, являются активными. На фиг. 49 показано кон-


структивное устройство подобного измерительного механизма в применении к трехфазному самопишущему ваттметру.

Одно наружное ярмо с неподвижной обмоткой и внутреннее ярмо.сняты и изображены рядом. На фиг. 50 изобра

жена схема внутренних и внешних соединений этого трехфазного ваттметра.

Индукционный трехфазный ваттметр конструктивно отличается от однофазного ваттметра только введением второго вращающего элемента и в электрическом отношении аналогичен

Фиг. 50. Схема внешних и внутренних соединений трехфаз

ного ваттметра.

Фиг. 51. И змерение мощности тр ех фазной цепи с помощью одного ватт

метра.

индукционным трехфазным счетчикам, рассматриваемым в следующем разделе (см. § 18).

Измерить мощность трехфазной цепи при равномерной нагрузке фаз возможно такж е при помощи одного ватт

метра, включенного в одну фазу, как это показано на фиг. 51. Умножая полученное значение мощности (равное мощности одной первой фазы) на три, мы получим полную мощность трехфазного тока.

Однако полная равномерность нагрузок

в трехфазной цепи бывает редко, и описанный метод не всегда применим.

Фиг. 52. И змерение мощности четы рехпроводной цепи тремя ваттметрами.

Трехф азны е индукционные счетчики 61

В случае четырехпроводной цепи при неравномерной нагрузке пользуются тремя ваттметрами. В каждую фазу (фиг. 52) отдельно включают по ваттметру аналогично случаю измерения при помощи одного ваттметра. Каждый ваттметр учитывает при таком включении мощность в соответствующей фазе трехфазной цепи, а сумма показаний всех трех ваттметров равна мощности во всей цепи. Токовые катушки включают, как и в предыдущем случае, последовательно в соответствующие фазы, а катушки напряжения — соответственно к фазовым напряжениям.

Для измерения мощности в трехпроводной цепи можно также воспользоваться одним ваттметром с искусственной нейтральной точкой(фиг. 53). В этом слу- „ __*чае токовую обмотку ? л ваттметра включают ~последовательно в одну р м_______ Д|~—пллл;из фаз, например /, Гкатушку напряжения ______ ^________присоединяют генсра- ^ торным концом к той Фиг. 53. М етод одного ваттметра с искус- ж е фазе, а другим — ственной нейтральной точкой.к общей точке 0, к которой подведены концы двух сопротивлений, равных каждое по величине сопротивлению параллельной цепи ваттметра и приключенных своими другими концами к фазам 2 и 3.

Ваттметр, включенный по этой схеме, покажет мощность, потребляемую одной фазой, а при равномерной нагрузке фаз и симметрии напряжений полная мощность цепи будет равна утроенному значению мощности, полученному по показаниям ваттметра.

Описанная схема пригодна лишь при полной симметрии токов и напряжений и притом в случае применения электродинамического ваттметра, так как сопротивления «искусственной звезды» должны быть равны и по величине и по соотношению активной и реактивной составляющих сопротивления.

§ 18. Трехфазные индукционные счетчики. Выше мы познакомились с измерением мощности трехфазного тока методами одного, двух и трех ваттметров. Измерение энергии трехфазного тока производится аналогичным образом.

В случае равномерной нагрузки фаз в четырехпроводной цепи можно воспользоваться однофазным счетчиком, включив его токовую обмотку последовательно в любую фазу,

Принцип действия и устройство приборов [гл . /

а обмотку напряжения в ту ж е фазу и нулевой провод (фиг. 51). Расход энергии трехфазной цепи за некоторое время будет равен утроенной величине энергии, учтенной счетчикбм за то же время.

При неравномерной нагрузке фаз этот метод непригоден. В этом случае можно воспользоваться тремя однофазными

счетчиками энергии: будучи включенными по одному в

/ 7 \ каждую из трех фаз цепи-д з я (фиг. 52), эти счетчики учтут

расход энергии в соответствующих фазах, а сумма их показаний определит полную энергию трехфазной цепи.

Достоинством этого способа измерения является соответствие измеряемой каж дым счетчиком энергии действительному потреблению ее в данной фазе, и суммы показаний трех счетчиков — суммарному расходу ее в цепи независимо от режима последней; эти показания верны при любой нагрузке фаз, даж е при отсутствии симметрии напряжения, при любом сдвиге фаз между током и напряжением в любой фазе. Однако в боль- шинстве случаев учет энергии

' Щ в отдельных фазах интереса р не представляет. В этом слу

чае удобнее, конечно, отсчет по трем различным приборам

Фиг. 54. Трехэлементный трех- с последующим сложением по- дисковыи счетчик. лученных величин заменить по

казаниями одного прибора. Д ля этой цели в сети трехфазного тока с нулевым проводом служит трехэлементный счетчик. Такой счетчик представляет собой комбинацию из трех счетчиков в одном корпусе. Три вращающих элемента воздействуют на два или на три алюминиевых диска, насаженных на одну длинную ось, приводящую в движение один общий счетный механизм. Вращающий момент такого счетчика складывается из вращающих

Трехфазные индукционные счетчики 6 3

моментов трех элементов, включенных каждый в соответствующую фазу четырехпроводной сети и пропорциональных мощности этой фазы, так что суммарный вращающий момент пропорционален мощности четырехпроводной цепи. Поэтому полное число оборотов якоря, или, другими словами, показание счетного механизма будет пропорционально полной энергии трехфазного тока.

На фиг. 54 изображен такой трехэлементный трехдиско- вый счетчик.

Сложность трехэлементного счетчика привела к появлению ряда искусственных схем, преследующих цель измерения энергии четырехпроводной трехфазной цепи при помощи двухэлементного счетчика.

Одна из таких схем изображена на фиг. 55. Эта схема применяется в счетчике типа ИЧ.

Последовательная цепь каж дого элемента состоит из двух обмоток а и Ъ, одна из которых, а именно: а , включается в первую или, соответственно, в третью линию, а вторая Ь — в нулевой провод. Обмотка Ь имеет втрое меньшее число витков, чем обмотка а. Поэтому поток последовательной цепи первого элемента создается суммарным действием токов Л и '/з /о, а поток последовательной цепи второго элемента — суммарным действием токов / з и ‘/з /о. Подробные исследования показывают, что двухэлементный счетчик, включенный по этой схеме, будет правильно учитывать энергию четырехпроводной цепи. При этом показания счетчика не будут нарушаться при неравномерной нагрузке фаз. Необходимо лишь, чтобы система линейных напряжений была симметричной.

Пользуясь этой схемой, можно построить такж е ваттметр для измерения мощности четырехпроводной цепи, при этом понадобится лишь два измерительных механизма.

На практике измерение электрической энергии в трехпроводной сети производится одним двухэлементным счетчиком. В таком счетчике два самостоятельных движущих элемента воздействуют на один или два диска, сидящих на од

Фиг. 55. Схема двухэлементного счетчика для четырехпроводной

сети.


ной оси, сцепленной с одним счетным механизмом. Как и в случае двухэлементного ваттметра, вращающий момент счетчика складывается из вращающих моментов обоих элементов, .включенных по схеме двух ваттметров (см. фиг. 46).

Как и при измерении мощности, такие счетчики пригодны для измерения энергии при равномерной и неравно-

асимметрии — вообще при любом режиме трехпроводной трехфазной цепи. Однако в двухэлементном однодисковом счетчике (фиг. 56) сказывается искажающее влияние обоих движущих элементов друг на друга. Токи, индуктируемые в диске одним элементом, растекаясь по диску и попадая в сферу действия магнитных потоков другого элемента, взаимодействуют с ними, создавая дополнительные вращающие и тормозящие моменты в счетчике.

Вредное влияние на работу счетчиков оказывают также те части магнитных потоков, которые пронизывают диск, минуя

междужелезные зазоры (потоки рассеяния).В этих счетчиках, отрегулированных при определенном

порядке следования фаз, изменение этого порядка искажает показания счетчиков, внося в них при малых нагрузках погрешности, доходящие до 20—30%. В таких счетчиках приходится тщательно продумывать конструкцию, расположение элементов друг относительно друга, порядок регулирования, вносить в них дополнительные приспособления, компенсирующие эти вредные влияния. И все же лучше всего следить на линии при включении этих счетчиков за правильным порядком следования фаз, производя включения по схемам, приложенным к счетчикам.

§ 19. Фазометры. На фиг. 57 показана схема внутренних и наружных соединений, а на фиг. 58 — расположение кату-

мерпой нагрузках фаз, при любой

Фиг. 56. Трехфазный индукционный счетчик.

$ 19\ Фазометры во

т е к фазометра, выполненного в виде электродинамического прибора.

Фазометр состоит из двух подвижных катушек (рамок) АУ и К2", жестко связанных между собой под углом 90°. Одна из катушек включена последовательно с активным сопротивлением г, и поэтому ток / 2' в ней совпадает по фазе с напряжением /У. Вторая катушка (рамка) К2" включена последовательно с самоиндукцией А, и ток 12" в ней от

стает по фазе от напряжения {7 почти на 90°. Подвижные катушки поворачиваются

Фиг 57. Схема внутренних и Фиг. 58. Принципиальноенаружных соединений одноф аз- устройство одноф азного

ного фазометра. фазометра.

в поле неподвижной катушки К\ (фиг. 58), создающей практически однородное поле. Они включены таким образом, чтобы возникающие в них вращающие моменты были направлены навстречу друг другу.

Как было указано выше (см. § 12), электродинамический прибор, включенный по схеме фиг. 57 (или фиг. 27, д), показывает активную или реактивную мощность, в зависимости от того, совпадает ли ток в рамке по фазе с напряжением или сдвинут относительно него на 90°. В электродинамическом фазометре по фиг. 57 как бы совмещены одновременно оба типа ваттметра. Поэтому вращающий момент, возникающий в рамке АУ, будет пропорционален активной мощности, а вращающий момент, возникающий в рамке Кг", — реактивной мощности. Так как в фазометре нет пружинок (ток к рамкам подводится через тонкие серебряные или золотые



ленты, практически не создающие противодействующего момента), то подвижная часть займет такое положение относительно неподвижных катушек, при котором эти моменты равны друг д’ругу. При различных сдвигах в сети (различных соз 9 ) подвижная часть будет занимать различное положение, так как оба момента зависят и ст того, в каком положении находится та или другая рамка относительно неподвижных катушек.

активная мощность, а также момент рамки К2' равны нулю. В этом случае под действием момента рамки К2" подвижная часть повернется на угол 90° и расположится так, что с плоскостью неподвижной катушки теперь совпадает плоскость рамки К 2". В этом положении подвижной части станет равным нулю и момент рамки К2", и стрелка примет положение ср == 90°.

Рассматривая третий характерный случай, когда <р = 45°, найдем, что в этом случае активная и реактивная мощности равны и рамки примут среднее (симметричное) положение по отношению к неподвижной катушке, а стрелка установится в середине шкалы, вдоль оси неподвижной катушки.

При других промежуточных значениях угла сдвига ср подвижная часть, соответственно, будет занимать промежуточные положения.

В трехфазном фазометре необходимый сдвиг между токами /г ' и 12" создается не искусственно при помощи само-

Если, например, 1\ совпадает по фазе с У и нагрузка в сети чисто активная (соз ср — = 1, с р = 0 ), то реактивная мощность и, значит, момент рамки К2" равны нулю и на подвижную часть действует только момент рамки К2'. Под влиянием последнего она примет такое положение, чтобы плоскость рамки Кг совпала с плоскостью неподвижной катушки К 1. В этом положении момент рамки К2' также станет равным нулю и стрелка займет положение, соответствующее ср = 0 (фиг. 58).

Фиг. 59. Схе а трехфазного ф азометра.

Другой крайний случай соответствует значению ср = 90°, при котором соз ср = 0 и

$ щ Фазометры 61

индукции, а включением рамок через активные добавочные сопротивления г' и г" к разным фазам трехфазной цепи (фиг. 59). Так как токи Г„ и / , совпадают по фазе с напряжениями IIи и IIи, то угол сдвига между этими токами оказывается равным 60°. Угол между рамками в этом случае делается равным также 60°. Тогда отклонение стрелки зависит только от величины угла сдвига ср. При расположении стрелки относительно рамок согласно фиг. 58 отметка соз ср = 1 получается в середине шкалы, а отметки соз ср = 0,5, соответствующие индуктивной и емкостной нагрузкам, — по краям шкалы. При другом расположении стрелки можно получить шкалу 0 — 1, а не 0,5 — 1 — 0,5.

Трехфазный фазометр дает правильные показания только при симметрии напряжений.

Электродинамические фазометры изготовляются как без ж елеза, так и с железом, подобно ферродинамическим ваттметрам.При этом форма воздушного за зора, в котором перемещаются две скрещенные подвижные рамки, изменяется таким образом, чтобы вращающий и противодействующий моменты изменялись в зависимости от положения подвижной части. Такая зависимость для фазометров совершенно необходима, так как без этого не может быть устойчивого равновесия. Схематическое устройство ферродинамиче- ского фазометра показано на фиг. 60, из которого видно, что воздушный зазор выбран наименьшим в середине и расширяется к краям. С некоторым приближением здесь применимы те же выводы, что и в электродинамическом фазометре.

Преимущество ферродинамического фазометра перед электродинамическим заключается в повышенном вращающем моменте.

Погрешность фазометров с непосредственным отсчетом обычно достигает двух градусов, редко одного. Для обеспечения независимости показаний от величины тока в последовательной цепи требуется только, чтобы отсутствовали какие бы то ни было механические противодействующие мо

5*


Фиг. 61. Принципиальное устройство электромагнитного ф азо

метра.

менты. Это достигается хорошим уравновешиванием прибора и применением очень тонких подводок, например, из серебряной фольги.

Длй однофазных и комбинированных фазометров, имеющих реактивные катушки или конденсаторы для создания

сдвига, неизбежно сильное влияние частоты.

Следует отметить, что у трехфазных фазометров (по схеме фиг. 59) погрешность от частоты отсутствует.

На фиг. 61 схематически показан разрез, на фиг. 62— вид сверху, а на фиг. 63 — схема включения электромагнитного трехфазного фазометра. Подвижная часть электромагнитного трехфазного фазометра, выполненная в виде 2- образного железного сердеч

ника Р, расположена внутри катушки А, геометрическая ось которой совпадает с осью подвижной части прибора. На этой оси укреплена стрелка прибора 5. Катушку А окружают две катушки В г и В 2, расположенные в пространстве под углом в 120°. Их включают в цепь последовательно так, как это показано на фиг. 63. Д ля усиления магнитного поля катушек В, и В2 их охватывает не показанный на чертеже железный сердечник. Катушка А питается напряжением II12 и создает пульсирующее магнитное поле, намагничивающее сердечник.

Катушки В\ и В 2 питаются токами /1 и / з трехфазной сети, сдвинутыми по фазе на 1 2 0 °, а так как эти катушки сдвинуты и в пространстве на 1 2 0°, то магнитные потоки этих катушек образуют результирующий вращающийся магнитный поток. Если разомкнуть цепь катушки Л, то ж елезный сердечник Р будет увлекаться этим потоком и ось со стрелкой прибора будет непрерывно вращаться. Под

Фиг. 62. катушек

Расположениеэлектромагнит

ного фазометра.

$ щ Фазометры 69

действием же переменного тока в катушке А железный сердечник периодически с частотой питающего тока пере- магничивается. При этом . вращающийся магнитный поток в момент наступления максимума потока катушки А будет находиться каждый раз в одном и том же месте пространства, так как он обегает полную окружность как раз за время одного периода переменного тока, т. е. за время от одного максимума потока катушки А до другого.Подвижный сердечник, стремясь расположиться вдоль магнитного потока, займет положение, соответствующее тому положению Фиг. 63.' Схема включения элек- вращающегося потока в прост- тромагнитного фазометра, ранстве, которое он занимаетв момент достижения максимума (положительного или отрицательного) потока катушки А. Если теперь изменится сдвиг фаз между напряжением Им и токами 1\ и / з, то

вращающийся магнитный поток в момент максимума потока катушки А будет находиться уже в другом месте пространства, так как в этом случае максимум потока А наступит несколько раньше или позже прежнего, смотря по тому, уменьшился или увеличился сдвиг фаз.

Таким образом положение подвижного сердечника, а вместе с ним и положение стрелки от-

Фиг. 64. Четырехквадрантный электро- носительно шкалы будет магнитный фазометр. зависеть от сдвига фаз

между напряжением Ц\2 и токами 11 и /з. Поэтому шкалу такого прибора можно градуировать в единицах сдвига фаз или сов «р.

Показания электромагнитного фазометра не зависят — в известных пределах — от силы тока 1\ или / 3, а также от ве


личины напряжения IIц, так как в этом случае изменяются лишь величины потоков, а не их сдвиги.

В настоящее время у нас изготовляются электромагнитные фазометры двух типов. Один из них имеет пределы измерений с.05 ср от 0,8 (емкостного сдвига) до 0,2 (индуктивного). Другой (фиг. 64) позволяет измерять сдвиг фаз во всех четырех квадрантах, поэтому и называется ч е т ы р е х к в а д р а н т н ы м . Такой фазометр предназначен для измерения коэфициента мощности в цепях с изменяющимся направлением энергии: верхняя половина шкалы соответствует положительному направлению (поглощению) энергии (режим двигателя), нижняя половина — отрицательному направлению энергии (производство энергии, режим генератора). Надписи «ЕМК» и «ИНД» указывают на емкостный или индуктивный сдвиг.

§ 2 0 . Частотомеры. Наибольшее распространение для измерения технических частот получили вибрационные частото-

Фиг. 65. Вибрационный частотомер с непосредственным возбуж дением .

меры. На фиг. 65 показан разрез вибрационного частотомера с непосредственным возбуждением. С обеих сторон электромагнита М, обмотка которого питается переменным током измеряемой частоты, расположены два ряда стальных пласти

Частотомеры 7/

нок 2, закрепленных одним концом в неподвижной плите К. На уровне высоты этих пластин, называемых я з ы ч к а м и , расположена шкала 5 с вырезами. По краям вырезов нанесены деления с соответствующими отметками.

Если обмотку электромагнита включить в цепь переменного тока, то переменный магнитный поток будет замыкаться через стальные язычки, которые за каждый период изменения тока дважды будут притягиваться к сердечнику и дважды, благодаря своей упругости, возвращаться в начальное положение. Таким образом язычки получают стремление колебаться вместе с изменением магнитного потока электромагнита. Однако из всех язычков с наибольшей амплитудой будет колебаться лишь тот, у которого собственная частота колебаний окажется точно равна числу перемен тока, т. е. только тот из язычков, который попадает в резонанс с частотой переменного магнитного потока. Если подобрать язычки так, чтобы каждый из них был настроен на определенную частоту, то по отметке шкалы, расположенной против вибрирующего язычка, можно определить частоту переменного тока, питающего обмотку частотомера. Если частота тока окажется в промежутке между частотами двух соседних язычков, то колебаться будут оба эти язычка, но с амплитудой меньшей, чем при колебании одного язычка, причем тот из язычков будет колебаться с большей амплитудой, собственная частота которого ближе к измеряемой. Так как частота колебаний язычка велика (100 колебаний в секунду при частоте 50 герц), то наблюдатель видит светлую размытую полосу, образованную окрашенными белой краской торцовыми поверхностями язычков. На фиг. 6 6 показана часть шкалы частотомера в момент, когда частота переменного тока равна 50,25 гц.

На фиг. 67 показано устройство частотомера с косвенным возбуждением, конструкция которого отличается от описанной тем, что колебания переменного тока действуют на язычки через промежуточную деталь, механически связанную с язычками. В этом приборе электромагнит М действует на якорь А, который связан с платой К, установленной на пружинах Г. В плате закреплены стальные язычки 1. Под дей

45 50 ' 55

Фиг. 66. Часть шкалы вибрационного частотомера.


ствием электромагнита приходит в колебание якорь А, а вместе с ним и язычки.

Частота собственных колебаний язычка зависит от его формы и размеров, а также и от плотности и упругих свойств материала.

Д ля настройки язычков на определенную частоту применяют различные способы в зависимости от конструкции язычков. Так, например, утяжеляют верхнюю часть язычка, напаивая кусочек олова, который при настройке подпиливают так, чтобы получилась нужная частота колебаний.

Осуществляют также настройку путем изменения длины язычков, сохраняя при этом вершины язычков на одном уровне.

Помимо настройки язычков на определенную частоту, форму и размеры язычков делают такими, чтобы успокоение колебаний, обусловленное сопротивлением воздуха, было небольшим. При сильном успокоении наблюдаются колебания многих язычков одновременно, что в известной степени затрудняет отсчет и понижает его точность. По этой причине язычки часто изготовляют перфорирован

ными у концов, т. е. в тех местах, где они подвержены наиболее сильным колебаниям.

Язычки вибрационных частотомеров чаще всего настраиваются так, чтобы частоты двух соседних язычков отличались на 0,5 или 0,25 гц. Изготовление язычков с очень малой разницей в собственных частотах встречает большие затруднения, поэтому 0 ,2 гц нужно считать уже низшим пределом. Вся шкала вибрационных частотомеров охватывает обычно диапазон частот порядка 10—20 гц, например, от 40 до 60 гц.

Внешнее оформление частотомеров ничем не отличается от оформления других измерительных приборов. Их изготовляют и в виде щитовых приборов и в виде переносных. На фиг. 63 показан общий вид щитового частотомера.

Частотомеры подобно вольтметрам включают в сеть параллельно, в соответствии с чем на приборе указывается то номинальное напряжение, на которое он рассчитан. Обычно частотомеры изготовляют на напряжение от 100 до 500 в. Если

Фиг. 67. Частотомер с косвенным возбуж дением .

$ 'Щ Самопишущие приборы 73

напряжение сети выше номинального напряжения частотомера, его можно включить через добавочное сопротивление. Показания вибрационных частотомеров не зависят от величины приложенного к ним напряжения. При изменении последнего изменяется лишь амплитуда колебаний язычков, но не их собственная частота. Поэтому один и тот же частотомер может применяться при разных напряжениях, не превышающих его номинальное.

Так как вибрационные частотомеры основаны на механическом резонансе, то на их показания оказывают влияние внешние толчки и вибрации. Если частота последних окажется в пределах частот, измеряемых прибором, то язычки начнут вибрировать и при отсутствии тока в электромагните, что нужно отнести к одному из самых существенных недостатков вибрационных частотомеров.

Другим серьезным недостатком вибрационных частотомеров является прерывистость шкалы, вследствие чего затрудняется отсчет при промежуточных частотах, когда одновременно вибрируют несколько язычков (фиг. 6 6 ).

Погрешности вибрационных частотомеров можно оценить исходя из достижимой точности настройки язычков на соответствующие частоты. Последняя колеблется в пределах 0,2—0,5%. Прибавив к этому еще погрешность отсчета, получим суммарную погрешность порядка + 1 %.

§ 21. Самопишущие приборы. В случае измерения электрических показателей изменяющихся процессов нельзя ограничиться только показывающими измерительными приборами, а необходимы приборы, показания которых автоматически записываются. Такие приборы называют с -а м о п и- ш у щ и м и.

Обычные самопишущие приборы служат для регистрации сравнительно медленно изменяющихся процессов, например, для записи тока, напряжения, мощности или частоты генераторов и т. д.

Всякий самопишущий прибор имеет измерительный механизм, указатель которого, передвигаясь по бумаге (или какой- либо другой поверхности), отмечает на ней свое положение.

Фиг. 68. Вибрационный частотомер.

74 Принцип действия и устройство приборов [гл . Г

Бумага при этом передвигается с помощью специального механизма в направлении, перпендикулярном направлению движения пера, в результате чего получается диаграмма изменения йзмеряемой величины.

Например, в самопишущем ваттметре, изображенном на фиг. 69, стрелка а снабжена пером Ь, которое, передвигаясь

вдоль бумаги с, перемещающейся при этом сверху вниз, чертит на ней диаграмму измеряемой мощности.

Способы записи самопишущих приборов разделяются на две группы: непрерывные и точечные.

Применяемая для записи бумага имеет вид ленты или диска. Лента чаще всего бывает навита на ролик, с которого она сматывается специальным механизмом, для чего она снабжается по краям рядом отверстий, в которые заходят штифты ведущего ролика.

Так как подвижная часть обычных измерительных приборов совершает вращательное движение, то в том случае, если указатель ее непосредственно снабжается пером, запись получается криволинейной (фиг. 70).

Д ля получения прямолинейной записи (см.

фиг. 72), являющейся более наглядной и удобочитаемой, чем криволинейная, многие приборы снабжаются специальными выпрямляющими механизмами, преобразующими вращательное движение подвижной части измерительного механизма в прямолинейное движение пера по бумаге.

Фиг. 69. Самопишущий взттметр.

$ 2П Самопишущие приборы 75

Для облегчения чтения диаграмм на бумагу обычно наносится сетка; в случае же чистой бумаги или бумаги с неподходящей сеткой многие приборы снабжают прозрачными линейками с делениями или специальными штемпелями. В самопишущих приборах с записью как на диске, так и на ленте, наряду с приводом от часового механизма применяется также привод от центральных часов и привод от электрического двигателя. Изменение скорости передвижения бумаги в большинстве случаев производится посредством сменных шестерен.В некоторых же приборах это изменение достигается с помощью рычажной передачи.

В тех случаях, когда в одной установке применяется несколько самопишущих приборов, привод бумаги целесообразно производить от центральных часов. Для этой цели каждый прибор снабжается электромагнитом, цепь которого регулярно замыкается либо непосредственно, либо через реле центральными часами. За каждое включение электромагнит производит необходимое передвижение бумаги, причем последнее чаще всего происходит скачкообразно.

Большое распространение для перемещения бумаги получили электрические двигатели, которые, будучи дешевле и проще часовых механизмов, обладают вместе с тем большей, чем они, мощностью и обеспечивают больший диапазон скоростей передвижения бумаги.

В качестве таких двигателей получили широкое распространение небольшие однофазные синхронные двигатели с асинхронным пуском.

Такие двигатели обеспечивают точное передвижение бумаги только в том случае, если частота переменного тока поддерживается строго постоянной. Изменение частоты на 0,1% вызывает погрешность в передвижении бумаги, составляющую 1,5 мин в течение суток.

Фиг. 70. Образец | криволинейной записи.

76 П ринцип действия и устройство приборов [гл . 1

В самопишущих приборах с записью на ленте, сматываемой с ролика, конец ее либо выпускают наружу прибора и периодически отрезают, либо, как это делается в большинстве приборов, лента наматывается на катушку, вращение которой при наличии достаточно мощного механизма для подачи бумаги (например, указанные выше двигатели) может происходить от последнего через фрикционное соединение.

Непрерывная запись с помощью пера и чернил по бумаге, естественно, является наиболее желательным видом записи, но ее можно применять только в тех случаях, когда измерительный механизм имеет настолько большой вращающий момент, что погрешность от трения между пером и бумагой не превосходит допустимых величин.

Конструкции перьев отличаются большим разнообразием, однако их можно разбить на две основные группы:

1) перья с подвижной чернильницей;2 ) перья с неподвижной чернильницей.Перья первой группы употребляют либо в тех случаях,

когда нет необходимости в большом запасе чернил (фиг. 71, а), либо там, где измерительный прибор позволяет без излишнего утяжеления и увеличения времени успокоения применить перо с большим запасом чернил (фиг. 71 ,в).

Перо а представляет собой тонкостенный металлический конус, имеющий на конце отверстие диаметром около 0 ,1 мм. Вмещая около 150 мг чернил, такое перо при надлежащем его качестве и хорошем за ним уходе позволяет произвести запись длиной до 1 0 0 м, что при скорости передвижения бумаги 2 0 мм в час и при небольших изменениях измеряемой величины составляет примерно 3— 6 дней.

При желании получить еще более длительное время записи можно применить перо в, представляющее собой стеклянный сосуд с впаянной в него трубкой, имеющей на конце металлический наконечник.

Перья второй группы применяют в тех случаях, когда желательно производить запись легким пером, располагая при этом большим запасом чернил (фиг. 71, б). Перо б — стеклянная трубка, один конец которой перемещается в чернильнице, расположенной вдоль бумаги. Недостатком такого пера является слишком открытая форма чернильницы, что влечет за собой быстрое высыхание и загрязнение чернил.

При больших скоростях записи лучше всего пользоваться коническими перьями, так как они обеспечивают более быструю подачу чернил, чем капиллярные, которые при этом

Самопишущие приборы 77

дают прерывистую линию. Наоборот, при медленных скоростях бумаги наиболее подходящими являются капиллярные перья. Вследствие этого многие фирмы снабжают свой прибор перьями обоих типов.

Перья подвешивают на конце указателя так, что они могут вращаться вокруг точки подвеса и прижимаются к бумаге с помощью противовеса.

Фиг. 71. Характерные конструкции перьев: п) коническое перо, б) капиллярное перо, в) перо

с большим запасом чернил.

Для уменьшения трения пера о бумагу и устранения его загрязнения бумага должна быть гладкой и не иметь ворсинок. Бумага во избежание расплывания чернил должна быть также хорошо проклеенной. Чаще всего применяется пергаментная бумага.

При пользовании самопишущими приборами необходимо обращать большое внимание на правильность выбора скорости передвижения бумаги. Нужно стремиться применять по возможности малую скорость, так как в этом случае уменьшается расход бумаги, а с другой стороны, запись получается более наглядной и легко обозримой. Однако уменьшение


скорости бумаги ограничивается скоростью изменения измеряемой величины. Если измеряемая величина подвержена быстрым изменениям, то при слишком медленном передвижении бумаги запись получается смазанной, во избежание чего скорость передвижения бумаги необходимо увеличить (фиг. 72). Следует только помнить, что эта скорость должна

Спорость бумаги 20 м ф

-

- Е.

сг

V

|Скорость бумаги 120 мм,/V

Фиг. 72. Диаграмма при скорости бумаги 20 и 120 мм в час.

соответствовать времени успокоения подвижной части прибора, так как при слишком большой скорости бумаги прибор может записать не кривую изменения измеряемой величины, а кривую возникающих при этом собственных колебаний подвижной части.

Как уже указывалось, для получения прямолинейной записи^ необходимо превратить вращательное движение подвижной части в прямолинейное движение пера. В приборах с непрерывной записью это достигается применением так

$ 21] Самопишущие приборы 79

называемой крючкообразной стрелки (фиг. 73) или специальных выпрямляющих механизмов. Способ выпрямления записи с помощью крючкообразной стрелки заключается в том, что лента, на которой происходит запись, изгибается по цилиндру, ось которого совпадает с осью подвижной части, а стрелке придается вид крючка с подвешенным на конце пером. Противоположный конец стрелки представляет собой крыло магнитного успокоителя, играющее в то же время роль противовеса.

Измерительные механизмы самопишущих приборов с за писью чернилами, как уже указывалось, должны иметь достаточно большой вращающий момент для того, чтобы трение между пером и бумагой на вызывало больших погрешностей.Это трение уменьшается при движении бумаги, вследствие чего при испытании самопишущих приборов необходимо, чтобы их бумага двигалась.

У приборов с записью чернилами вращающий момент измерительных механизмов обычно бывает не менее 10 гсм. В качестве таких измерительных механизмов применяют, главным образом, магнитоэлектрические и ферродинамические системы больших размеров, которые, ввиду большого вращающего момента и большого момента инерции подвижной части, снабжают мощными электромагнитными успокоителями.

В тех случаях, когда вращающий момент измерительного механизма слишком мал, чтобы преодолевать трение между пером и бумагой, применяют запись точками. Принцип точечной записи (фиг. 74) состоит в том, что стрелка 2 измерительного механизма периодически прижимается падающей дугой В, подъем которой осуществляется с помощью храповика С, к бумаге К, причем большую часть периода она остается свободной и поэтому может беспрепятственно занимать положение,, соответствующее значению измеряемой величины. Вращение храповика осуществляется обычно тем же


механизмом, который служит для передвижения бумаги. Под бумагой или между бумагой и стрелкой помещается красящая лента, которая при опускании стрелки оставляет на бумаге отметки в виде точек или черточек, из которых при малой скорости перемещения бумаги получается сплошная кривая. При большой скорости перемещения бумаги, что бывает, правда, при точечном способе записи очень редко, отдельные отметки приходится соединять линией уже при обработке результатов.

Приборами с точечной записью могут быть записаны только медленно изменяющиеся процессы, так как между

отдельными отметками должен быть оставлен промежуток времени, достаточный для успокоения подвижной части измерительного механизма. Благодаря этому нормальное число записываемых в минуту точек не превосходит шести. Соответственно малой скорости записи скорость перемещения бумаги у таких приборов делается также небольшой — 20—60 мм в час.

Большим достоинством точечного способа записи является возможность одновременной записи нескольких кривых. Для этого одновременно с падением дуги измерительный механизм автоматически переключается на различные из

мерительные схемы. Для того чтобы иметь возможность различать кривые, запись можно производить различными цветами. С этой целью под бумагой помещают призму с натянутыми на ее грани шестью красящими лентами.

Вместо шести красящих лент можно осуществлять запись шести кривых и тремя красящими лентами. В этом случае три кривых наносятся каждая своим цветом, а три остальные получаются сочетанием двух цветов, для чего отметки их производятся поочередно то одним, то другим цветом.

Запись происходит на бумажной ленте с шириной рабочей части 1 2 0 мм, имеющей три скорости передвижения: 20, 40 и 60 мм в час. Передвижение бумаги, подъем дуги

Фиг. 74. Схема прибора с точечной записью.

И змерение Сопротивлений Ы

и смена красящих лент происходят с помощью небольшого синхронного двигателя.

Падение дуги происходит один раз в 20 сек, так что при записи шести кривых точки одной кривой отстоят друг от друга на 2 мин.

§ 22. Измерение сопротивлений. Д ля измерения сопротивлений чаще всего применяют метод амперметра и вольтметра, затем приборы, непосредственно показывающие величину измеряемого сопротивления, — омметры и мегомметры и метод моста.

а) М е т о д а м п е р м е т р а и в о л ь т м е т р а заключается в том, что измеряют при помощи вольтметра падение

напряжения II на измеряемом сопротивлении и при помощи амперметра — ток I в нем.

Величина измеряемого сопротивления вычисляется по закону Ома

При этом возможны две схемы включения приборов: фиг. 75, а и фиг. 75, б.

Из рассмотрения обеих схем легко установить, что при пользовании формулой (5) без применения поправок метод дает лишь приближенное значение измеряемого сопротивления. Так, в первой схеме по сопротивлению К х протекает лишь часть тока, измеряемого амперметром А. Во второй схеме (фиг. 7 5 , б) на том же сопротивлении К падает лишь часть напряжения, измеряемого вольтметром V. Более точное измерение можно произвести, введя в формулу (5) необходимые

Фиг. 75. И змерение сопротивлений методом ампер* метра и вольтметра.

(5)

б Зак . 4819. Измерительные приборы.

82 Принцип действия и устройство приборов {1Л. I

поправки. Тогда получим( 6)

для первой схемы, где /?р — сопротивление вольтметра;

для второй схемы, где Я д — сопротивление амперметра.При пользовании формулами (6 ) и (7), — а это бывает

возможно лишь в тех случаях, когда известны сопротивления приборов Я а и — обе схемы являются равноценными. В случаях, когда введение поправок почему-либо невозможно, необходимо для увеличения точности измерения пользоваться первой схемой при малых значениях и второй схемой при больших значениях измеряемого сопротивления.

Основная погрешность измерения определяется суммой погрешностей амперметра и вольтметра, а так как точность лучших лабораторных измерительных приборов не превышает 0 ,2 %, то и точность метода не может превосходить 0,4%.

Метод амперметра и вольтметра может быть применен во всех случаях, когда не требуется большой точности. Он особенно удобен для измерения сопротивлений, находящихся под током, а также и в тех случаях, когда имеется необходимость измерить в рабочем режиме сопротивления, сильно меняющие свою величину от нагревания вследствие нагрузки током.

Метод амперметра и вольтметра может быть применен также и при переменном токе для измерения полного сопротивления.

б) О м м е т р с н е п о с р е д с т в е н н ы м о т с ч е т о м . Для технических измерений, не требующих большой точности, применяют омметры, дающие возможность определить величину измеряемого сопротивления путем непосредственного отсчета по шкале стрелочного прибора. Омметры изготовляют как для измерения больших сопротивлений, например, сопротивлений изоляции (мегомметры), так и для измерения средних и малых сопротивлений.

Простейшая схема, позволяющая уяснить принцип действия омметра, изображена на фиг. 76. Здесь измеряемое сопротивление включено в цепь источника напряжения и после*

И зм ерение сопротивлений 83

довательно с магнитоэлектрическим прибором, имеющим сопротивление Ток через прибор будет зависеть от величины измеряемого сопротивления К х. Действительно, если, например, /? г = 0 (ключ К — замкнут), то сила тока будет наибольшей и стрелка прибора получит полное отклонение. Если /?т = со (бесконечно большое сопротивление — обрыв), ток будет равен нулю и стрелка прибора будет находиться в своем начальном положении.

Следовательно, различным значениям К х соответствуют различные углы отклонения, что дает возможность при постоянном напряжении II отградуировать шкалу прибора непосредственно в омах. Шкала подобного омметра неравномерна и охватывает все значения К тот нуля до бесконечности. Значащие же цифры шкалы лежат в более узких пределах.Выбор рабочей части шкалы осуществляется путем соответствующего подбора величины внутреннего а ех 0 сопротивления прибора К а и л и жевключением последовательно с /?а фнг. 76. Схема омметра, постоянного добавочного сопротивления. При измерении сопротивления описанным методом необходимо иметь источник тока с напряжением, точно равным тому напряжению, которое применялось при градуировке шкалы прибора на омы. Другими словами, если при измерении напряжение II будет изменяться, то показания прибора не будут соответствовать действительным значениям сопротивлений.

Для проверки напряжения обычно служит кнопка (ключ К на фиг. 76), при нажатии которой стрелка прибора должна занять определенное положение на шкале. Например, в омметре (фиг. 76) при замыкании ключа К стрелка должна стать на нуль шкалы омов. Перед каждым измерением необходимо производить проверку напряжения. Если стрелка не становится на нуль, необходимо ее установить, для чего в зависимости от конструкции прибора применяется один из следующих способов.

а) Э л е к т р и ч е с к и й ш у н т . Рамка магнитоэлектрического прибора шунтируется плавно изменяемым сопротивлением. Изменяя его величину, можно изменять чувствительность прибора и получить нужное отклонение подвижной части при имеющемся напряжении.

6*

84 Принцип действия и устройство Приборов

б) М а г н и т н ы й ш у н т . Это приспособление представляет собой железную пластину, которую можно перемещать по наружным торцевым поверхностям магнита и полюсных

наконечников и тем самым шунтировать магнитный поток, изменяя плотность магнитного потока в воздушном зазоре. Перемещая магнитный шунт, устанавливают та кую плотность магнитного потока, при которой изменение напряжения будет компенсировано.

На фиг. 77 показана схема, а на фиг. 78 внешний вид переносного ом

метра типа М-471. Прибор имеет два предела измерения: О— 10 000 ом и 0—-100 ом. В первом случае измеряемое сопротивление присоединяют к зажимам 1—2 последовательно с сопротивлением около 250 ом, а во втором случае — к за жимам 2—3 параллельно рамке с добавочным сопротивлением около 6 ом. Схема питается от внутреннего элемента типа ФБС на 1,5 в.Зажимы « + » и «1,4 V» позволяют в случае необходимости пользоваться наружным источником тока.Перед измерением нажимают кнопку К и при помощи магнитного шунта А (фиг. 78) устанавливают стрелку прибора на отметку нуль первой шкалы. Затем фнг_ 78> Омметр типа М-471, присоединяют измеряемоесопротивление к уем или другим зажимам и производят отсчет по соответствующей шкале.

§ 23. Одинарный мост (мост Витстона, фиг. 79) представляет собой четыре сопротивления, образующие замкнутый четырехугольник, в одну из диагоналей которого включен гальванометр (перекинут «мост»), а в другую — источник тока.

---------------- ------1ЩЩ.---------------

Фиг. 77. Схема омметра _типа ^ М -4 7 1 .

§ 23} 85

Сопротивления, входящие в схему, называются плечами моста. Ток I разветвляется в точке а на токи /1 и / 3. В диагонали моста Ьс1 такж е протекает некоторый ток, вызывающий отклонение гальванометра. Наконец, в плечах Ьс и ей протекают токи и и / 4, сходящиеся в точке с. Таким образом в общем случае в различных ветвях моста протекает одновременно шесть токов различной величины. Сопротивления плеч моста можно подобрать так, чтобы потенциалы точек Ь и й были одинаковы. В этом случае в цепи гальванометра не будет тока.Такое положение называется положением равновесия моста, а процесс подбора сопротивлений для достижения этого положения — уравновешиванием моста.

Равновесие моста имеет место, когда произведения сопротивлений противолежащих плеч равны:

' ^ 2 ~ ^1^0-

Из рассмотренной схемы ясно, что одинарный мост может служить для измерения сопротивлений.

Для этого достаточно включить измеряемое сопротивление в одно из плеч моста (например аЬ) и подобрать величины остальных сопротивлений так, чтобы ток е диагонали Ьс/ был равен нулю. Зная величины остальных сопротивлений, можно вычислить величину измеряемого сопротивления по формуле:

( 8 )

Обычно одинарные мосты изготовляются различными заводами в виде собранных в схему и смонтированных в одном ящике всех необходимых для измерения элементов, а именно: сопротивлений Я0, К 1 и К2, гальванометра, ключей, заж имов для присоединения источника тока и измеряемого сопротивления К х и других приспособлений, которые иногда требуются в связи с особенностями каждой отдельной конструкции.

Ь

Фиг. 79. Схема одннарного моста


Сопротивления Ко, К\ и К 2 представляют собой магазины сопротивлений. В различных конструкциях мостов эти магазины бывают либо штепсельными, либо рычажными. На фиг. 80 показан рычажный мост. Пределы измерения у одинарных мостов определяются максимальным и минимальнымзначениями отношения ^ и сопротивления Ко. Однако слишком большая разница в значениях сопротивлений четырех плеч моста в условиях равновесия значительно понижает

Фиг. 80. Одинарный рычажный мост.

чувствительность моста и увеличивает погрешности. П оэтому практически пределы измерения с помощью одинарного моста ограничиваются обычно величинами от 1 до 100 ООО ом.

На фиг. 81 и 82 показаны схема и внешний вид одинарного штепсельного моста. Зажимы + (плюс) и — (минус) служат для присоединения батареи. Измеряемое сопротивление присоединяют к зажимам Я и 3. В мосте имеется гальванометр, включаемый в схему при постановке штепселя в гнездо ВГ (внутренний или встроенный гальванометр). При положении штепселя в гнезде Д С гальванометр оказывается включенным последовательно с добавочным сопротивлением 5000 ом. Можно пользоваться наружным гальванометром, для чего его присоединяют к зажимам ИГ, а штепсель устанавливают в гнездо НГ. Эта конструкция относится к числу мостов с постоянным отношением плеч.

Одинарный мост. 87

Поэтому сопротивления Й1 и ^ выполнены в виде магазинов, состоящих каждый из четырех катушек, имеющих сопротивления в 1, 10, 100 и 1000 ом. Плечо К\, как входящее в числитель формулы (8), имеет надпись у м н о ж и т ь , плечо — надпись р а з д е л и т ь . Сопротивление Ко состоит из магазина, который позволяет получить любое целое

значение сопротивлений от 1 до 9999 ом. Ключи Б и Г служат для включения батареи и гальванометра.

Измерение производится следующим образом. Гальванометр включают последовательно с добавочным сопротивлением (штепсель в гнезде Д С ) . В плечах «умножить» и «разделить» штепсели ставят в гнезда 100. Затем путем кратковременных включений ключа Г при нажатом ключе Б подбирают такое значение /?о, при котором стрелка гальванометра будет занимать почти нулевое положение.

Таким образом определяют приблизительное значение измеряемого сопротивления. После этого производят точное измерение. Для этого повышают чувствительность гальванометра, переставив штепсель из гнезда Д С в гнездо ВГ, и затем подбирают по прилагаемой к мосту таблице наивыгоднейшее соотношение плеч К] и /?2, устанавливая штепсели в гнезда, ука


занные в таблице. После этого окончательно подбирают величину сопротивления К0 так, чтобы мост оказался уравновешенным. Значение сопротивления К0 умножают на величину, соответствующую положению штепселя на плече «умножить», и делят на величину, соответствующую положению штепселя на плече «разделить».

Напряжение батареи, являющейся источником тока при измерении, должно соответствовать указанному в той же таблице для разных величин измеряемого

Пределы измерения этого моста: 0,001— 10 000 000 ом. Однако по причинам, указанным выше, этим мостом можно измерять с точностью до 0,5% сопротивления от 1 до 100 000 ом.

§ 24. Мегомметры. Мегомметры служат для измерения больших сопротивлений и применяются, главным образом, при испытаниях изоляции сетей. Вследствие этого к мегомметрам предъявляется ряд специфических требований, обусловленных характером и условиями тех измерений, для которых они предназначены.

Правила и нормы для электрических сооружений требуют испытания каждой установки на изоляцию перед ее включением. Кроме того, состояние изоляции должно проверяться периодически во все время действия установки. Согласно этим же правилам при испытании изоляции сети должно быть определено сопротивление изоляции между каждым проводом и землей, а также между каждой парой проводов разного потенциала. Испытание должно производиться напряжением не

Фиг. 82. Одинарный штепсельный мост.

Мегомметры 89

ниже рабочего напояжения сети и во всяком случае не ниже 10 0 в.

Сопротивление изоляции проводов на любом участке сети должно быть не менее чем 1000 ом, умноженных на число вольт рабочего напряжения. Таким образом для сети с рабочим напряжением 100 в сопротивление изоляции проводов должно быть не менее 100 000 ом.

Этими условиями определяются требования, которым должны удовлетворять мегомметры. Прежде всего эти приборы должны иметь очень широкие пределы измерений для

того, чтобы ими можно было отметить и нуль омов (короткое замыкание) и несколько десятков или сотен мегомов (в зависимости от величины требующегося по нормам сопротивления) .

Далее весьма важно, чтобы мегомметры имели свой источник напряжения (индуктор), так как при пользовании ими как переносными приборами при измерениях изоляции в различных точках сети не всегда бывает возможно обеспечить измерения источником необходимого постоянного напряжения.

Величина этого напряжения, как было указано выше, не должна быть менее 100 в. Практически часто приходится пользоваться более высокими напряжениями, так как это необходимо для увеличения верхнего предела измерения приборов. Однако повышение напряжения ограничивается тем, что напряжение влияет на сопротивление изоляции, которое уменьшается с увеличением напряжения. Вследствие .этого без не

Фиг. 83. Схема испытателя изоляции типа МПИ.

Фиг. 84. Испытатель изоляции типа МПИ.


обходимости пользоваться слишком высоким напряжением не следует.

Обычно заводы изготовляют мегомметры с разным напряжением1 индукторов и разными пределами шкал.

На фиг. 83 и 84 изображены схема и внешний вид «испытателя изоляции» типа МНИ. Этот прибор состоит из генератора переменного тока II, якорь которого приводится во вращение с помощью рукоятки. Автотрансформатор Т повы

шает напряжение, даваемое генератором, до 400 в, после чего оно подводится к кольцам выпрямляющего устройства А, насаженного на одну ось с генератором. Выпрямленный ток поступает в схему омметра.

Измеряемое сопротивление присоединяется к зажимам 3 и + . В случае измерения сопротивления изоляции относительно земли зажим 3 заземляется. Для производства измерения надо, нажав кнопку К, подобрать скорость вращения рукоятки так, чтобы стрелка прибора установилась на 0. После этого, отпустив кнопку и не изменяя скорости вращения

^ рукоятки, производят отсчет по шкале с отметками в омах. С по-

Фиг. 85. Схема мегомметра типа М-1101.

мощью испытателя изоляции можно производить измерение сопротивлений до 10 мгом. Кроме

шкалы сопротивлений прибор имеет шкалу напряжений и может служить вольтметром с пределами измерения 120 и 240 в. В качестве измерителя в приборе применен обычный миллиамперметр магнитоэлектрической системы, проградуированный на омы и вольты.

Рассмотренный прибор, пользующийся широким распространением вследствие своей простоты и дешевизны, обладает рядом недостатков, из которых главными являются зависимость показаний прибора от напряжения и, следовательно, от скорости вращения рукоятки, недостаточно высокий предел измерения и малая точность. - ч

Современные типы мегомметров срободны от этих недостатков. На фиг. 85 и 86 изображены схема и внешний вид

Трансформаторы тока

мегомметра типа М-1101. Измеряемое сопротивление присоединяют к зажимам 3 и Л . В качестве измерителя применен специальный двухрамочный прибор — логометр магнитоэлектрической системы, рамки которого обозначены цифрами 1 и 2. Рамка 1, включенная последовательно с измеряемым сопротивлением и внутренним сопротивлением /о, создает вращающий момент.

Рамка 2, включенная через добавочное сопротивление г параллельно генератору, создает противодействующий мо-

Фиг. 86. Мегомметр типа М-1101.

мент. При 120 оборотах рукоятки в минуту напряжение, даваемое генератором, составляет 500 в. Однако, благодаря применению логометра, изменение скорости вращения рукоятки от 60 до 180 об]мин не оказывает влияния на точность измерения.

Приборы изготовляются на два предела измерения: от 200 ом до 2 мгом (правое положение переключателя, фиг. 85) ь от 50 000 ом до 500 мгом (левое положение переключателя). Зажим Л («линия») окружен экранирующим кольцом для отвода токов утечек. Для этой же цели введен специальный экранирующий зажим Э. Все экранирующие цепи на фиг. 85 показаны пунктиром. Погрешность показаний нигде не превышает 1 % от длины шкалы.

§ 25. Трансформаторы тока. В технике сильных токов е настоящее время встречается необходимость измерять переменные токи порядка нескольких тысяч или десятков тысяч ампер. Между тем, непосредственное включение измеритель-


лялся бы лишь первичным током и был значительно больше нормального потока. При наличии же тока во вторичной обмотке, сдвинутого по фазе почти на 180° относительно первичного, следует принять во внимание размагничивающее действие вторичных ампервитков. Благодаря действию вторичного тока магнитный поток в сердечнике сильно уменьшается и составляет лишь небольшую долю (от 0,5 до 10%) потока, создаваемого только первичным током. Другими словами, при разомкнутой вторичной обмотке трансформатора для создания магнитного потока, соответствующего нормальным условиям работы, пришлось бы уменьшить первичный ток до 0,5— 10% номинального. Этот ток называется т о к о м х о л о с т о г о х о д а , а соответствующие ему ампервитки — а м- п е р в и т к а м и х о л о с т о г о х о д а . Результирующий магнитный поток определяется именно ампервитками холостого хода. *

Это обстоятельство приводит к следующему важному следствию: в э к с п л о а т а ц и о н н ы х у с л о в и я х п р и н о р м а л ь н о й с и л е т о к а в п е р в и ч н о й о б м о т к е н е л ь з я р а з м ы к а т ь в т о р и ч н у ю ц е п ь т р а н с ф о р м а т о р а т о к а . При размыкании вторичной обмотки резко возрастает магнитный поток в сердечнике, так как исчезает размагничивающее действие вторичного тока. При этом также в значительной степени возрастает вторичная э. д. с., достигая часто опасных для жизни значений. Помимо этого возрастание потока вызывает перегрев сердечника. Размыкание вторичной обмотки часто сопровождается пробоем изоляции между витками вторичной обмотки.

После случайного размыкания вторичной цепи следует сердечник размагнитить, так как остаточное намагничивание может вызвать дополнительную погрешность. Для этого нужно включить во вторичную цепь реостат и при номинальном токе в первичной обмотке постепенно выводить сопротивление реостата до нуля.

Если бы ток холостого : ода был равен пулю, то первичные ампер- витки были бы точно р Iвны вторичным и коэфициент трансформации был бы равен отнош ению витков

Однако ток холостого хода никогда не мож ет быть равен нулю, поэтому данное условие никогда не соблю дается. Другими словами, так

* Эти ампервитки представляют собой геометрическую сум м у ампер- витков первичной и вторичной обмоток.

Трансформаторы тока 95

называемый номинальный коэфициент трансформации « 0 = —- всегда

несколько отличается от действительного коэфициента трансформации п, вследствие чего появляется погреш ность в измерении. Чем бл ж е д ей ствительный коэфициент трансформации к номинальному, тем точнее трансформатор тока. П оэтому трансформаторы тока характеризую тся так называемой погреш ностью в коэфициенте трансформации 1 п, о п р ед е ляемой относительной разнос! ью номинального и действительного ьоэ- фициенгов трансформации

пп — пт» = п •

Во вторичную цепь трансформатора тока можно включать не только амперметры, но и последовательные цепи ваттметров, счетчиков, фазометров и др. В случае включения приборов, показания которых зависят от сдвига фаз (ваттметры, счетчики, фазометры), трансформатор тока должен не только правильно уменьшать измеряемую силу тока, но и сохранять неизмененный сдвиг этого тока относительно напряжения сети. Для этого вторичный ток должен либо совпадать по фазе с первичным, либо быть сдвинутым относительно него на 180°. В последнем случае, переключив концы вторичной обмотки, мы получили бы опять-таки совпадение по фазе вторичного тока с первичным. Однако в действительности вторичный ток сдвинут по фазе не на 180°, а несколько больше или меньше. Угол 8, не достающий до полного 180° сдвига или превышающий таковой, характеризует так называемую у г л о в у ю п о г р е ш н о с т ь т р а н с ф о р м а т о р а т о к а . Угол 8 является причиной появления дополнительной погрешности при измерении через трансформаторы тока величин, зависящих от сдвига фаз (мощности, энергии, самого сдвига фаз и др.). Поэтому при конструировании трансформаторов стремятся по возможности уменьшить угловую погрешность трансформатора.

Трансформаторы тока по величине допустимой для них погрешности делятся на классы. Допустимые погрешности и принятое в СССР разделение на классы приведены ниже в таблице.

Более детальные исследования показывают, что угловая погрешность, а также погрешность в коэфициенте трансформации зависят от нагрузки вторичной цепи. Ка1С^аЖЖ$?чыщ увеличении сопротивления вторичной цепи гм ^л яш З # § в ^Ь в# ^аю т. Следовательно, еще и поэтому во " м П ! 11 и >жно


включать лишь определенное число приборов соответственно мощности трансформатора.

При включении счетчиков, ваттметров и других приборов, показания которых зависят от соз ср, необходимо учитывать направление тока, т. е. полярность трансформатора. Подобно

Таблица допустимых погрешностей трансформаторов тока

Н аим енование

класса

Первичный ток в °/0 от номинального

Допустимая погреш ность в коэ- фициенте трансформации в п р о

центах

:■Допустимая

угловая погреш

ность з минутах

Вторичная

нагрузка

0,2Ог 120 до 100

20 10

± 0,2 ± 0 35 ± 0,5

± 10 ± '5 ± 2 0

Для вторичной нагрузки (каж ущ ееся сопроти

вление) в п р еделах от 25 до

100% номинальной и при соз = 0,8.

Величина каж ущ егося сопротивле

ния вторичной цепи должна быть не выше 0,15 ом для трансформа

торов с номинальным вторичным

током 5 а и ! ,5 ом для трансформатора с номинальным вторичным

током 1 а

0,5От 123 до 100

20 10

± 0 , 5 ± 0 ,7 5 ± 1,0

± 4 0 50

± 60

1От ПО д о 100

20 10

± 1,0 ± 1,5 ± 2 , 0

± 83 ± 100 ± 120

3 От 120 до 53 ± 3 , 0 —

10 От 120 до 50 ± 10,0 —

тому, как у ваттметров обозначаются генераторные концы (см. § 12), концы обмоток трансформатора также имеют обозначения, указывающие начало и конец каждой обмотки. В СССР приняты следующие обозначения обмоток: начало и конец первичной обмотки обозначают соответственно Л \ и Л г, а начало и конец вторичной обмотки И\ и Я 2. Генераторный конец измерительного прибора следует присоединить к началу вторичной обмотки, причем начало первичной обмотки должно

Трансформаторы тока

быть со стороны генератора (ср. генераторные концы ваттметра, § 12).

В зависимости от назначения трансформаторы тока по своей конструкции делятся на стационарные и переносные. Стационарные трансформаторы предназначены для установки в распределительных устройствах, поэтому конструкции их предусматривают достижение наибольших выгод именно

Фиг. 88. П роходной одновитковый трансформатор тока.

в этом направлении. Трансформаторы тока для распределительных устройств можно подразделять на проходные и опорные.

а) П р о х о д н ы е т р а н с ф о р м а т о р ы . Проходные трансформаторы выполняют одновременно роль проходных изоляторов в распределительных устройствах; на фиг. 88 показан проходной трансформатор одновиткового типа, в котором установлены два сердечника с, и с2, имеющие соответственно две вторичные обмотки с1\ и с?2- Общая для обоих сердечников первичная обмотка представляет собой стержень а, окруженный изолирующим цилиндром Ь из бакели- зированной бумаги. Вторичные обмотки выведены к зажимам Таким образом в одном проходном изоляторе уста-


98 Принцип действия и устройство приборов [гл . 1

иовлены два трансформатора. Один из них предназначен для включения реле, другой для включения измерительных приборов.

Для улучшения изоляции между первичной и вторичной обмотками проходные трансформаторы часто изготовляют таким образом, что первичная обмотка оказывается отделенной от сердечника и вторичной обмотки фарфоровым изолятором. С этой целью в изолирующем корпусе предусматривается поперечное отверстие (фиг. 89), сквозь которое пропускается сердечник трансформатора со вторичной обмоткой. Ярмо сердечника замыкается вокруг изолирующего корпуса. При такой конструкции можно изготовить трансформаторы тока для установки в сетях с напряжением до 150 кв.

б) О п о р н ы е т р а н с ф о р м а т о р ы . Опорные трансформаторы дешевле проходных, так как в них устанавливается

только один изолятор, что упрощает производство трансформаторов и требует меньше материала. Кроме того при очень высоких напряжениях (выше 150 кв) проходные трансформаторы мно- говиткового типа становятся очень громоздкими, и здесь предпоч

тительнее применение опорного трансформатора, в частности так называемого горшковидного типа. Опорные трансформаторы весьма удобны для монтажа на открытом воздухе.

На фиг. 90 показан опорный трансформатор катушечного типа на 100 а, в котором первичная и вторичная обмотки разделены фарфоровым изоляционным каркасом. Весь трансформатор помещен в кожух, предохраняющий трансформатор от пыли и механических повреждений.

На фиг. 91 изображен опорный трансформатор тока горшковидного типа на 70 кв. Первичная и вторичная обмотки здесь также отделены фарфоровым цилиндром, что обеспечивает высокое пробивное напряжение. Трансформатор помещается в кожух, наполненный маслом.

в) П е р е н о с н ы е т р а н с ф о р м а т о р ы . Переносные трансформаторы тока предназначены для работы в лабораторных условиях или при контрольных испытаниях установок.

Фиг. 89. Трансформаторы с поперечным отверстием

$ -р5] Трансформаторы тока 99

Поэтому обычно переносные трансформаторы изготовляют на несколько пределов измерения с целью охватить значительный диапазон токов.

Весьма распространенным типом переносного трансформатора является трансформатор, схема которого изображена на фиг. 92. Первичная обмотка этого трансформатора

Первичные Вы&оЗы

Вторичн 8ы6оЗы

СерЗечникКожух

Фиг. 93. Опорный трансформатор катуш ечного

типа.

Фиг. 91, Опорный трансформатор горш ковид

ного типа.

Л,имеет четыре вывода, а вторичная — три. Подобный трансформатор, изготовляемый заводом «Электроаппарат» в Ленинграде, позволяет получить десять различных коэфицнентов трансформации от 15/5 до 150/5 а путем комбинации зажимов.

При токах выше 150 а вместо внутренней первичной обмотки следует воспользоваться кабелем, продев его сквозь имеющееся отверстие (фиг. 93). В этом случае можно получить еще девять коэфициентов трансформации от 200/5 до 1500/5 а путем комбинированного включения вторичной обмотки.

ы щ и3\Фиг. 92. Схема п ерен ос

ного трансформатора тока.

юо Принцип действия и устройство приборов

Для приближенного измерения силы тока без разрыва провода часто применяется переносный трансформатор (фиг. 94) с разъемным сердечником, смонтированный вместе с измерительным прибором, приключенным к зажимам вторичной обмотки. Трансформатор этот получил название «щипцы» или клещи для измерения силы тока без разрыва провода.

При помощи пружинных щипцов сердечник можно разомкнуть и охватить им провод, по которому протекает измеряемый ток. Первичной обмоткой, таким образом, служит самый проводник с током. Места стыков тщательно шлифуются, чтобы уменьшить погрешность, возникающую из-за большого

Фиг. 93. П ереносный трансфор- Фиг. 94. Щипцы для измерения матор. силы тока без разрыва провода.

магнитного сопротивления стыков. Измерительный прибор находится под высоким напряжением, и изоляцией служат только рукоятки, имеющие металлические шайбы для заземления.

§ 26. Трансформаторы напряжения. При измерении высоких напряжений переменного тока (выше 2000 в) применение добавочных сопротивлений для расширения пределов измерения оказывается затруднительным. Добавочные сопротивления при этом получаются громоздкими, а установка приборов на щитах становится опасной для жизни обслуживающего персонала. Поэтому в таких случаях предпочитают пользоваться трансформаторами напряжения, основное назначение которых заключается в уменьшении измеряемого напряжения. Как и трансформаторы тока, трансформаторы напряжения позволяют отделять цепь измерительных приборов от сети высокого напряжения, что дает возможность с целью обеспечения безопасности наблюдателей заземлять вторичную цепь трансформатора.

На фиг. 95 показаны устройство и схема включения трансформатора напряжения. Первичная обмотка имеет приблизи

Трансформаторы напряжения 101

тельно во столько раз большее число витков, нежели вторичная, во сколько раз нужно уменьшить измеряемое напряжение. Вторичная цепь трансформатора напряжения замкнута на вольтметр, обладающий, как известно, большим сопротивлением. Поэтому нормальным режимом работы для трансформатора напряжения является режим холостого хода. Отношение номинального Первичного напряжения к номинальному вторичному называется н о м и н а л ь н ы м к о э ф и ц и е н т о м т р а н с ф о р м а ц и и . Номинальное вторичное напряжение для большинства трансформаторов напряжения составляет 100 или 110 в.

Подобно трансформаторам тока трансформаторы напряжения обладают погрешностью в коэфициенте трансформации и угловой погрешностью. Действительный коэфициент трансформации у них не равен отношению витков обмоток, а отличается от него тем больше, чем больше нагрузка во вторичной цепи. Чем ближе условия работы трансформатора к режиму холостого хода, тем меньше погрешность в коэфициенте трансформации. Тем не менее, она имеет место даже при ра- Фиг. 95. Устройство зомкнутой вторичной обмотке, так как и схем а включения

в первичной обмотке протекает намагни- ТранСпряжен°ияа Н3' чивающий ток, создающий в ней падение напряжения.

Для уменьшения погрешностей трансформатора стремятся уменьшить плотность магнитного потока в сердечнике, а также активные сопротивления обмоток, выбирая большое сечение сердечника и проводов обмоток.

Во вторичную цепь можно включать лишь ограниченное число измерительных приборов. Число приборов следует выбирать в соответствии с мощностью трансформатора напряжения.

Погрешности трансформатора напряжения изменяются с изменением первичного напряжения. Однако для большинства трансформаторов это не имеет особого значения, так как они обычно работают при постоянном напряжении, близком к номинальному. Это важно учитывать только в переносных лабораторных трансформаторах, где возможны изменения напряжения в больших пределах,

0- •лг

ПХи ,

ч е й«г


Подобно трансформаторам тока трансформаторы напряжения обладают полярностью, поэтому начала и концы обмоток имеют специальные обозначения (фиг. 95).

При изготовлении трансформаторов напряжения применяется почти исключительно простое концентрическое расположение обмоток. Обмотка низкого напряжения осуществляется в виде трубчатой катушки и помещается обычно непосредственно на сердечнике. Поверх обмотки низкого напряжения

Фиг. 97. Трансформатор напряжения для установки на открытом воз

д у х е .

располагают один или — при высоких напряжениях — несколько цилиндров из бакелизированной бумаги. Между цилиндрами образуются масляные промежутки, так как сердечник с обмотками помещается в кожух с маслом. Обмотка высокого напряжения секционируется на ряд многослойных дисковых катушек, отделенных друг от друга изоляционными шайбами. На фиг. 96 показан разрез обмоток трансформатора напряжения. Д ля повышения прочности изоляции обмотки высокого напряжения при намотке катушек проволока пропускается через расплавленную изолирующую массу.

Концы обмоток высокого напряжения выводят через изоляторы в крышке корпуса (фиг. 97).

Фиг. 96. Р азрез обмоток трансформатора напря

жения.

§ 26] Трансформаторы напряжения 103

При измерении напряжения в трехфазных цепях с напряжением до 15 кв часто применяют трехфазные трансформаторы. Сердечник таких трансформаторов состоит из трех или пяти стержней, на которых располагаются обмотки и высокого и низкого напряжений. При напряжении выше 15 кв применение трахфазных трансформаторов становится неэкономичным.

Наряду с трансформаторами для стационарных установок часто изготовляются переносные трансформаторы напряжения, позволяющие получить несколько коэфициентов трансформации путем переключения секционированных обмоток.

Г л а в а II

КОНТРОЛЬ И ИСПЫТАНИЕ ЭЛ ЕКТРО ИЗМ ЕРИТЕЛЬН Ы Х ПРИБОРОВ

§ 27. Общие правила обслуживания. С течением времени у приборов по целому ряду причин изменяются погрешности. Поэтому измерительные приборы следует периодически подвергать испытаниям путем сравнения их с образцовыми приборами. Все испытания электроизмерительных приборов можно разделить на две группы: испытание типа прибора и эксплоа- тационные испытания.

Типовое испытание прибора заключается во всестороннем исследовании основных свойств прибора, а также в определении принадлежности прибора, согласно требованиям ГОСТ, к тому или иному классу точности (см. § 8).

Основное назначение типовых испытаний — установление характерных данных прибора — вращающего и противодействующего момента, сопротивления и перегрузочной способности прибора, влияния на его показания внешних факторов (температуры, частоты, внешнего магнитного поля и др.), знание которых безусловно необходимо для технически грамотной эксплоатации прибора.

Эксплоатационные испытания электроизмерительных приборов представляют собой определение погрешности прибора при нормальных для испытуемого прибора условиях (температуры, частоты, коэфициента мощности и т. д.).

Проведение типовых испытаний приборов можно осуществить только в лабораторных условиях, так как эти испытания требуют повышенную по сравнению с эксплоатационными испытаниями точность измерения и относительно сложную аппаратуру для проведения испытаний.

В отличие от типовых эксплоатационные испытания щитовых приборов производятся преимущественно на месте установки прибора. Для приборов классов 0,2, 0,5 и 1 эксплоатационные испытания, требующие большой точности измерения, производят в лаборатории.

Сроки периодических поверок (эксплоатационных испытаний) некоторых электроизмерительных приборов установлены

$ 28] П оверка измерительных приборов 105

Комитетом мер и измерительных приборов (Коммерприбор) и являются обязательными. К приборам, подлежащим обязательной поверке в лабораториях Коммерприбора, относятся счетчики, измерительные трансформаторы тока и напряжения и образцовые приборы классов точности 0,2 и 0,5, служащие для производства эксплоатационных испытаний и градуировки и поверки щитовых приборов после ремонта. Сроки периодической поверки остальных приборов устанавливаются в зависимости от степени важности объекта, на котором установлен прибор. Например, для приборов, обслуживающих генератор электрической энергии, срок периодической поверки принимают один раз в год, тогда как для приборов, установленных на фидерах — менее ответственных объектах, — один раз в два или даже три года.

Д ля наблюдения за сроками периодической поверки и для нормальной эксплоатации предприятие, занимающееся обслуживанием электроизмерительных приборов, должно на все приборы завести картотеку, в которую заносятся, кроме паспорта прибора, места его установки, также даты прохождения ремонта и результаты периодической поверки. От тщательного ведения картотеки на измерительные приборы в значительной степени зависит нормальное состояние электроизмерительного хозяйства, вследствие чего этому вопросу должно быть уделено достаточное внимание.

§ 28. Поверка измерительных приборов. Как поверка, так и градуировка щитовых электроизмерительных приборов производятся методом непосредственного сравнения, заключающимся в сравнении показаний испытуемого прибора с показаниями образцового, погрешности которого известны. При этом образцовая аппаратура, применяемая при поверке, должна обеспечивать точность измерения выше той, которую имеет поверяемый прибор. Поэтому при поверке щитовых приборов в качестве образцовых применяются приборы класса точности 0,5 или 0,2. Д ля получения надлежащей точности измерений выбор пределов измерения образцовых приборов должен быть сделан таким образом, чтобы стрелка прибора при отсчете не находилась в первой трети шкалы. Поэтому для удовлетворения этого требования приходится в качестве образцового прибора применять приборы, имеющие несколько пределов измерения, или же пользоваться двумя образцовыми приборами. Например, при поверке счетчиков на силу тока 5 а обычно пользуются двумя ваттметрами на номинальную силу тока 5 и 1 а. Первым ваттметром пользуются при номинальном значении тока, вто

106 Контроль и испытание электроизмерительных при боров \гл II

рым — при малых нагрузках. Определение погрешности приборов должно производиться на протяжении рабочей части шкалы прибора при нормальном положении прибора, нормальной температуре (+ 20° С), нормальной частоте, синусоидальной форме тока или напряжения и отсутствии влияния посторонних магнитных полей и ферромагнитных масс.

Техника эксперимента сводится к сравнению показаний испытуемого и образцового приборов, причем стрелка поверяемого прибора устанавливается на целое число делений,

а отсчет действительного значения производится по образцовому прибору. Следует обращать внимание на правильное производство отсчета как на испытуе-

з: мом, так и на образцовом приборах. Для этого необходимо, чтобы луч зрения, проходящий через конец

Фиг. 98. Схема поверки амперметра. стрелки, был перпендикулярен к плоскости шкалы.

Определение погрешности прибора производится при убывающих и возрастающих значениях измеряемой величины. Регулирование измеряемой величины должно производиться плавно, без толчков, так, чтобы стрелка испытуемого прибора перемещалась к данной отметке шкалы, не переходя поверяемой отметки. Делается это для того, чтобы устранить влияние погрешности, вызванной трением, гистерезисом (в электромагнитных приборах) и тепловой инерцией. Погрешность прибора определяется как среднее арифметическое из погрешностей, полученных при убывающих и возрастающих значениях измеряемой величины. Для исключения из результатов наблюдения погрешности от трения поверку можно производить также только при возрастающем (или убывающем) значении измеряемой величины, если перед каждым отсчетом показаний слегка постукивать по прибору.

При поверке амперметров методом непосредственного сравнения оба амперметра, образцовый и испытуемый, включают последовательно, вследствие чего через оба прибора протекает один и тот же ток. Для поверки амперметров с пределом измерения 1— 10 а на постоянном и переменном токе может быть применена схема фиг. 98,

§ 28] П оверка измерительных приборов 107

Здесь реостат В.\ (ламповый или проволочный секционированный, например, пусковой реостат) служит для грубого регулирования силы тока; движковый реостат служит для плавного регулирования силы тока. Оба реостата должны быть выбраны на номинальную силу тока поверяемого прибора. Перемычка ас! в схеме фиг. 98, шунтирующая амперметры, служит для плавного регулирования силы тока, начиная от нуля до максимального значения. Происходит это вследствие того, что ток в точке а разветвляется на два тока и по амперметрам проходит ток, зависящий от положения

Фиг. 99. Схема поверки амперметра на большую силу тока.

движка реостата В положении й сопротивление ветви с амперметрами весьма велико по сравнению с сопротивлением перемычки и, следовательно, ток по амперметрам равен нулю; в положении с большее сопротивление (реостат) включено последовательно с перемычкой и ток по приборам наибольший. Для поверки миллиамперметров можно также воспользоваться схемой фиг. '98, только в этом случае вместо лампового реостата (сопротивление К\) необходимо взять магазин сопротивлений или высокоомный реостат. Сопротивление, это следует выбирать, исходя из напряжения источника тока (в этом случае лучше брать аккумулятор 2—4 в) и предела измерения поверяемого амперметра, рассчитывая сопротивление по закону Ома таким образом, чтобы при положении движка в точке с сила тока была на 20—50% больше предела измерения поверяемого прибора. При поверке амперметров на большие силы тока на постоянном токе пользуются схемой фиг. 99 или 100.

Схема фиг. 99 может быть рекомендована для амперметров с пределами до 50— 100 а. Здесь сила тока регулируется (грубо) путем включения различных сопротивлений, плавное ж е регулирование: осуществляется движковым реостатом. Для

6о5А

108 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл. 11

поверки амперметров на большие силы тока до 1500—2000 а применяют схему фиг. 100, в которой регулирование производится путем изменения возбуждения специального низковольтного генератора (4—6 в) постоянного .тока, питающего поверяемые амперметры.

Схема для поверки амперметров переменного тока на большие силы тока дана на фиг. 101. Движковый реостат К\ в этом случае необходимо брать высокоомным, рассчитанным на напряжение источника тока, а реостат Кг — низкоомным. В качестве нагрузочного трансформатора при по

верке амперметров на силу тока до 10 а можно взять понижающий трансформатор 220/12 в («котельный»), или же воспользоваться трансформатором тока, обмотки которого при этом следует включать обратно тому, как их включают при пользовании трансформаторами как измерительными. При поверке амперметров переменного тока на силу тока

Фиг. 100. Схема поверки амперметра до 2000 а.

Фиг. 101. Схема поверки амперметра Фиг. 102. Схема повер- переменного тока на большую силу ки вольтметра,

тока.

П равила поверки амперметров и вольтметров 109

500— 1000 а схема фиг. 101 остается в силе; однако вместо движкового реостата питание нагрузочного трансформатора следует осуществлять от секционированного трансформатора.

Поверка вольтметров как постоянного, так и переменного тока производится по схеме фиг. 102. Вольтметры, как поверяемый, так и образцовый включают параллельно, что обусловливает одинаковость напряжения на зажимах обоих вольтметров. Движковый реостат, применяемый в схеме, должен быть высокоомным (порядка 1000—2000 ом) и рассчитан на ток в соответствии с величиной напряжения источника тока.Основным недостатком этой схемы является то обстоятельство, что вольтметр может быть поверен только в пределах от 3 с повышающим трансформатором.нуля до величины напряжения источника тока, Д ля устранения этого недостатка применяют схему фиг. 103, где вольтметры включены к зажимам повышающего трансформатора небольшой мощности. Если вторичную обмотку этого трансформатора сделать секционированной, то при помощи этой схемы можно поверить вольтметры на все пределы измерения от 25 до 600 в. Следует при этом иметь в виду, что при поверках вольтметров с пределами измерения выше 260 в согласно правилам техники безопасности вторичная обмотка трансформатора должна быть заземлена, а вольтметры недоступны для персонала, производящего поверку.

§ 29. Правила поверки амперметров и вольтметров. Раньше чем приступить к поверке или градуировке испытуемого прибора, следует выбрать схему, по которой будет производиться поверка, и подобрать соответствующую аппаратуру и образцовые приборы. При сборке схемы следует принимать во внимание влияние магнитных полей одного прибора на другой. Например, при поверке электромагнитного Прибора по схеме фиг. 101 и 103 следует испытуемый прибор относить на расстояние не менее 0,75— 1 м от трансформатора.

Для того чтобы убедит] полей, следует произвести личных направлениях тока

эся в отсутст; поверку пр{Мо»*к*дввв в Пр „ 0 о р < - ^ Щ Щ ,

'Ш Н И Х

Фиг. 103. Схема поверки вольтметра

)10 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл . / /

прибор при одном направлении тока, нужно поменять местами концы проводов у зажимов приборов и снова произвести поверку.

Устранение влияния внешних полей на приборы магнитоэлектрической системы может быть осуществлено следующим образом. Поверка производится дважды: один раз при одном положении прибора и другой раз при приборе, повернутом вокруг вертикальной оси на 180° по отношению к первому положению. Если внешние поля отсутствуют или же влияние их незначительно, то обе поверки дают одни и те же результаты и, следовательно, с влиянием внешних полей при данной поверке можно не считаться.

Кроме устранения влияния внешних полей следует обра* щать внимание на температуру окружающей среды, которая должна лежать в пределах 15—25° С.

Поверка приборов на переменном токе (особенно индукционной и ферродинамической системы) должна производиться при номинальной частоте и синусоидальной форме Кривой тока или напряжения.

Д о включения прибора в схему следует путем внешнего осмотра убедиться в исправности его. Д ля этого нужно проверить, удовлетворяет ли прибор в отношении маркировки требованиям ГОСТ 1845-42, осмотреть прибор с точки зрения исправности зажимов, крепления деталей и винтов, состояния шкалы и стрелки, а также его уравновешенности. Последнее проверяется путем поворота прибора вокруг оси подвижной части на 90° в сторону отклонения стрелки прибора; для удовлетворительно уравновешенного прибора стрелка отойдет от нулевой отметки на расстояние, не превышающее столько процентов от длины шкалы прибора, сколько процентов составляет его основная погрешность. Уравновешенность должна быть проверена у приборов, противодействующий момент которых создается пружинкой.

В том случае, если наружный осмотр дал удовлетворительные результаты, прибор включают в схему. При установке прибора для поверки нужно, чтобы он находился в таком же положении, в каком он должен работать при эксплоатации. После включения прибора в схему следует плавно изменять значение измеряемой величины до конца шкалы и обратно до нуля для того, чтобы убедиться, что прибор не имеет затирания. Затем необходимо поставить прибор на прогрев в течение 15 мин при номинальном значении тока или напряжения. Прогрев необходимо делать

§ 55] П равила поверки амперметров и воАьтМетров 1 И

только для приборов класса точности 1,5 и 2,5. Приборы класса точности 0,2; 0,5 и 1 перед поверкой прогревать не требуется.

Поверка прибора производится в следующей последовательности: по испытуемому прибору устанавливают силу тока или напряжение, изменяя ее плавно от нуля до номинального значения. Поверка производится на каждой числовой отметке шкалы, у которой поставлено число, обозначающее значение измеряемой величины, и по образцовому прибору производят отсчет действительного значения измеряемой величины. Затем, дойдя до конца шкалы, производят поверку при убывающих значениях измеряемой величины (от конца шкалы до нуля). Погрешность прибора определяется как среднее арифметическое двух поверок при возрастающей и убывающей силе тока или напряжения. Результаты измерения в виде таблицы заносят в журнал (или карточку прибора) и определяют относительную погрешность прибора.

Пример такой таблицы приведен ниже.

Таблица поверки ам перм етра № 6785 на 10 а

Показания испытуемого прибора

в амперах

Показания о б р а зцового прибора

в амперах

П огреш ность в п р оцентах от номиналь

ного значения

0 0 01,0 1,1 - 1 , 02,0 1,9 + 1,03,0 3,2 — 2,0

9,0 9,0 ± 0 , 010,0 9,8 + 2,0

Образцовым прибором служил магнитоэлектрический амперметр класса 0,5 № 134875.

Д ля приборов классов 1,5 и 2,5 таблица поправок не дается, а определяется (согласно требованиям ГОСТ 1845-42) принадлежность к тому или иному классу точности. Приборы, признанные в результате поверки годными, должны быть запломбированы учреждением, производившим поверку.

112 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл. II

§ 30. Градуировка амперметров и вольтметров. Щитовые приборы класса 1,5 и 2,5, как правило, градуируют методом непосредственного нанесения точек на шкалу. При этом работа производится следующим образом: прибор, который необходимо градуировать, закрывают специальным кожухом (обычный кожух, но без стекла) и затем включают в схему, аналогичную схемам, применяющимся при поверке приборов. Градуировать прибор без кожуха нельзя, так как показания прибора в значительной степени изменяются вследствие изменения собственного магнитного поля прибора при закрывании его кожухом. Поэтому при применении специального градуировочного кожуха последний должен быть из того же материала и той же формы, что и обычный кожух прибора. В том случае, если градуировочный кожух отсутствует и вынуть стекло у кожуха прибора затруднительно, можно произвести градуировку прибора без кожуха; однако в этом случае необходимо до сдачи шкалы в черчение произвести вторичную поверку прибора с одетым кожухом и внести в градуировку соответствующие исправления.

Д о градуировки шкалы прибора необходимо произвести его наружный осмотр (см. стр. 110) и убедиться в уравновешенности подвижной части прибора. После этого прибор включают в соответствующую схему и градуировка его производится в следующем порядке: установив стрелку на нулевой отметке шкалы, ставим на шкале остро отточенным карандашом точку точно против конца'стрелки. Затем, установив номинальное значение измеряемой величины, тоже при помощи точки отмечаем положение стрелки. Так как шкала должна быть симметрична, то обе точки (начальная и конечная) должны от края шкалы отстоять на одинаковом расстоянии. Если этого нет и разница между положениями стрелки от края шкалы невелика, то можно при помощи корректора изменить положение стрелки на нуле и тем самым добиться симметрии шкалы. Если при помощи корректора этого добиться не удается, то необходимо до градуировки шкалы произвести регулировку прибора. Регулировка прибора может производиться изменением вращающего момента прибора. Для этого у приборов магнитоэлектрической системы служит магнитный шунт, а у приборов электромагнитной системы — неподвижная и подвижные железные пластинки. Приборы индукционной системы регулируют приближением или удалением вращающего элемента. Достигнув тем или иным способом симметрии шкалы прибора, при

$ 31\ П оверка ваттметров методом непосредственного сравнения 113

ступают к градуировке шкалы. Д ля этого, установив по образцовому прибору определенное значение измеряемой величины, на шкале прибора точно против конца стрелки кардн- дашом отмечают положение стрелки. Таким образом градуируются все отметки шкалы, имеющие числовые значения. Так, например, шкалу магнитоэлектрического амперметра на 30 а градуируют через каждые 5 а — 0; 5; 10; 15; 20; 25 и 30 а.

Произведя градуировку прибора при возрастающем значении измеряемой величины, необходимо градуировку прибора проверить при убывающем напряжении или токе. Для этого, плавно изменяя измеряемую величину от максимума до нуля, устанавливаем стрелку образцового прибора на тех же значениях, на которых производилась градуировка при возрастающем токе или напряжении. При этом новые точки градуировки будут отличаться от точек предыдущей градуировки. При черчении шкалы черту необходимо проводить посредине между этими двумя точками. При градуировке и черчении шкалы прибора следует соблюдать требования ГОСТ на пределы измерения и знаки для шкал электроизмерительных приборов (ОСТ-40 053, ОСТ-40 093 и ОСТ-40 189). После того как градуировка шкалы закончена, последнюю снимают с прибора и передают для черчения. При черчении необходимо правильно нанести дугу шкалы, которая определяется положением градуировочных точек (не менее трех) на шкале прибора. Начертив дугу шкалы и линии, соответствующие числовым отметкам шкалы, чертежник производит разбивку шкалы между числовыми отметками. Эти части для прибора с равномерной шкалой должны быть равными и изменяющимися по определенному закону для приборов с неравномерной шкалой. На практике часто и для приборов с неравномерной шкалой разбивку крупных делений производят на равные части. В этом случае градуировку прибора следует производить для большого количества точек шкалы прибора с тем, чтобы не нанести ущерба точности прибора. После вычерчивания шкала ставится на прибор и последний должен быть уже окончательно поверен со шкалой и за пломбирован.

§ 31. Поверка ваттметров методом непосредственного сравнения на постоянном токе. Поверка на постоянном токе методом непосредственного сравнения производится для щитовых или самопишущих ваттметров по схеме фиг. 104. В том случае, когда предел измерения испытуемого ваттметра по току велик (больше 5— 10 а), следует пользоваться;


114 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл . II

во избежание излишних затрат электроэнергии на поверку, схемой фиг. 105 с разделенными цепями. Для осуществления схемы фиг. 105 необходимо брать два источника тока — один для Питания последовательных обмоток на малое напряжение (2—4 в) и на большую силу тока, а другой для параллельных обмоток на большое напряжение и малую силу тока. По существу схема фиг. 105 представляет собой совмещение двух схем (фиг. 99 и фиг. 100), служащих для поверки амперметров и вольтметров.

При поверке ваттметров, как и при поверке любых других приборов методом непосредственного сравнения, необхо-

Фиг, 104. Схема поверки ваттметра методом непосредственного сравнения.

димо, чтобы оба прибора, т. е. испытуемый и образцовый, находились в одинаковых условиях. Это значит, что по последовательным обмоткам обоих ваттметров должен проходить один и тот же ток, а к параллельным обмоткам приложено одно и то же напряжение.

Поверка прибора производится следующим образом. Сделав внешний осмотр прибора (см. § 29) и убедившись, что уравновешенность подвижной части прибора удовлетворительна, включают прибор в схему согласно фиг. 104 или 105. Затем, изменяя положение движка высокоомного реостата Кь устанавливают номинальное напряжение. После этого, включив несколько ламп в ламповом реостате, движком реостата изменяют силу тока от нуля до номинального значения. Следует иметь в виду, что при включении рубильников движки реостатов должны быть установлены в таком положении, чтобы сила тока по приборам и приложенное к ним напряжение равнялись нулю. Для этого нужно движок реостата (схема фиг. 104) поставить в точке а, а движок реостата Нг в положение б. Убедившись, что схема

§ 31] ПоверЧа ваттметров методом непосредственного сравнения 115

позволяет получить любое значение силы тока и напряжения в пределах от нуля до номинального, ставят прибор на прогрев. Для этого в течение 15 мин оставляют прибор включенным при номинальном напряжении и силе тока. После того как прибор прогрелся, приступают к его поверке. При поверке напряжение поддерживают постоянным и равным номинальному, а изменения показания ваттметра достигают изменением силы тока в последовательной цепи. Поверка

ваттметра, так же как и других приборов, должна производиться дважды при возрастающей и убывающей силе тока. Для определения погрешности прибора следует брать среднее арифметическое из двух отсчетов по образцовому прибору при возрастающей и убывающей силе тока.

Если поверяемый прибор электродинамической системы, то на него в сильной степени влияют внешние магнитные поля. Поэтому при сборке схемы магнитоэлектрические приборы (амперметр и вольтметр) следует располагать вдали (не ближе 30—50 см) от испытуемого и образцового ваттметров. Для того чтобы устранить влияние внешних магнитных полей, следует поверить прибор еще один раз, но при обратном направлении тока в последовательной и параллельной обмотке. Следовательно, для каждой поверяемой точки получают четыре - отсчета, среднее из которых

8*

116 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл. 11

берется для определения погрешности. При малоответственных поверках, например щитовых приборов, для ускорения эксперимента допускается производить поверку только дважды — при возрастающем токе и одном направлении токов в обмотках и при убывающем и другом направлении токов в обмотках.

§ 32. Поверка однофазного ваттметра на переменном токе методом непосредственного сравнения. Поверка ваттметров переменного тока (индукционной и ферродинамической системы) производится по схеме фиг. 106. Здесь регулирование

силы тока производится анало1ично схеме фиг. 101 для поверки амперметров, а напряжения соответственно фиг. 102 для поверки вольтметров. Для изменения сдвига фаз между током и напряжением в последовательных и параллельных обмотках ваттметров в схеме используется индукционный фазорегулятор. Он представляет собой асинхронный двигатель с фазным ротором (с кольцами), якорь которого заторможен и при помощи червячной передачи может быть установлен в различные положения по отношению к статору. Таким образом такой заторможенный двигатель представляет собой трансформатор, вторичная обмотка которого может занимать различные положения по отношению к первичной.

§ ^2] П оверка однофазного ваттметра на переменном токе 117

При этом коэфициент трансформации не меняется (практически), а напряжение во вторичной обмотке вместе с поворотом ротора сдвигается по отношению к первичному напряжению. Первичная обмотка фазорегулятора и последовательные обмотки ваттметров питаются от сети, тогда как параллельные — от напряжения вторичной обмотки фазорегулятора, которое сдвигается вместе с поворотом ротора. Поворачивая ротор фазорегулятора, мы будем сдвигать напряжение, приложенное к параллельным обмоткам приборов относительно тока в последовательной цепи и, таким образом, получим возможность производить поверку

Фиг. 107. Схема для получения сдвига фаз при помощи реостатов.

при различных коэфшдаентах мощности в пределах от. + 1 до — 1.

Обычный асинхронный двигатель без перемотки применить в качестве фазорегулятора нельзя, так как напряжение ротора двигателя сравнительно невелико (40—70 в ). В некоторых случаях бывает выгодно вместо перемотки двигателя установить дополнительный трансформатор, повышающий напряжение ротора.

В том случае, если в распоряжении не имеется индукционного фазорегулятора, можно, использовав трехфазную сеть, составить схему при помощи движковых реостатов, позволяющую регулировать сдвиг фаз в пределах от соз <р = 1 до соз ф = 0,5. Такая схема дана на фиг. 107. Изменение сдвига фазы напряжения в этой схеме осуществляется передвижением движка реостата К\ от фазы 3 к фазе 2. Действительно, при положении движка в точке А напряжение, приложенное к параллельным обмоткам, будет II13, а так как ток / 13, протекающий по последовательным обмоткам, вслед

118 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл . П

ствие безиндуктивности приемника (лампового реостата), будет совпадать с напряжением II13, то сдвиг между током и напряжением в ваттметрах будет равен нулю (соз<р = 1). При положении движка реостата Я\ в точке В напряжение, приложенное к параллельным обмоткам, равно (/12 и, следовательно, сдвиг фаз равен 60° (соз<р = 0 ,5 ). Рассмотренная схема обладает рядом недостатков и вследствие этого применяется сравнительно редко. Основными недостатками являются узкий предел регулирования сдвига фаз (от 0 до 60°) и трудность регулировки при соз 9 = 1. Кроме того при изменении сдвига фаз меняется величина напряжения, приложенного к параллельным обмоткам, что в значительной степени затрудняет поверку. В том случае, если необходимо произвести поверку ваттметра только при безиндукционной нагрузке, можно воспользоваться схемой фиг. 104.

Поверка ваттметра производится в следующей последовательности. Убедившись путем осмотра, что уравновешенность прибора, его маркировка и т. д. в порядке, включают испытуемый ваттметр в одну из схем (фиг. 104, 106, 107), Пределы измерения образцового ваттметра (электродинамической системы) должны быть выбраны таким образом, чтобы отсчет по нему не лежал в пределах первой трети шкалы. После включения в схему ваттметров включают рубильники и, регулируя напряжение и силу тока, добиваются максимального отклонения стрелки прибора. Если механических дефектов нет (т. е. стрелка двигается плавно), прибор ставят на прогрев в течение 15 мин при номинальных значениях тока и напряжения. Затем, выключив цепь тока, следует убедиться, что прибор при включенном номинальном напряжении стоит на нуле. Для этого, наблюдая за стрелкой прибора, несколько раз включают и выключают напряжение. Если стрелка при этом не сходит с нулевой отметки, то прибор в порядке. Если испытуемый ваттметр индукционной системы, то после этого следует поверка правильности 90° сдвига между потоками последовательной и параллельной обмотки (Фу и Ф/, см. § 16). Для этого, установив по амперметру и вольтметру номинальные значения тока и напряжения, вращением ротора фазорегулятора добиваемся 90° сдвига между током и напряжением, при котором образцовый ваттметр покажет нуль. Если при этом стрелка испытуемого ваттметра не стоит на нулевой отметке, это значит что сдвиг между Ф у и Ф / не равен 90° и он должен быть отрегулирован, в противном случае ваттметр будет давать неверные показания при коэфициенте мощности, не равном

$ 32\ П оверка однофазного ваттметра на переменном токе 119

единице. Регулировка производится специальным приспособлением или же, если оно отсутствует, при помощи наложения короткозамкнутых витков на магнитопровод последовательной или параллельной цепи ваттметра.

После того как эти испытания произведены, переходят к поверке ваттметра. Для этого, установив номинальное напряжение, изменяют силу тока таким образом, чтобы стрелка испытуемого ваттметра устанавливалась на «числовых отметках», и делают отсчет по образцовому ваттметру. Поверка должна производиться дважды при возрастающей и убывающей силе тока. Поверку при измененном направлении тока в обмотках можно не производить, так как ваттметры индукционной и ферродинамической системы обладают большим собственным магнитным полем и внешние поля на их показания влияют очень мало. Результаты измерения должны быть занесены в журнал поверок или карточку прибора. Ниже в виде таблицы дана для примера форма записи поверки ваттметра.

Поверка ваттметра № 2684 т и п а -------------------- завода _Пределы измерения: 5 а, 220 в, 50 гц\ шкала 0 — 1 кет Система: индукционная

Показания испы

туем ого ватт

метра в ваттах

Показания обр азцового ваттметра

в ваттах

I Сила

то

ка

в ам

пе

рах

| Н

апря

жен

ие

в |

воль

тах

Коэ

фиц

иент

м

ощ

ност

и со

з ?

| А

бсол

ютн

ая

погр

еш-

1 но

сть

в ва

ттах

При

веде

нная

п

огр

ешно

сть

в п

ро

цент

ах

при

возр

ас

таю

щей

си

ле

тока

| пр

и уб

ыва

-| ю

щей

си

ле

1 ;

тока

1 сре

днее

зн

ачен

ие1

Образцовый прибор № 257 564 на 2,5 — 5 — 10а, 150 — 300 в. Заключение. Погреш ности прибора не выходят за пределы установленные ГОСТ 1845-42 для приборов класса 2,5.П оверку производил: (дата и подпись).

Абсолютная погрешность определяется как разность между показанием испытуемого и образцового ваттметров: по


грешность равна показанию испытуемого минус показание образцового ваттметра.

Приведенная погрешность выражается в процентах от номинального. значения измеряемой величины.

Поверка ваттметров производится не только при соз <р = 1, но и при соз ф = 0,5. В последнем случае прибор может быть поверен только в первой половине шкалы. При поверке ваттметров при соз = 0,5 иногда перегружают прибор током на 20—25% и таким образом поверку производят в пределах от нуля до 60% номинальной величины. В том случае, если ваттметр предназначен для включения с измерительными трансформаторами тока и напряжения и поверяется без них, необходимо показание образцового прибора привести к первичной цепи измерительных трансформаторов путем умножения показаний образцового ваттметра на произведение коэфициентов трансформации трансформаторов тока и напряжения.

§ 33. Поверка ваттметров трехфазного тока. Эксплоата- ционные испытания трехфазных ваттметров сводятся к определению погрешностей прибора при равномерной нагрузке

фаз, номинальных значениях напряжения и частоты, при силе тока в пределах от 10 до 100% номинального и коэфи- циенте мощности, равном единице и половине (соз <р = 1; соз = 0,5). На фиг. 108 дана схема поверки ваттметра трех

$ 33} П оверка ваттметров трехфазного тока 121

фазного тока, позволяющая производить поверку ваттметра при различных силах тока, напряжении и сдвиге фаз. Как видно из схемы фиг. 108, образцовые ваттметры электродинамической системы включены по схеме двух ваттметров (см. фиг. 46). Регулирование силы тока производится скачками помощью ламповых реостатов, а плавно — движковыми реостатами Ль Изменение напряжения достигается с помощью реостатов К 2, включенных звездой во вторичную обмотку индукционного фазорегулятора. Ламповые реостаты

Фиг. 109. Поверка трехфазного ваттметра на больш ую силу тока.

могут быть включены не только звездой, как это показано на фиг. 108, но и треугольником, когда требуется большая сила тока. Однако и в этом случае, во избежание перегрузки последовательных обмоток ваттметров, следует амперметры включать в линейные провода. В том случае, когда отсутствуют ламповые реостаты или пределы измерения ваттметра по току велики и, следовательно, поверка по схеме фиг. 108 сопряжена с большим расходом энергии, можно рекомендовать схему фнг. 109, в которой нагрузка последовательных обмоток создается при помощи нагрузочных трансформаторов.

При поверке индукционных ваттметров трехфазного тока очень большое значение имеет соблюдение того же самого порядка фаз, который был принят при их градуировке. Если

122 Контроль и испытание электроизмерительных приборов \?л. 11

порядок следования фаз нарушен, то прибор даже при полной симметрии и соз 9 = 1 может дать значительные погрешности. Поэтому, раньше чем поверять трехфазный ваттметр, 'необходимо определить порядок следования фаз. Для определения порядка следования фаз нашел наибольшее распространение указатель порядка следования фаз, представляющий собой маленький асинхронный двигатель трехфазного тока с ротором в виде диска. По направлению вращения диска фазоуказателя судят о порядке следования фаз.

Для определения порядка следования фаз при отсутствии специального фазоуказателя можно воспользоваться небольшим трехфазным асинхронным двигателем, приключая его к исследуемой цепи и наблюдая за направлением вращения ротора. Такой двигатель необходимо предварительно включить в сеть с известным порядком следования фаз и сделать разметку зажимов у статора. СлеДует отметить, что при помощи фазоуказателя можно определить только п о р я д о к с л е д о в а н и я фаз, но не сами фазы трехфазной цепи. Поэтому пользоваться одним только фазоуказателем, например, для фазирования при включении параллельно двух трехфазных трансформаторов недопустимо.

При включении испытуемого и образцового ваттметров следует обращать внимание на правильное включение генераторных концов ваттметров, обозначенных на схеме фиг. 109 звездочками. Если образцовые ваттметры имеют переключатель в параллельной обмотке, то его следует установить в такое положение, которое соответствует правильному включению генераторных концов.

При поверке ваттметра при равномерной нагрузке силу тока необходимо устанавливать по амперметрам. Поэтому рекомендуется предварительно сравнить их показания между Собой. Для сравнения показаний амперметров между собой можно воспользоваться очень простым способом. Устанавливают какую-нибудь нагрузку (схема фиг. 108) и выключают ток в одной из линий, тогда два оставшихся амперметра окажутся соединенными последовательно и их показания можно сравнить между собой. Тем же способом можно сравнить два других амперметра.

Поверка ваттметра производится в следующей последовательности: сделав внешний осмотр прибора и проверив уравновешенность его подвижной части, прибор включают в схему (фиг. 108 или 109), затем включают цепь тока и устанавливают по амперметрам номинальную силу тока. После'

П оверка ваттметров трехфазного тока 123

этого, включив рубильники фазорегулятора, при помощи движковых реостатов /?г устанавливают номинальное напряжение и, вращая ротор фазорегулятора, добиваются соз 9 = 1. При этом образцовые ваттметры, включенные по схеме двух ваттметров, должны показывать одинаково.

Для того чтобы избежать ошибок, желательно при соя ср — 1 сделать проверку совпадения мощности, полученной по ваттметру, с произведением силы тока на напряжение и V 3. При этом мощности, полученные по ваттметрам и путем подсчета из показаний амперметров и вольтметров, будут отличаться друг от друга на 3—5%, чем не следует смущаться, так как это происходит за счет погрешностей амперметров и вольтметров. Установив номинальные значения напряжения и силы тока при соз 9 = 1, дают ваттметру в течение 15 мин прогреться, а затем, изменяя силу тока во всех трех фазах, поверяют ваттметр.

Погрешность испытуемого ваттметра вычисляют как разность между показанием испытуемого ваттметра Р х и действительной мощностью Р:

Т = Р а>- Р .

Величина Р вычисляется по показаниям обоих ваттметров:

Р ~ Р и>\ ~Ь Рю2 = С1°Л ” I ^2^2 >

где С | и С2— постоянные ваттметров в ваттах на одно деление; а 1 и а2 — отсчеты по ваттметрам в делениях. Если испытуемый ваттметр предназначен для работы совместно с измерительными трансформаторами, а поверяется без них, то мощность, измеренную образцовыми ваттметрами, следует привести к первичной цепи, т. е. умножить на произведение коэфициентов трансформации трансформаторов, включаемых с испытуемым ваттметром.

Кроме поверки при соз <р = 1 должна быть произведена поверка также и для соз 9 ] = 0,5. Для получения соз 9 = 0,5 (т. е. 9 = + 60°) следует, установив номинальные значения тока и напряжения, вращать ротор фазорегулятора до тех пор, пока стрелка ваттметра МЛ не будет стоять на нуле.

Это будет при ,9, = 60°.Установив сдвиг, равный 60°, меняем силу тока равно

мерно во всех фазах и производим поверку ваттметра.Погрешность ваттметра при соз 9 = 0 ,5 может иметь ме

сто за счет неодинаковых вращающих моментов отдельных

124 Контроль и испытание электроизмерительных приборов \гл . II

элементов ваттметра или неверной регулировки 90° сдвига между потоками, создаваемыми последовательной и параллельной обмотками.

Если погрешность прибора при <р = + 60° выходит за допускаемые пределы, то ваттметр необходимо регулировать.

§ 34. Градуировка ваттметра трехфазного тока с двумя вращающими элементами (см. § 17) производится в следующей последовательности: включив ваттметр в схему согласно фиг. 108 или 109, устанавливают по вольтметрам номинальное значение напряжения и при отсутствии тока в последовательных обмотках убеждаются, что стрелка прибора стоит на нулевой отметке.

Градуировка прибора производится путем нанесения точек на шкалу при определенных показаниях образцовых приборов. После того как нанесены на шкалу точки, прибор следует поверить и только после этого производить черчение шкалы. Поверка производится при номинальном напряжении во всех фазах, различных силах тока и симметричной нагрузке при со8;-р = 1 и со;3 ср = 0,5.

Окончательная поверка прибора должна быть произведена после черчения шкалы и установки ее на место. Поверка производится при тех же условиях нагрузки, что и выше, однако, если есть сомнения в правильности регулировки ваттметра, производят кроме поверки при симметричной нагрузке также поверку при асимметрии. В этом случае обычно ограничиваются поверкой при саз 9 = 1, номинальном напряжении и различных токах в последовательной обмотке сначала одного, а затем другого вращающего элемента ваттметра.

§ 35. Схемы для поверки и регулировки счетчиков принципиально не отличаются от схем, применяемых для поверки ваттметров. Однако счетчики имеют значительно большее распространение, чем другие измерительные приборы, и поверка их производится одновременно большими партиями по 20—30 и более штук. Вследствие этого схемы установок, предназначенных для поверки и регулировки счетчиков, обычно рассчитывают на одновременное включение большого количества счетчиков и они имеют широкие пределы регулирования и измерения тока и напряжения. Как правило, при регулировке счетчиков переменного тока применяется принцип разделенных цепей тока и напряжения, дающий независимость регулирования тока и напряжения. Для регулирования одиночных счетчиков в количестве 3—5 шт. может быть

Передаточное число и постоянная счетчикй 125

применена одна из схем, описанных выше для поверки ваттметров (фиг. 106 и 107).

На фиг. 110 приведена простейшая схема для массовой регулировки счетчиков. Здесь напряжение, подаваемое к параллельным обмоткам счетчиков, регулируется скачками — при помощи автотрансформатора и плавно — движковым реостатом. Сила тока регулируется при помощи секционированного и движкового реостатов. Регулирование сдвига фаз в схеме фиг. 110 не предусмотрено вовсе, так как схема предполагает регулировку при коэфициенте мощности, равном

единице или 0,5 (нижнее положение рубильника в цепи напряжения). Последнее является крупным недостатком схемы, так как не дает возможности производить поверку и регулировку счетчиков, прошедших капитальный ремонт и требующих поэтому регулировки при соз <р — 0. Кроме того потребление мощности при поверке счетчикоз на большие номинальные значения силы тока велико. Чтобы иметь возможность с достаточной точностью производить регулировку счетчиков как при 100%, так и при 10% нагрузки, необходимо иметь два образцовых ваттметра, например, 0,5 и 1 а и 5 и 10 а при 150 и 300 в для регулировки счетчиков на силу тока 5 и 10 а.

§ 36. Передаточное число и постоянная счетчика. Для того чтобы определить погрешности счетчика, следует производить различные вычисления. Основная величина, с которой приходится иметь дело, это н о м и н а л ь н а я п о с т о я н н а я с ч е т ч и к а С0 (см. § 16), т. е. количество энергии, учитываемое счетным механизмом счетчика при одном обороте

Фиг. 110. Простейшая схема для массовой регулировки счетчиков.

126 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [г л . II

диска. Номинальную постоянную Со обычно выражают в ваттсекундах на один оборот диска счетчика. Номинальная постоянная счетчика указывается на щитке счетного механизма счетчйка. Иногда вместо номинальной постоянной на щитке счетчика указывается величина, обратная номинальной постоянной — передаточное число /V, представляющее собой количество оборотов диска, приходящееся на 1 квтч. В этом случае номинальную постоянную следует определить по формуле

п 1000-3000 , ,С0 — ----- —— ваттсекунд на 1 оборот.

Здесь N — передаточное число, выраженное в оборотах на 1 квтч, а коэфициенты 1000 и 3600 служат для перевода мощности в ватты и времени в секунды. Иногда на щитках счетчиков встречаются надписи: «При тп ваттах — л оборотов в минуту». В этом случае номинальная постоянная определяется по формуле

С0 =-=60^- ваттсекунд на 1 оборот.

На счетчиках французских и английских фирм номинальную постоянную дают в виде

1 втч = К оборотов диска.

Номинальная постоянная будет для этого случаяп 3 500 , дС0 = —̂ г- ваттсекунд на 1 оборот,

§ 37. Действительная постоянная счетчика и относительный поправочный коэфициент счетчика. Для того чтобы определить, правильно ли работает счетчик, показания его сравнивают с показаниями образцовых ваттметра и секундомера (ср. § 39). С этой целью последовательно со счетчиком включают образцовый ваттметр, устанавливают некоторую нагрузку и при помощи ваттметра и секундомера определяют действительное количество ваттсекунд, приходящихся на один оборот диска счетчика. Эту величину называют действительной постоянной счетчика и обозначают ее буквой С (см. § 16). Действительная постоянная С определяется по формуле

Я/С = — ваттсекунд на 1 оборот,

$ 5Л] Требования, предъявляем ы е к счетчикам 127

где Р — мощность по ваттметру в ваттах;I — отсчет по секундомеру в секундах;

п — число оборотов диска счетчика за время I.Сравнивая действительную постоянную счетчика с номи

нальной, можно определить, правильно ли работает счетчик. Относительная погрешность счетчика будет

Т = 1°°% .

Погрешность счетчика может быть положительной, если С0 больше С (счетчик спешит, т. е. показывает больше, чем нужно), и отрицательной, если Со меньше С (счетчик отстает).

Иногда для определения погрешности счетчика находят не относительную погрешность счетчика, а его поправочный коэфициент, т. е. коэфициент, на который следует умножить показания счетчика, чтобы получить действительное значение израсходованной энергии. Поправочный коэфициент счетчика находится из формулы

где К — поправочный коэфициент;С и С0 — действительная и номинальная постоянные счетчика.

Если в выражение для поправочного коэфициента подставить значение для С из предыдущей формулы, то получим

Поправочный коэфициент К верно отрегулированного счетчика близок к единице. Если поправочный коэфициент больше единицы, то счетчик отстает, если меньше, то спешит.

§ 38. Требования, предъявляемые к счетчикам. Счетчики учитывают электрическую энергию с погрешностями, не одинаковыми при различных нагрузках. Наиболее существенные причины, вызывающие погрешность счетчика при изменении нагрузки, следующие:

1) непостоянство величины трения в подпятнике, подшипнике и счетном механизме счетчика;

2) непропорциональность между током и потоком в последовательной обмотке индукционного счетчика;

3) тормозное действие, оказываемое на вращение диска счетчика рабочим потоком последовательной обмотки индукционного счетчика.

128 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл. I I

Указанные выше причины приводят к тому, что счегчик может работать без погрешности только при одной-двух нагрузках. При других нагрузках счетчик будет иметь погрешность. На фиг. 111 приведена характерная нагрузочная кривая для индукционного счетчика. На фиг. 111 пунктиром внизу показана кривая счетчика, не имеющего компенсатора трения. Как видно из фиг. 111, такой счетчик имел бы очень большую отрицательную погрешность при малых нагрузках (т. е. отставал бы), так как вращающий момент счетчика в значительной мере затрачивался бы на преодоление трения. При наличии

ГХ

I О

И&■ -д• ч

Нагрузка 8 %

*ио го'зб4о 50 во ИГЬоЗо^оотйК -4Г чч X..////

Фиг. 111. Нагрузочная кривая счетчика.

компенсатора трения последний создает дополнительный вращающий момент, равный или даже превосходящий трение в подшипниках и в счетном механизме счетчика, вследствие чего погрешность его при малых нагрузках становится даже положительной. С увеличением нагрузкл, т. е. с увеличением вращающего момента счетчика, влияние трения и компенсационного момента становится незначительным.

При дальнейшем изменении нагрузки в пределах от 20 до 50% погрешность делается положительной за счет непропорциональности между изменением тока последовательной обмотки и потока, создаваемого им. Д алее при нагрузках свыше 50% и в особенности при перегрузках (свыше 100%) начинает сильно сказываться тормозящее действие потока последовательной цепи, которое замедляет вращение диска счетчика, вследствие чего погрешность его становится отрицательной.

Вследствие этого счетчик считается работающим верно, если его погрешности при изменении нагрузки не выходят за определенный предел. Существующий стандарт на электри

Р егули ровка счетчиков 129

ческие счетчики ОСТ/ВК.С 6225 * предусматривает для счетчиков допустимые погрешности: при токах от 10 до 125% от номинального и соз ср == 1 — в пределах + 2 ,5 , а при токах от 20 до 100% от номинального и соз. <р = 0,5 — в пределах + 4 ,0% .

Кроме того при поверке и регулировке счетчика необходимо добиться:

1) чтобы счетчик не имел самохода, т. е. чтобы диск счетчика при отсутствии нагрузки и при повышенном на 10% сверх номинального напряжении не вращался;

2) чтобы диск счетчика вращался без остановки при номинальном напряжении, соз ср = 1 и нагрузке в 1 % от номинальной, т. е. чтобы чувствительность счетчика была не. меньше 1%.

§ 39. Регулировка счетчиков. Для того чтобы погрешность счетчика не выходила за пределы допускаемых ОСТ/ВКС 6225, счетчик должен быть отрегулирован. Регулировка должна производиться в определенной последовательности, так как только в этом случае результаты регулировки будут удовлетворительны и сама регулировка займет немного времени. Различают два основных метода регулировки счетчиков: метод ваттметра и секундомера и метод контрольного счетчика.

а) М е т о д в а т т м е т р а и с е к у н д о м е р а . Регулировка, как выше уже указывалось, имеет целью добиться того, чтобы действительная постоянная счетчика или равнялась номинальной постоянной, или отличалась от нее не более чем на + 2 ,5% . При регулировке счетчика с помощью ваттметра и секундомера счетчик включают по схеме фиг. 110 и регулировку производят, пользуясь для определения действительной постоянной счетчика показаниями ваттметра и секундомера. Д ля упрощения вычислений, а также самого процесса регулировки, заранее подсчитывают время 1:, в течение которого счетчик должен сделать определенное число оборотов Ло, чтобы его действительная постоянная равнялась номинальной при различных нагрузках. Время 1: в секундах вычисляется по формуле

/ _Сап0(■— р .

* Более подр обно о требованиях к счетчикам см. .Инструкцию 30— 41 для поверки электрических счетчиков активной и реактивной энергии".

9 ЗаК. 4819. Измррительные приборы.

130 Контроль и испытание электроизмерительных приборов \гл . II

где Р — мощность по ваттметру в ваттах, а Со — номинальная постоянная счетчика в ваттсекундах на один оборот.

Вследствие того что регулировка ведется с некоторыми допусками' на погрешность счетчика (например + 2 % ) , то регулировку можно считать законченной, когда время 1\, в течение которого счетчик сделает п0 оборотов, будет отличаться от ̂ не больше чем на + 2 % . Для удобства заранее вычисляют также и эти пределы, между которыми должно лежать время вращения счетчика в соответствии с принятыми допусками.

Для примера предположим, что регулируется счетчик иа 5 а, 120 в, номинальная постоянная которого равна 900 ватт- секунд на 1 оборот.

Подсчет времени I произведем для номинальной нагрузки Р — 5 • 120 = 600 вг. Принимаем число оборотов «о — 40. Число оборотов По следует выбирать таким образом, чтобы отсчет времени ̂ был близок к 60 сек (50—70 сек). Кроме того число По желательно выбирать таким, чтобы оно делилось без остатка на 2 и 10, так как в этом случае время, определенное для 100% нагрузки, будет действительно и для нагрузки в 50 и 10%, если для этих нагрузок соответственно изменить число оборотов в два или в десять раз.

Определим время ( для нашего примера:

Допуская погрешность + 2 % , получим, что время вращения диска счетчика при этих условиях может колебаться в пределах

^ — 61,2 сек и 2̂ = 58,8 сек.

Следует отметить, что предварительная регулировка счетчика может производиться и при меньшем интервале времени (20—30 сек), однако после этого необходимо произвести окончательную поверку при нормальном числе оборотов (т. е. при времени около 60 сек).

Регулировка счетчика производится в следующей последовательности:

1. Производится п р о г р е в с ч е т ч и к а при номинальных напряжении и токе в течение 15 мин. Во время прогрева следует произвести осмотр всех частей счетчика. При этом необходимо:

а) обратить внимание на надежность крепления всех винтови деталей;

Р егули ровка счетчиков

б) проверить правильность сцепления зубчатого колеса счетного механизма с червяком на оси (сцепление должно быть на Уз — '/г зуб а);

в) проверить, не нагреваются ли параллельные обмотки счетчиков (нагрев может происходить за счет имеющихся в обмотке короткозамкнутых витков);

г) проверить, не согнута ли ось счетчика или не смят ли его диск;

д) проверить внешний вид счетчика и маркировку на щитке.

В том случае, если во время осмотра будут обнаружены какие-нибудь дефекты, их нужно немедленно до регулировки исправить или же, если это невозможно, счетчик снять со щита и отправить в мастерскую для исправления.

2. К о м п е н с а ц и я т р е н и я . При номинальном напряжении и разомкнутой последовательной обмотке регулируют приспособление для компенсации трения таким образом, чтобы диск счетчика не вращался. При этом тормозная проволочка должна быть отогнута к оси счетчика. Если вместо проволочки в диске счетчика имеются отверстия, то последние во время этой регулировки не должны находиться близко от вращающего элемента счетчика.

3. Р е г у л и р о в к а 90° с д в и г а м е ж д у Фу и II (см. § 16). При номинальном токе, напряжении и частоте и соз ср = 0 при помощи приспособления для регулировки сдвига [медная пластинка в зазоре магнитного шунта, коротко- замкнутые витки и т. п.] добиваются полной остановки (или очень медленного движения в правильную сторону) диска счетчика.

Чтобы получить соз ср — 0 устанавливают номинальный ток, напряжение и частоту и вращают ротор фазорегулятора до тех пор, пока ваттметр не покажет нуль.

4. Р е г у л и р о в к а п р и 100% н а г р у з к е , соз ср — 1 и номинальных значениях частоты и напряжения. Установив номинальный ток, напряжение и частоту, вращают ротор фазорегулятора до тех пор, пока ваттметр не даст наибольшего отклонения. Регулировка производится изменением тормозного момента, т. е. перемещением постоянного магнита. Следует добиваться такой скорости вращения диска, чтобы полученный отсчет времени лежал в допустимых пределах согласно заранее произведенному подсчету.

5. Р е г у л и р о в к а п р и 10% н а г р у з к е, соз ср — ! и номинальных значениях частоты и напряжения. Нагрузку, равную 10% номинальной, устанавливают по ваттметру. Изме

132 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл . П

няя положение компенсирующего приспособления, добиваются надлежащей скорости вращения диска счетчика (согласно подсчету).

6. Р е г у л и р о в к а п р и н о м и н а л ь н ы х т о к е , н а п р я ж е н и и , ч а с т о т е и с о з ср = 0,5. При номинальных значениях напряжения, частоты и силы тока устанавливают помощью фазорегулятора значение соз <р = 0,5, руководствуясь показанием ваттметра, которое должно быть равно половине показания при соз ср = 1.

Если окажется, что диск счетчика вращается слишком быстро или слишком медленно, следует произвести регулировку, пользуясь тем же приспособлением, которым пользовались при регулировке по п. 3.

7. У с т р а н е н и е с а м о х о д а с ч е т ч и к а . При напряжении на 10— 15% выше номинального и при разомкнутой последовательной обмотке счетчик должен находиться в покое. Регулировка производится отгибанием проволочки на оси, которая притягивается к сердечнику параллельной катушки. Проволочку следует изгибать таким образом, чтобы метка на диске при остановке счетчика приходилась против окна в кожухе, что облегчает наблюдение за самоходом счетчика.

8. Р е г у л и р о в к а ч у в с т в и т е л ь н о с т и . При нагрузке, равной 0,5% номинальной для счетчиков 1-го класса и 1 % для счетчиков 2-го класса, при номинальных значениях частоты, напряжения и соз <р = 1, счетчик должен безостановочно вращаться. Регулировка производится той же самой проволочкой на оси диска, при помощи которой устраняется самоход. Счетчики американских фирм не имеют приспособления для регулировки чувствительности и самохода (проволочки на оси диска). Д ля таких счетчиков регулировка чувствительности и самохода осуществляется при помощи изменения положения приспособления, компенсирующего трение (см. п. 5). Так как между регулировкой чувствительности и самохода имеется тесная связь, то после регулировки чувствительности следует убедиться в отсутствии самохода. Если последний обнаружен, то снова добиваются его устранения и затем вторично проверяют чувствительность счетчика. При регулировке следует считаться с характером кривой погрешности счетчика. Так, например, если счетчик имеет кривую, подобную кривой, изображенной на фиг. 111, характерную для счетчиков старого выпуска, то для него следует допустить при 100% нагрузке и со|з = 1 некоторую отрицательную погрешность (около 1 %). Если

Регули ровка счетчиков 133

для таких счетчиков оставить при 100% нагрузке погрешность + 0 , то, как это видно из фиг. 111 (пунктирная кривая), погрешность при нагрузке в 50% будет чрезмерно велика. При регулировке счетчиков, предназначенных для учета энергии при безиндукционной нагрузке (бытовые счетчики), можно регулировку упростить, отказавшись от регулировки по пп. 2, 3, 6. Отрегулированный таким образом счетчик должен иметь надпись: «отрегулирован при со? ср — 1».

9. Р е г у л и р о в к а с ч е т ч и к о в м е т о д о м к о н т р о л ь н о го с ч е т ч и к а п р и м а с с о в о й р е г у л и р о в к е . Обычно в этих случаях регулировку производят не по ваттметру и секундомеру, а по контрольному счетчику. Для этого, отрегулировав сначала один из предназначенных к регулировке счетчиков при помощи секундомера и ваттметра, все остальные счетчики регулируют по этому контрольному счетчику. Следует отметить, что партия предназначенных к регулировке счетчиков в этом случае должна быть подобрана не только по пределам измерения, т. е. по току и по напряжению, но также по типу счетчика и его номинальной постоянной.

Регулировку производят следующим образом: пользуясь метками, имеющимися на дисках, последние устанавливают в одинаковом положении и затем включением рубильников все счетчики одновременно приводят во вращение. После того как контрольный счетчик сделает несколько полных оборотов, рубильники выключают, смотрят на положение меток у счетчиков и производят регулировку каждого счетчика. В начале регулировки следует выключать рубильники за несколько оборотов контрольного счетчика, а затем, по мере того как регулировка приближается к концу, число оборотов увеличивают до 30—40 (при номинальной нагрузке). Метод регулировки по контрольному счетчику дает значительную экономию времени по сравнению с регулировкой по ваттметру и секундомеру. Регулировку контрольного счетчика следует производить с закрытым кожухом, который при регулировке остальных счетчиков должен быть снят с контрольного счетчика. Это требование необходимо выполнять для счетчиков, имеющих кожух из ферромагнитного материала.

Регулировка счетчиков методом контрольного счетчика производится в той же последовательности и теми же способами, которые были описаны выше для регулировки счетчиков по ваттметру и секундомеру,


§ 40. Поверка счетчиков после регулировки. После регулировки все счетчики должны быть поверены. Поверка может производиться способом ваттметра и секундомера (см. § 39) или методом контрольных станций. Иногда поверка ведется комбинированным методом: при 10% нагрузке поверку производят методом секундомера и ваттметра, а при других нагрузках методом контрольных станций.

Поверка счетчиков методом контрольных станций заключается в следующем: партию счетчиков количеством 40— 100 шт., одинаковых по пределу измерения (могут быть разнотипные), включают согласно схеме фиг. 110. Затем показания всех счетчиков записывают, включают соответствующую нагрузку (100, 50 или 10%) и дают счетчикам работать в течение нескольких часов. Промежуток времени работы счетчика следует выбирать таким, чтобы показание счетчиков изменилось на одну цифру третьего справа барабана счетного механизма, т. е. чтобы разность показаний счетного механизма составляла трехзначную цифру. Например, у счетчиков на 5 а, 120 в счетный механизм имеет две цифры после запятой, и для поверки методом контрольных станций достаточно счетчик включить в работу на 1 квтч, что составит при нагрузке в 100% (т. е. 600 вт) около I часа 40 минут. Разность показаний должна быть трехзначной цифрой, для того чтобы можно было определить погрешность счетчика с точностью до 1 %. Погрешности счетчика определяют путем сравнения изменения показания образцового счетчика (погрешность которого известна) с изменением показания остальных счетчиков. Метод контрольных станций имеет ряд преимуществ перед другими методами поверки:

1) поверка счетчика отнимает меньше времени;2) одновременно с определением погрешности счетчиков

проверяется также передаточное число счетчика. Метод контрольных станций применяют обычно только в случае необходимости производить поверку одновременно большого числа счетчиков.

После регулировки поверка производится в следующей последовательности:

1. Прогрев счетчиков при номинальных значениях силы тока, напряжения и частоты.

Во время прогрева следует произвести поверку передаточного числа счетного механизма счетчиков. Поверка передаточного числа счетного механизма производится следующим образом: установив 100% тока при номинальных значе

Р егули ровка трехфазных счетчиков 135

ниях напряжения, частоты и соз <р — 1, поддерживают по ваттметру мощность неизменной, наблюдая по счетному механизму счетчика за временем изменения показания счетчика. При этом отсчете необходимо брать по крайней мере 5— 10 цифр последнего правого барабанчика (или стрелки) счетного механизма, так как только в этом случае получаются достаточно точные результаты.

Определение поправочного коэфициент а при поверке передаточного числа производится по формуле

к ... Рг' /V -3600 • 1000 ’

где Р — мощность по ваттметру в ваттах;I — время по секундомеру в секундах;

N — число делений в киловаттчасах по счетному механизму счетчика;

3600, 1000 — множители для перевода ваттсекунд в кило- ваттчасы.

2. Поверка при 100% тока, соз.9, = 1 и номинальных напряжении и частоте.

3. То же, что в п. 2, но при 50% тока.4. То же, что в п. 2, но при 10% тока.Если счетчик предназначен для индуктивных нагрузок, то,

кроме этого, следует произвести поверку также при 100, 50 и 20% тока и соз 9 = 0,5.

После определения погрешности счетчиков следует определить чувствительность и убедиться в отсутствии самохода.

§ 41. Регулировка трехфазных счетчиков активной энергиипроизводится в следующей последовательности:

1. Подготовка к регулировке.2. Регулировка счетчиков с двумя элементами (по схеме

двух ваттметров) и счетчиков с тремя элементами (для четырехпроводной сети), включающая в себя нижеследующие операции:

а) предварительная регулировка самохода;б) регулировка при соз 9 = 0;в) балансировка систем;г) регулировка тормозным магнитом при 100% нагрузке

и соз 9 = 1,0 ;д) регулировка при 100% нагрузке и соз 9 = 0 ,5 ;е) регулировка при 10% нагрузке;ж) устранение самохода;з) регулировка чувствительности;


и) окончательная проверка счетчиков под кожухом при нагрузках 100, 50 и 10% и соз ср = 1 и при нагрузках 100, 50 и 20% и сов 9 — 0,5;

к) проверка передаточного числа счетного механизма.1. П о д г о т о в к а к р е г у л и р о в к е . Партию однотип

ных счетчиков (по пределам измерения) в количестве 10— 15 шт. (но не менее 4 шт.) навешивают и включают на щит счетчиков. При включении трехфазных счетчиков следует обращать внимание на соответствие порядка следования фаз при регулировке с монтажной схемой включения счетчика. После этого включают образцовые приборы и устанавливают ток, равный 100% номинального при номинальном напряжении. При этих условиях производится осмотр счетчиков. Осмотр счетчиков заключается: во внешнем осмотре (наличие всех винтов, щитков, исправность основных частей счетчика, окраска счетчика как снаружи, так и внутри, состояние обмоток счетчика и т. п.), в осмотре зацепления между осью счетчика и счетным механизмом и в определении трения в опорах. Последнее определяется по работе счетчика при номинальных токе и напряжений (во время осмотра производится такж е прогрев счетчиков).

2. Р е г у л и р о в к а д в у х э л е м е н т н ы х и т р е х э л е м е н т н ы х с ч е т ч и к о в (по схеме двух ваттметров).

а) П р е д в а р и т е л ь н а я р е г у л и р о в к а с а м о х о д а производится для правильной установки компенсаторов трения. С этой целью в трехфазном счетчике выключают ток во всех системах, напряжение же оставляют только на той из систем, регулировку которой производят. При этом тормозная проволочка, если таковая имеется, пригибается к оси счетчиков и остается в этом положении на все время регулировки счетчика по данному пункту. Если вместо проволочки в диске имеется отверстие, то оно при регулировке не должно находиться около электромагнитной системы счетчика. Компенсаторы трения ставят в такое положение, чтобы диск счетчика не вращался.

Отрегулировав компенсацию трения на одной системе, аналогично производят регулировку на второй и третьей системе. После этого включают все три напряжения и, равномерно переставляя компенсаторы трения на системах, добиваются очень медленного вращения диска в нормальную сторону.

б) Р е г у л и р о в к а п р и сок 9 = 0 обеспечивает правильность работы счетчика при индуктивных нагрузках. Регулировку производят следующим образом: устанавливают

Р егули ровка трехфазных счетчиков 137

номинальное для счетчика напряжение во всех трех фазах и номинальный ток в одной из фаз. Затем с помощью фазорегулятора устанавливают сдвиг фаз между током и напряжением в 90°. При таком сдвиге стрелка образцового ваттметра, включенного аналогично счетчику, дает отклонение, равное нулю. Затем, воздействуя на приспособление для регу. лировки внутреннего сдвига, добиваются, чтобы диск счетчика находился в неподвижном состоянии или же вращался так же, как и при регулировке компенсации трения. Если с помощью регулирующих приспособлений не удается установить диск в неподвижное состояние, то, следовательно, имеем неправильную установку последовательного магнито-

IV

1 <6- - Д Т )

2 &- --X-

-сш>-

Фиг. 112. Схема проверки правильной балансировки элементов трехфазного счетчика.

провода (перекос его) или же наличие замыканий между витками параллельной обмотки. Для выяснения характера неисправности выключают напряжение во всех трех фазах, оставляя ток включенным (номинальное значение). Если при этом диск продолжает двигаться, то, следовательно, имеет место перекос системы, который должен быть устранен до полной остановки вращения счетчика. Если счетчик не удается отрегулировать при со§ ф = 0, несмотря на правильность сборки, то следует заменить параллельную обмотку, имеющую короткозамкнутые витки, так как исправление ее невозможно. Аналогичным же способом регулируют вторую и третью системы.

в) Б а л а н с и р о в к а э л е м е н т о в ставит перед собой задачу выравнивания вращающих моментов отдельных элементов. С этой целью в двухэлементных счетчиках последовательные обмотки включают последовательно, но навстречу друг другу, параллельные же обмотки включают на одно и то ж е линейное напряжение (фиг. 112). Таким образом вращающие моменты электромагнитных элементов действуют

13И Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл. II

в противоположные стороны и диск счетчика должен стоять. Если же диск все ж е вращается, то изменяют действие одной из систем,, при помощи удаления или приближения к диску

И'

4%г 0-

3 0 -

С0-

*

Фиг. 113а. Схема балансировки трехэлементных счетчиков.

последовательного магнитопровода или же путем перемещения всей электромагнитной системы до полной остановки диска. Регулировка должна производиться при со$ ср = 1, в чем убеждаются по ваттметру, включенному согласно схеме

Фиг. 1136. Схема балансировки трехэлементных счетчиков.

фиг. 112. Максимального отклонения ваттметра (сой <р = 1) при этом добиваются, изменяя положение ротора фазорегулятора.

При балансировке трехэлементных счетчиков, их включают по схеме фиг. 113а и производят описанным выше мето

§ 4 / ] Р егули ровка трехфазных счетчиков 139

дом балансировку элементов 1 и 2, затем счетчик включают по схеме фиг. 1136, балансируют элемент 3 с 1.

При балансировке желательно перемещать электромагнитные элементы таким образом, чтобы в результате регулировки получить наибольшие рабочие потоки.

Иногда балансировку не делают, а производят регулировку счетчика по элементам. В этом случае регулировку первого элемента следует производить, передвигая тормозный магнит, регулировку же второго и третьего элементов — при помощи изменения вращающего момента регулируемого элемента.

г) Р е г у л и р о в к а т о р м о з н ы м м а г н и т о м п р и 100% н а г р у з к е и со|з<р = 1. Для регулировки тормозным магнитом включают счетчики по нормальной схеме (фиг. 108, 109) и устанавливают номинальную нагрузку во всех трех фазах со8 <р = 1. Передвижением тормозного магнита добиваются необходимой скорости вращения диска счетчика.

При регулировке счетчиков следует иметь в виду форму нагрузочной кривой счетчика (см., например, фиг. 111). В том случае, когда нагрузочная кривая имеет большую кривизну (что имеет место в счетчиках старых типов), регулировку счетчика при 100% нагрузке и соз;9 = 1 следует производить таким образом, чтобы поправочный коэфициент счетчика был равен 1,005— 1,015.

д) Р е г у л и р о в к а п р и 100% н а г р у з к е и со)з <р = 0,5. Регулировкой на сдвиг фаз при соз = 0 мы в основном уже отрегулировали счетчик на индукционные нагрузки, однако проведенная при соз ,<р; = 0 регулировка обладает недостаточной точностью, так как регулировка производится при отсутствии движения диска счетчика, вследствие чего в значительной степени на регулировку влияет трение. Поэтому после регулировки тормозным магнитом, не меняя нагрузки, с помощью фазорегулятора создаем сдвиг фаз, равный + 60° (соз ср = 0,5), и определяем поправочный коэфициент счетчика.

В случае, если счетчик имеет погрешность выше допускаемой по нормам, то необходимо воздействовать на приспособление для регулировки внутреннего сдвига фаз на той системе, вращающий момент которой при этом равен или близок к нулю.

е) Р е г у л и р о в к а п р и 10% н а г р у з к е . Регулировка при 10% нагрузке имеет своей целью отрегулировать кривую погрешностей счетчика на участке малых нагрузок. Устанавливают номинальное напряжение, а ток

140 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл. П

равным 10% от номинального. Регулировку производят компенсаторами трения. Перестановку компенсаторов трения на каждой .системе следует производить отдельно, а затем, включив обе системы, проверить полученный поправочный коэфициент.

ж) У с т р а н е н и е с а м о х о д а . При повышенном на 10% от номинального напряжении без нагрузки, счетчик не должен приходить во вращение даж е при легком постукивании по корпусу. Считается удовлетворительным, если диск счетчика, сделав часть оборота, уверенно остановился в момент прохождения проволочки (тормозного флажка) или отверстия в диске против параллельной катушки. Проволочку следует пригибать таким образом, чтобы при остановке метка на диске приходилась как раз против окна в кожухе, что значительно облегчает наблюдение за самоходом счетчика. Устранение самохода производится при помощи отгибания проволоки укреплений на оси, если таковой нет, — при помощи компенсатора трения.

з) Р е г у л и р о в к а ч у в с т в и т е л ь н о с т и . Регулировка чувствительности производится при номинальном напряжении, токе, равном 1 % от номинального, со‘з <р = 1 и при равномерной нагрузке. Регулировка производится так же, как и при устранении самохода.

В том случае, если при регулировке чувствительности пришлось отгибать проволочку или менять положение компенсационного винта, следует повторить п. «ж».

и) П р о в е р к а с ч е т ч и к о в п о д к о ж у х о м на в с е х н а г р у з к а х :

100%, 50% и 10% номинального тока при сок «р = 1,0;100%, 60% и 20% номинального тока при со» ф = 0 ,5 .

Проверка иод кожухом необходима потому, что при надевании железного кожуха происходит шунтирование кожухом потоков тормозного магнита и электромагнитных систем. Влияние кожуха должно быть учтено, в особенности при малых нагрузках, при регулировке счетчиков, имеющих железный кожух.

к) П о в е р к а п е р е д а т о ч н о г о ч и с л а с ч е т н о г о м е х а н и з м а . Поверка производится при сой <р = 1, номинальных значениях тока, напряжения, частоты и при равномерной нагрузке. При поверке следует делать отсчет не менее чем шесть последних цифр счетного механизма.

§ 42. Испытание измерительных трансформаторов. О пределение полярности. Если у трансформатора тока обозначение

$ 42\ Испытание измерительных трансформаторов 141

зажимов сделано правильно, то при прохождении по первичной обмотке тока в- направлении от Л \ к Л 2, ток во вторичной цепи будет направлен от И 2 к И\. Правильное обозначение зажимов имеет чрезвычайно большое значение при включении с измерительными трансформаторами ваттметров,

>иг. 114. Схема поверки полярности трансформатора тока.

Фиг. 115. Схема поверки полярности трансформатора напря

жения.

фазометров и счетчиков. Поверка полярности зажимов трансформатора тока может быть проведена по схеме фиг. 114 при помощи трансформатора тока, разметка заж имов которого нам известна. Образцовый трансформатор, по которому определяется полярность, должен иметь одинаковый с испытуемым коэфициент трансформации. Если обозначения на испытуемом трансформаторе правильны, то по амперметру А будет протекать разность токов /о и 1Х , а так как эти токи одинаковы по величине, но направлены навстречу друг другу, то по амперметру ток протекать не будет и его отклонение будет равно нулю. В том случае, если полярность не верна, по амперметру будет протекать ток, удвоенный по сравнению с током /о или I х . Поэтому амперметр А следует брать на предел измерения в два раза больший (10 а) предела амперметров А 0 и А х (5 а).

Аналогичная схема трех вольтметров существует для определения полярности трансформатора напряжения (фиг. 115). Если обозначения у трансформатора правильны, то вольтметр покажет разность напряжений 11а и , показываемых,

Фиг. 116. Схема поверки полярности трансформатора

тока на постоянном токе.


соответственно, вольтметрами Уо и V т. е. нуль. При неверном обозначении зажимов вольтметр V дает удвоенную величину отклонения по сравнению с Ко и У®.

Существует еще один очень простой способ определения полярности зажимов при помощи аккумулятора или сухой батареи и магнитоэлектрического вольтметра. Испытание ведется по схеме фиг. 116. Ко вторичным зажимам подключают вольтметр магнитоэлектрической системы, причем так, чтобы положительный зажим прибора был присоединен к за жиму И 1. Плюс батареи присоединяется к зажиму Л \ первичной цепи трансформатора. Если обозначения зажимов трансформатора сделаны верно, то при з а м ы к а н и и рубильника 5 вольтметр дает отклонение в положительную сторону.

§ 43. Определение погрешности трансформатора тока. Поверка трансформаторов тока заключается в определении погрешности в коэфициенте трансформации и в угле сдвига. Существует очень много способов для поверки трансформаторов тока, дающих достаточную точность измерения; из них мы опишем простейший, а именно метод двух амперметров (фиг. 117, а и б). Этот метод заключается в измерении при помощи двух амперметров токов в первичной и вто-

Фиг. 117. О пределение погрешности трансформатора тока методом двухамперметров.

ричной цепях трансформатора. Метод позволяет определить только погрешность в коэфициенте трансформации и то с очень невысокой точностью. Этот метод нашел применение только для грубого определения погрешности трансформаторов тока. Так как во многих случаях практики в наличии не имеется амперметров на большую силу тока, требующихся для этого метода, то схему фиг. 117, а видоизменяют по схеме фиг. 117,6, где включены два трансформатора тока, имеющие одинаковые коэфициенты трансформации. Один из этих трансформаторов Т 0 — образцовый, другой Т„ — испытуемый.

\*> 44\ П орядок работ при ЛоиерИе трансформатора тоКи 14 4

При точных определениях погрешностей трансформатора пользуются другими более сложными методами, позволяющими к тому же определять и угловую погрешность трансформатора.

§ 44. Порядок работ при поверке трансформатора тока.Поверка каждого измерительного трансформатора состоит из следующих операций:

А. Наружный осмотр трансформатора;Б. Поверка электрических качеств трансформатора.А. Н а р у ж н ы й о с м о т р т р а н с ф о р м а т о р а . Про

изводится тщательный осмотр трансформатора и проверяется отсутствие дефектов, препятствующих его применению. К поверке допускаются вполне исправные измерительные трансформаторы. Трансформатор тока и напряжения считается н е п р и г о д н ы м для поверки при наличии в нем нижеследующих дефектов:

а) загрязненность;б) отсутствие зажимов или их повреждение;в) повреждение кожуха, отсутствие окраски кожуха, от

сутствие винтов, крепящих кожух;г) повреждение изоляторов;д) отсутствие щитка;е) отсутствие разметки зажимов;

ж) отсутствие приспособлений для пломбирования.Б. П о в е р к а э л е к т р и ч е с к и х к а ч е с т в и з м е

р и т е л ь н ы х т р а н с ф о р м а т о р о в . Испытание должно производиться при частоте 50 гц и от источников тока, имеющих синусоидальную форму кривой напряжения.

Полная поверка трансформаторов тока и напряжения производится в такой последовательности:

а) испытание прочности изоляции;б) определение погрешности.При определении погрешности измерительных трансфор

маторов все приборы собранной схемы должны быть удалены от трансформаторов, электрических машин, проводов, электрических аппаратов, создающих магнитные поля рассеяния, на достаточное от них расстояние (не менее 3 м ).

Все приключаемые к точным измерительным приборам провода должны быть свиты.

И с п ы т а н и е п р о ч н о с т и и з о л я ц и и . Прочность изоляции первичной обмотки трансформатора тока по отношению к вторичным обмоткам и корпусу должна испытываться при напряжениях, указанных ниже в таблице.

144 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл . И

1 [спытуемый

трансформатор тока

Испытательное напряжение в киловольтах при номинальном напряжении трансформа

торов тока в киловольтах

0,5 | 3 6 10 35

Вновь изготовленные трансформаторы тока 5 12 20 25 70

Трансформаторы тока, бывшие в эксплоатации 3 7 14 21 70

Изоляция вторичной обмотки трансформатора тока по отношению к корпусу должна выдерживать испытательное напряжение 2 кв в течение 1 мин.

Для целей испытания должен применяться трансформатор мощностью не менее 0,5 ива, отнесенной ко вторичной обмотке.

Независимо от метода перед определением погрешности трансформаторов тока необходимо:

а) проверить правильность разметки зажимов поверяемого трансформатора (полярность, см. § 42);

б) размагнитить трансформатор.Для размагничивания рекомендуется применять один из

следующих двух методов:1. Ток первичной цепи трансформатора тока доводят до

номинального значения. С помощью движкового реостата увеличивают сопротивление вторичной цепи до 20—30 ом и затем плавно уменьшают сопротивление вторичной цепи до нуля и этим производят размагничивание сердечника.

2. Ток первичной цепи трансформатора тока доводят до номинального значения при сопротивлении во вторичной цепи около 10 ом. Путем доведения тока в первичной цепи до нуля размагничивают сердечник трансформатора тока.

§ 45. Определение погрешности трансформатора напряжения. М етод двух вольтметров. Для определения погрешности трансформатора тока существует несколько методов. Рассмотрим простейший из них — метод двух вольтметров, схема которого показана на фиг. 118. Этот метод заключается в измерении при помощи двух вольтметров напряжения, приложенного к первичной и индуктированного во вторичной обмотках. Метод позволяет определить только погрешность в коэфициенте трансформации и притом только приближенно. Практически схема фиг. 118, а может быть использована

46) П орядок работ при поверке трансформатора напряжения 145

только для сравнительно небольших напряжений порядка 600—600 в , так как па большие напряжения вольтметры, Имеющие достаточную точность показаний, не изготовляются. Кроме того самая схема становится опасной для жизни. Тогда схему фиг. 118, а видоизменяют, включая для измерения первичного напряжения вольтметр через измерительный трансформатор (фиг. 118, 6) . Метод двух вольтметров для определения коэфициента трансформации нашел применение только для грубого определения погрешности.

<А'

*, Та ,х А Та , X А То ,ХЬ\ЛЛЛ/УУ« илллллчл̂

аГЛЛЛ'\ЛЛЛ* а ,х аг, X

Ч ? у —

а) 6)

Фиг. 118. О пределение погрешности трансформатора напряжения методом двух вольтметров.

При точных измерениях предпочитают пользоваться более совершенными методами, позволяющими также определить угловую погрешность.

§ 46. Порядок работ при поверке трансформатора напряжения. Определение погрешности трансформаторов напряжения следует производить в следующей последовательности:

1. Поверка правильности разметки зажимов методом сравнения с образцовым трансформатором (фиг. 115). Установив номинальное значение первичного напряжения, наблюдают за показаниями вольтметра V. Если вольтметр показывает нуль, то разметки зажимов сделаны верно. В противном случае вольтметр покажет удвоенное по сравнению с V о напряжение, и тогда установку следует отключить, поменять местами провода, идущие от вторичной обмотки испытуемого трансформатора. После переключения следует снова установить номинальное напряжение и убедиться, что разметка за жимов теперь правильна. Только после этого можно приступить к дальнейшим измерениям.

Ю Зак . 4819. Измерительные приборы.

146 Контроль и испытание электроизмерительных приборов [гл . II

2. Включают трансформаторы и приборы согласно схеме фиг. 118.

Вторичные обмотки трансформаторов следует, как это показано на фиг. 118,6, заземлять. Для регулирования первичного напряжения в схеме должна быть предусмотрена установка с повысительным трансформатором, позволяющая в широких пределах регулировать напряжение, подаваемое к первичной обмотке трансформаторов напряжения. Напряжение измеряют при помощи вольтметра Vо, включенного во вторичную обмотку образцового трансформатора. Нагрузка, создаваемая этим вольтметром, должна быть учтена при определении погрешности образцового трансформатора напряжения, поверяемого органами Комитета мер и измерительных приборов.

Поверка трансформатора напряжения должна производиться при напряжении 90, 100 и 110% от номинального напряжения.

Поверка трехфазного трансформатора напряжения принципиально ничем не отличается от поверки однофазного. Следует только иметь в виду, что при поверке питание испытуемого трансформатора должно производиться от трехфазного повысительного трансформатора напряжения. Нагрузка вторичной обмотки испытуемого трансформатора должна быть симметрична по фазам. Так как на некоторые типы трансформаторов напряжения влияет последовательность фаз, то испытуемый трансформатор напряжения должен быть включен по фазоуказателю согласно имеющейся на зажимах трансформатора маркировке.

Место, где производится испытание трансформаторов напряжения, должно быть ограждено заземленной металлической сеткой, а к двери следует установить блокирующие контакты, которые разрывают оба полюса первичной цепи повышающего трансформатора. Это требование диктуется техникой безопасности, так как при наличии блокконтактов персонал, производящий поверку, огражден от попадания под высокое напряжение.

Г л а в а III

М ОНТАЖ Э Л ЕКТРО И ЗМ ЕРИ ТЕ ЛЬН Ы Х ПРИБОРОВ

§ 47. Общие требования при установке измерительных приборов. Электроизмерительные приборы являются органами контроля работы электрических установок, позволяющими обслуживающему персоналу судить о режиме работы установки, правильно управлять ею и своевременно устранять возникающие ненормальности. Поэтому целесообразное использование электроизмерительных приборов является непременным условием рентабельной эксплоатации электрической установки. Выбор и установка приборов требуют очень серьезного и вдумчивого к себе отношения. Важнейшие требования при установке электроизмерительных приборов сводятся к следующему:

а) Выбранные приборы должны удовлетворять задаче измерений в обслуживаемой части установки по роду тока, по пределу измерения, по технически обоснованной точности измерения, по соответствию условиям нормального и аварийного режимов работы установки, по степени защищенности измерительного механизма от разрушительного действия окружающей среды и по условиям удобства отсчета.

б) Приборы должны быть надлежащего качества и в-исправности.

в) Приборы должны быть надежно закреплены и расположены удобно для отсчета.

г) Приборы должны действовать не только в условиях нормального режима, но также и после его прекращения, а в отдельных случаях — допускать отсчеты и во время аварийного режима. С этой целью, если измерительный механизм не приспособлен для особо аварийных условий, требуется применение специальной защиты.

§ 48. Установка показывающих приборов. После распаковки электроизмерительные приборы должны быть вытерты сухой мягкой тряпкой и подвергнуты внешнему осмотру. Пломбы на корпусах приборов не должны быть повреждены. Корпус не должен иметь вмятин или царапин. Стекло должно быть без трещин и неподвижно укреплено

10*

т Монтаж электроизмерительных приборов [гл. / / /

в кожухе. При покачивании прибора стрелка должна слегка колебаться, обнаруживая этим отсутствие затирания в опорах. К прибору должны быть приложены токоведущие и крепежные стержни ’по числу соответствующих резьбовых отверстий

в токоведущей арматуре и цоколе прибора.

Рекомендуется до монтажа подвергнуть прибор проверке, чтобы при испытании установки в целом обнаруженные ненормальности могли быть отнесены исключительно за счет дефектов наружной схемы. Следует проверить правильность обозначений полярности или фаз, а также точность прибора. Те приборы, которые обнаружили при испытании наиболее высокую точность, целесообразно применять в наиболее ответственных местах.

Приступая к установке приборов, следует расположить их так, чтобы обеспечить максимальные удобства отсчета по тем приборам, показания которых снимаются наиболее часто, и на оборот, приборы, предназначенные для очень редких отсчетов, должны быть по возможности удалены со щита, чтобы напрасно не отвлекать внимания обслуживающего персонала, и установлены отдельно, в стороне. Поэтому, например, рекомендуется приборы, применяемые только во время пуска и синхронизации машин, выносить на отдельные колонки (фиг. 119) или специальные поворотные панели.

Счетчики обычно устанавливают в нижней части щита или позади щита.

Шкала прибора должна быть хорошо освещена, но так, чтобы стекло не блестело, затрудняя отсчет показаний.

При размещении приборов необходимо считаться с влиянием на показания прибора внешних магнитных полей, создаваемых токами в шинах. Кроме того токи короткого замыкания в отдельных случаях могут образовать поле, способное испортить прибор. Для предотвращения этих явлений следует удалить прибор на безопасное расстояние

Фиг. 119. Монтаж приборов для синхронизации на отдельной

колонке.

Установка показы ваю щ их приборов 149

от шин или кабелей, несущих сильные токи. Необходимое расстояние для приборов с железным кожухом может быть рассчитано по формуле

I = —1000 ’

где I. — расстояние от прибора до прямолинейного проводника с током в метрах; / — сила тока в проводнике в амперах.

Для приборов, у которых кожух не железный, в знаменатель приведенной формулы следует поставить цифру 600 вместо 1000.

Приведенная формула верна лишь для одиночного провода. Для случая двух проводов или шин, по которым идут токи в противоположных направлениях, следует учесть обратное поле второго провода.

Показывающие электроизмерительные приборы монтируют обычно на распределительных щитах или специальных колонках. Материалом щитовых панелей почти всегда служит листовая сталь толщиной 3—5 мм, реже — мрамор, гети- накс, шифер или дерево при толщине от 20 до 35 мм.

В соответствии с заданной схемой производятся разметка панелей и сверловка отверстий. Для этой цели очень удобно пользоваться ручной электрической дрелью.

По способу установки различают выступающий монтаж (фиг. 120 и 121) и утопленный монтаж (фиг. 122 и 123).

Тот и другой монтаж осуществляется просто и удобно, если прибор имеет специально приспособленный корпус.

Но приходится иногда приборы выступающего типа монтировать как утопленные. В этих случаях укрепляют цоколь прибора на специальных шпильках, устанавливаемых позади щита, а зазор между кожухом прибора и краями отверстия, проделанного в панели, закрывают фронтальным кольцом или рамкой.

При выступающем монтаже в панели приходится просверливать отверстия только для крепежных и токоведущих стержней. Отверстия для токоведущих стержней в стальных

Фиг. 120. Выступающий монтаж измери

тельного прибора.

150 Монтаж электроизмерительных приборов [гл. / / /

панелях необходимо просверливать или распиливать таких размеров, чтобы расстояние от стержней до краев отверстия было не ме,нее 4 мм. При установке приборов на стальных панелях рекомендуется прилагаемые к прибору длинные крепежные шпильки либо заменить короткими, либо укоротить в соответствии с толщиной панели.

Если расположение крепежных отверстий не согласовано с расположением стержней прибора, так что при установке

прибора стержни туго входят в отверстия панели, последние необходимо расширить и обеспечить совершенно свободный проход стержней. В противном случае, а также и при неумерен-

Фиг. 121. Выступающий ф и г- 122- Утопленный монтажмонтаж щ итового прибора. измерительных приборов.

ной затяжке крепежных гаек возможны деформации цоколя прибора, которые обычно вызывают значительные погрешности в показаниях находившегося в полной исправности прибора, а иногда приводят даже к порче измерительного механизма.

При утопленном монтаже приборы со специально приспособленным корпусом имеют фронтальный фланец, предназначенный для прикрепления прибора к щиту (фиг. 124) и закрывающий зазор между корпусом прибора и краями отверстия. В этом случае кроме отверстий для прохода крепежных шпилек приходится в панели проделывать большое отверстие для погружения в него утопленной части корпуса прибора. Изготовляется это отверстие обычно путем сверловки ряда небольших отверстий, расположенных по контуру требуемого окна на расстоянии нескольких

,§ 48} Установка показы ваю щ их приборов 151

миллиметров одно от другого. Затем перемычки между отверстиями пропиливают или прорубают и заключенную внутри очерченного контура часть панели удаляют.

Фиг. 123. Утопленный монтаж прибора.

После этого следует сравнять зазубренные края полученного в панели окна.

Для утопленного монтажа особенно удобны приборы в прямоугольных корпусах утопленного типа (см. фиг. 8 ,6 ) . При монтаже большого количества таких приборов на панели пришлось бы проделать много прямоугольных отверстий, превращающих панель в решетку.

Поэтому в подобных случаях целесообразно вообще отказаться от панели в виде листа, а заменить се переплетом из полосовой стали.

Прямоугольные приборы, плотно смыкаясь своими фронтальными фланцами (фиг. 125), заполняют всю площадь панели. Отдельные не занятые приборами места могут быть закрыты прямоугольными пластинками, идентичными с фланцами приборов.

В последние годы все чаще встречаются распределительные устройства, оборудованные миниатюрными приборами, допускающими отсчет только на небольшом расстоянии. Благо

152 Монтаж электроизмерительных приборов [гл. III

даря компактному размещению большого количества таких приборов необходимость отсчета на небольшом расстоянии не представляет неудобств для персонала станции. С другой стороны, • сооружение весьма компактных распределительных щитов дает значительную экономию стоимости не только самого щита, но и помещения, возводимого для пульта.

Фиг. 125 Утопленный монтаж прямоугольных профильных приборов.

§ 49. Расположение и установка счетчиков. В распределительных устройствах, в сетях и у приемников электрические счетчики почти всегда устанавливают в таких местах, где они могут учитывать энергию, передаваемую на договорных основаниях. Расчеты между поставщиком и потребителем энергии производятся на основании показаний счетчика, что требует от последнего надежности в работе и независимости показаний от случайных внешних причин или умышленного воздействия заинтересованной стороны. Такая независимость показаний от внешних факторов достигается надежно защищающей измерительный механизм конструкцией кожуха, пломбируемого после поверки счетчика, а также выполнением специальных требований при монтаже. Требо

Располож ение и установка счетчиков 153

вания эти сводятся к надежному закреплению счетчика п положении, обеспечивающем вертикальность оси подвижной части, и к ограждению подводов от их переключения без повреждений пломб.

В отличие от других электроизмерительных приборов нет никакой надобности в непрерывном наблюдении за показаниями счетчика. Отсчет показаний счетчиков производится периодически через определенные промежутки времени, которые в разных случаях устанавливаются в пределах от нескольких часов до нескольких месяцев. Естественно поэтому стремление не загромождать распределительные щиты счетчиками, а выносить их в такие места, которые не могут быть использованы для установки других показывающих приборов. Поэтому обычно счетчики устанавливают позади распределительного щита на стене или на каркасе на высоте 1,2—1,5 м и реже — на передней стороне щита внизу на высоте 200—300 мм от пола.

Полученные для монтажа счетчики после распаковки должны быть осторожно, чтобы не повредить целости пломб, вытерты сухой мягкой тряпкой и подвергнуты внешнему осмотру. Все пломбы на винтах, запирающих корпус, не должны быть повреждены, кожух не должен иметь царапин и вмятин, стекло должно быть закреплено совершенно неподвижно. При обнаружении неисправностей счетчик должен быть отправлен в ремонт. До монтажа следует подвергнуть счетчик поверке, а для трехфазных счетчиков определить также правильность маркировки зажимов.

Осмотренный и поверенный счетчик устанавливают в назначенном месте, закрепляя его тремя винтами. Ось подвижной части должна быть вертикальна, причем отклонение от вертикали допускается не более чем на 5°.

При закреплении счетчика необходимо исключить какие бы то ни было перекосы, могущие деформировать цоколь. Особенно уязвимы в отношении перекосов счетчики индукционной системы, в которых погрешность от неосторожного монтажа может достигать нескольких процентов.

У потребителей энергии подводящая линия монтируется в защитных трубках или особым защищенным проводом, чтобы исключить возможность включения приемников до счетчика. При установке бытовых счетчиков требуется также проложить в защитной трубке отводящую линию на высоту 1 м над счетчиком, где устанавливается предохранитель.

Все подведенные концы вместе с зажимами закрываются специальной крышкой и пломбируются,

154 Монтаж электроизмерительных приборов \гл . / / /

При подведенном к счетчику напряжении без нагрузки диск должен быть неподвижен, а при нагрузке должен вращаться по направлению стрелки.

§ 50. Включение счетчиков различных типов. В простейших случаях включение счетчиков не представляет никаких

Фиг. 126. Схема включения Фиг. 127. Схема включения счетчика одноф азного тока. счетчика одноф азного тока

через измерительные трансформаторы.

затруднений. Включение трехфазных счетчиков, особенно с измерительными трансформаторами, довольно часто, вслед-

Фиг. 128. Схема включения счетчика трехф азного тока.

Фиг. 129. Схема включения счетчика трехфазного тока через измерительные трансфор

маторы.

ствие ошибок, допущенных при включении, приводит к значительным погрешностям в измерении энергии. Поэтому при включении счетчиков необходимо строго придерживаться

$ 5 /] Монтаж самопиш ущ их приборов 153

установленных схем соединения и пользоваться счетчиками и измерительными трансформаторами с проверенным обозначением зажимов.

Согласно ОСТ 6225 для включения счетчиков установлены схемы, изображенные на фиг. 126, 127, 128 и 129.

В приведенных схемах применены следующие обозначения:

Г — линия генератора, соединяющая счетчик с генератором;

// — линия нагрузки, соединяющая счетчик с приемником;I, 2 ,3 — порядок следования фаз;

Г с соответствующими цифрами — генераторные концы обмоток;

Н с цифрами — негенераторные концы.§ 51. Монтаж самопишущих приборов. Самопишущие при

боры в большинстве случаев располагают на лицевой стороне

Фиг. 130. Щит с самопишущими приборами.

шита, причем применяются как выступающие, так и утопленные самопишущие приборы.

В этих случаях часто самопишущими приборами пользуются и как показывающими, чем устраняется необходимость приме

156 Монтаж электроизмерительных приборов [гл. Ш

нения последних (фиг. 130). В тех случаях, 1<огда самопишущими приборами пользуются только для регистрации измеряемой величины, а наблюдение за ней производится по показывающим • приборам, самопишущие приборы монтируются наряду со счетчиками за щитом.

Крепление выступающих самопишущих приборов ничем не отличается от крепления аналогичных показывающих приборов. Несколько иначе обстоит дело с креплением утопленных самопишущих приборов.

Приборы, специально предназначенные для утопленного крепления, должны вследствие большого веса иметь доста

точно прочный корпус, позволяющий крепить их на фронтальной раме. Это достигается тем, что корпус таких приборов делается литым и представляет одно целое с фронтальной ра- Иой. Утопленное крепление самопишущих приборов, предназначенных для выступающего монтажа, по той же самой причине (т. е. вследствие большого веса) не может быть произведено, как это часто делается с показывающими приборами, с помощью фронтальной рамы. В этих- случаях прибор крепят за его цоколь на имеющемся

у щита (фиг. 131) или специально предусмотренном для этой цели металлическом каркасе К, так что крышка его проходит сквозь отверстие в щите. На кожух снаружи свободно надевают фронтальную раму К, прикрепляемую болтами к щиту 5.

При монтаже самопишущих приборов с непрерывной записью необходимо особое внимание обратить на вертикальность их расположения, так как отступление от последнего сильно сказывается на давлении пера на бумагу, а следовательно, и на связанной с ним погрешности от трения.

§ 52. Установка измерительных трансформаторов. Полученные для монтажа трансформаторы необходимо осторожно распаковать и очистить от пыли, после чего произвести тщательный внешний осмотр их, обратив особенное рнимэние на состояние изоляционных деталей, Существенно

Фиг. 131. Монтаж самопишущ его прибора.

\\ 52\ Установка измерительных трансформаторов 1’>7

не только отсутствие трещин в изоляционных деталях, по также целость лака, покрывающего бакелитовые изоляторы, отсутствие на поверхности царапин, пузырьков или других изъянов.

Значительные повреждения изоляции требуют отправки трансформатора в ремонт. Дефекты лакировки легко исправимы при монтаже и должны быть непременно устранены во избежание значительного сокращения срока службы трансформатора.

В трансформаторах тока большое значение имеет целость чугунной армировки, так как наличие в ней трещин приведет при первом коротком замыкании к полному разрушению поврежденных деталей.

В помещениях сырых и плохо вентилируемых допускается установка только таких трансформаторов, изоляционные детали которых изготовлены из фарфора.

Если в трансформаторе дефектов не обнаружено, то желательно до установки подвергнуть его лабораторному испытанию с целью поверки коэфициента трансформации и правильности маркировки зажимов (см. § 42).

Измерительные трансформаторы применяют как с воздушным, так и с масляным охлаждением. Последние требуют наполнения просушенным трансформаторным маслом.

При включении трансформаторов напряжения необходимо применение защиты в виде предохранителей как со стороны низкого, так и со стороны высокого напряжения. Со стороны высокого напряжения устанавливаются предохранители на 2—3 а, которые являются защитой от коротких замыканий в первичной обмотке. Перегрузки в цепи низкого напряжения не приводят к расплавлению предохранителей, включенных в цепь первичной обмотки. Поэтому со стороны низкого напряжения необходимо также ставить предохранители на силу тока 2—4 а, которые являются защитой от перегрузки.

В цепь первичной обмотки кроме предохранителей часто включают защитные безиндукционные сопротивления, ограничивающие токи короткого замыкания. При напряжении выше 50 кв ограничиваются включением только защитных сопротивлений. Величина этих сопротивлений выбирается обычно из расчета 100—200 ом на 1— 1,5 кв; монтируют эти сопротивления различно в зависимости от их конструктивного оформления. Применяют защитные сопротивления, вделанные внутрь проходного изолятора или же помещенные в фарфоровую втулку такого типа, как предохранитель, установленную на


поддерживающих изоляторах, и, наконец, защитные сопротивления на опорных изоляторах.

В устройствах высокого напряжения вторичные обмотки измерительных трансформаторов должны быть непременно заземлены, чтобы защитить измерительные приборы от высокого напряжения в случае неисправности измерительного трансформатора. Кроме того заземляющий провод присоединяется к специальному болту со знаком 3, расположенному на корпусе или фланце трансформатора. Место, присоединения заземляющего провода должно быть зачищено до блеска.

В трансформаторах тока к зажимам первичной обмотки и Л г присоединяют провода линии, причем перед присо-

Фиг. 132. Крепление прямоугольного вывода трансформатора тока с круглым про

водом.

Фиг. 133. Крепление круглых выводных концов трансформатора с

круглым проводом.

единением контактные части трансформаторов и подводимых проводов должны быть тщательно защищены.

Если выводные концы первичной обмотки 1 (фиг. 132) имеют прямоугольное сечение, то соединение их с круглыми подводящими проводами 2 производится при помощи специальных концентрических зажимов 3 (тип КА) и вкладышей 5. Плоский конец зажима привинчивается стальным фосфатиро- ванным болтом 4 к выводу 1. Фосфатированный болт ставится для предохранения контакта от коррозии.

В случае круглого сечения как выводных концов первичной обмотки, так и подводящих проводников крепления производится концентрическими зажимами, изображенными на фиг. 133 (тип К П ).

Опорные изоляторы для крепления подводимых к измерительному трансформатору шин должны быть установлены на расстоянии не более 0,5 м от головок трансформатора тока.

§ 53. Включение приборов через измерительные трансформаторы. Здесь мы рассмотрим схемы включения и меры предосторожности, которые следует принимать при включении

ф 53] Включение приборов через измерительные трансформаторы 159

амперметров, вольтметров и ваттметров. Так как схемы включения счетчиков и фазометров ничем не отличаются от схем включения ваттметров, то все правила и схемы включения измерительных трансформаторов одинаково будут справедливы для тех и для других.

При составлении всевозможных схем с измерительными трансформаторами необходимо придерживаться следующих основных правил.

1. Вторичная цепь трансформатора тока ни в коем случае не должна быть разомкнута. Она должна быть замкнута либо па измерительные приборы, либо накоротко.

2. Трансформаторы напряжения должны либо быть замкнуты на большое сопротивление — вольтметр или параллельные цепи ваттметра или счетчика, либо оставаться разомкнутыми.

3. На стороне высокого напряжения трансформаторов напряжения должны быть включены предохранители в оба провода. На вторичной стороне предохранители должны быть включены лишь в незаземленные провода.

Включение предохранителей в первичную цепь трансформатора напряжения имеет целью защитить трансформатор от повреждений при коротких замыканиях в первичной цепи. Чаще всего применяют предохранители на 2 а номинального тока. Предохранители на вторичной стороне защищают трансформатор напряжения от перегрузок, происходящих вследствие неправильных включений измерительных приборов, неправильного заземления или короткого замыкания во вторичной цепи. В большинстве случаев оказывается достаточным включение предохранителя на 2 а. Последний можно включать только в незаземленный провод, так как в противном случае при перегорании предохранителя заземление выключается, что недопустимо.

4. При одновременном включении трансформаторов тока и напряжения их вторичные цепи и корпусы должны быть заземлены. Наименьшее допустимое сечение медного заземляющего провода — 16 мм2.

Необходимость заземления вторичных цепей трансформаторов обусловлена повышением безопасности схемы для обслуживающего персонала, так как в незаземленных вторичных цепях могут возникнуть опасные для жизни напряжения.

Чтобы заземляющий провод действовал также в случае пробоя изоляции трансформатора, он должен быть рассчитан так, чтобы мог длительно выдерживать токи короткого замы-


кания в сети. Поэтому сечение заземляющего провода должно быть не менее 16 мм2. Заземление осуществляется непосредственно у трансформатора.

5. Прй включении только трансформаторов тока вторичные цепи не должны быть заземлены, а должны иметь одну общую точку с первичной, чтобы разности потенциалов в обмотках измерительных приборов были наименьшими.

Это правило обусловлено тем, что в' случае применения только трансформатора тока заземление может оказаться невозможным, так как при этом будет заземлена также и сеть. Это может привести к случайным коротким замыканиям. Соединение же вторичной цепи с первичной дает возможность уравнять потенциалы отдельных частей измерительной схемы. Такое соединение возможно потому, что применение только трансформатора тока имеет место лишь в цепях сравнительно низкого напряжения (до 600 в). При напряжениях же выше ЮОО.е обязательно должны применяться одновременно и трансформаторы тока и трансформаторы напряжения, независимо от того, велика или мала измеряемая сила тока, а в этом случае уже можно воспользоваться допустимостью заземления вторичных цепей.

6. При включении измерительных трансформаторов должна быть принята во внимание их полярность. Генераторные концы трансформаторов и измерительных приборов (ваттметров, счетчиков) должны быть согласованы между собой во избежание неправильных показаний приборов. Это правило особенно важно в цепях трехфазного тока, где очень часто отрицательные показания измерительных приборов не дают еще права утверждать, что включение произведено неправильно (см. § 54).

К включению амперметров и вольтметров это правило не относится.

а) В к л ю ч е н и е в ц е п ь о д н о ф а з н о г о т о к а . На фиг. 134 показана схема включения измерительных приборов через трансформатор тока. Здесь предполагается, что напряжение сети не превышает 600 в, поэтому цепь тока измерительных приборов непосредственно присоединена к сети. В случае включения переносных контрольных измерительных приборов с неименованными шкалами (т. е. со шкалами, размеченными в условных делениях), следует учесть коэфициент трансформации трансформатора тока. Для этого постоянные измерительных приборов нужно умножить на коэфициент трансформации трансформатора тока. Так, напри

$ З3\ Включение приборов через измерительные трансформаторы 161

мер, если в схеме применен ваттметр на номинальное напряжение 300 в, номинальную силу тока 5 а и имеющий 150 делений, то его постоянная при непосредственном включении будет:

С = ^ ^ - = 1 0 ватт/делениё.

При включении же через трансформатор тока постоянная ваттметра будет

С1 = пг • С ватт/деление,

где п 1— коэфициент трансформации трансформатора тока.500Гогда, если п1 = - ̂ и ваттметр показывает, например, 56 де

лений, измеряемая мощность будет равна:

Р = 56 • 10 • ^ = 56000 вт.

При включении трансформатора тока и измерительных приборов необходимо согласовать генераторные концы трансформатора и приборов. В противном случае возможны неправильные показания приборов. Схему следует осуществлять так, как это указано на фиг. 134, а именно начало первичной обмотки трансформатора тока должно находиться со стороны генератора, а начало вторичной обмотки должно быть присоединено к генераторному зажиму измерительного прибора.

На фиг. 135 дана схема включения измерительных приборов через трансформатор тока и трансформатор напряжения. Здесь вторичные цепи трансформаторов соединены между собой и заземлены, как это диктуется правилом 4 настоящего параграфа. Как видно из схемы, начала первичных обмоток трансформаторов присоединены к одному и тому же проводу сети со стороны генератора, а начала вторичных обмоток — к генераторным зажимам измерительных приборов.

Фиг. 134. Включение измерительных приборов через трансф ор

матор тока.

] 1 Зак. 4819. Измерительные приборы.

182 Монтаж электроизмерительных приборов [гл. / / /

Постоянные измерительных приборов при такой схеме включения следует умножить на коэфициенты трансформации трансформаторов, а именно:

С СЩПV'

где С — постоянная прибора при непосредственном включении; пю, п 1 — коэфициенты трансформации соответственно трансформатора напряжения и трансформатора тока.

3&~

~ \л \л2гЛЛ̂Ч

> И, Я$—{Аг)ги [лг«ллл-*

к ^ > " 7 ,

Ф иг. 135. Включение приборов через измерительные транс

форматоры.

Ф и г . 139. Измерение трех т о ков трехпроводной цепи при помощи двух трансформато

ров тока.

Так, в случае применения ваттметра на 150 в, 5 а, имеющего 150 делений, и измерительных трансформаторов с коэфи-

500 6600циентами трансформации -у и показание ваттметрав 40 делений будет соответствовать мощности

г ) __ лг\ 150 • 5 500 6600 . о п л п п п 1 о а пИ — 4 0 • - щ - • -5----^ = 1 200 000 вт — 1200 кет.

б) В к л ю ч е н и е в ц е п ь т р е х ф а з н о г о т о к а . Рассмотрим сначала схемы для измерения тока в трех линиях трехпроводной трехфазной цепи. Для этого вместо трех отдельных трансформаторов можно воспользоваться лишь двумя трансформаторами тока, включенными так, как это показано на фиг. 136. Действительно, амперметр Лз покажет сумму токов /1 /2. Но для трехпроводной трехфазной цепи при

$ .53] Включение приборов через измерительные трансформаторы 16о

(Я)

Поэтому показание амперметра А з равно

Л + 2̂ — — 4-Так как знак минус для показания амперметра не имеет

значения, то он и будет измерять силу тока в третьей линии.

Для четырехпроводной сети этой схемой воспользоваться нельзя, так как здесь не всегда выполняется условие (9). В этом случае следует применить схему фиг. 137, в которой требуются три трансформатора. Рассуждениями, подобными предыдущему, можно убедиться, что амперметр А 4 измеряет силу тока /о в нулевом проводе.

При измерении линейных напряжений также нет необходимости включать три трансформатора напряжения: достаточно воспользоваться схемой фиг. 138, применив для этого только два трансформатора. Исключение составляет случай трехфазного измерительного трансформатора, когда все три напряжения получаются от одного трансформатора.

Так как для измерения мощности и энергии в трехфазной цепи применяется чаще всего схема двух ваттметров, мы рассмотрим включение приборов через измерительные трансформаторы применительно именно к этой схеме.

10—н

Фиг. 137. Измерение токов в четы- рехпроводиой цепи.

Фнг. 138. И змерение трех напряжений при помощ и двух трансформаторов напряжения.

11»

На фиг. 139 дана схема соединений двух ваттметров через трансформаторы тока и напряжения. Здесь вторичные цепи трансформаторов заземлены, а трансформаторы напряжения защищены предохранителями как на первичной, так и на вторичной стороне.

Постоянные приборов нужНо умножать на коэфициенты трансформации обоих трансформаторов — и тока и напряжения.

При осуществлении этой схемы особое внимание нужно обратить на правильность соединения генераторных концов

трансформаторов и приборов. При некоторых условиях (сдвиг фаз тока и напряжения <р>60°) стрелка одного из ваттметров отклоняется в обратную сторону, что ограничивает возможность проверки правильности включения (см. § 54).

§ 54. Правила обнаружения неправильных включений счетчиков.Вопрос неправильных включений не имеет столь большого значения для показывающих приборов — ваттметров, фазометров и др., какое он имеет для счетчиков.

Обычно предпочитают включать счетчики на стороне высокого напряжения силовых трансформаторов, так как при этом учитываются также потери в силовом трансформаторе, а это приводит к необходимости ставить измерительные трансформаторы тока и напряжения. Между тем, при включении трехфазных счетчиков через измерительные трансформаторы, даже при условии правильных соединений на первичной стороне, возможны 576 различных схем включения счетчиков и лишь 24 из них правильны. На одно правильное включение, таким образом, приходится 23 неправильных включения. Большинство случаев неправильных включений обязано своим существованием неправильным соединениям счетчиков с измерительными трансформаторами. Неправильное включение

184 Монтаж электроизмерительных приборов [?л. 1Н

Фиг. 139. Включение дв ух ваттметров через измерительные трансформаторы для измерения мощности в трехфазной

сети.

54] П равила обнаруокения неправильны х вклю чений счетчиков 165

счетчиков может в некоторых случаях привести к погрешности в измерении в 200—300%, между тем погрешность в 5% для крупного абонента, среднее годовое потребление мощности которого имеет порядок 1000 кет или выше, дает убыток потребителю энергии (или электростанции), достигающий нескольких десятков тысяч рублей при самых скромных подсчетах. Если при этом учесть еще, что многие неправильные включения трудно поддаются обнаружению, станет совершенно ясным, что к включению счетчиков следует относиться весьма внимательно и избегать каких бы то ни было отступлений от монтажных схем, не рассмотрев предварительно возможности этих отступлений.

Упомянутые выше 24 правильных включения отличаются друг от друга тем, что два вращающие элемента трехфазного счетчика (см. § 18) либо меняются местами в смысле включения к измерительным трансформаторам, либо изменяется одновременно направление тока в параллельной и последовательной обмотках одного или обоих элементов, причем все эти переключения можно осуществить, включив трансформаторы тока в одну из трех следующих комбинаций: (/, III), (I, II) и {II, III). Здесь .цифрами I, II, III обозначены три линии трехпроводной трехфазной цепи, куда включают трансформаторы тока. Поэтому, рассматривая способы обнаружения неправильных включений, нет надобности рассматривать все 552 неправильные включения. Достаточно рассмотреть лишь 23 из них, приходящихся на одно правильное включение, так как во всех остальных случаях способы определения неправильности включения будут аналогичными.

Таким образом в нашу задачу входит рассмотрение 24 включений, из которых одно правильное, а остальные неправильные.

Из этих 24 случаев можно оставить только восемь возможных включений, если предварительно проверить следующее:

1. Проверить правильность присоединения концов обмоток трансформаторов напряжения, а именно: обмотки трансформаторов напряжения должны быть включены так, чтобы их начала были присоединены к тем линиям, в которые включены трансформаторы тока, а концы должны быть соединены вместе и включены в линию, где нет трансформаторов тока (фиг. 139). Правильность этого включения нетрудно проверить, так как обычно схемы в этой части ока-


зываются смонтированными весьма наглядно (близкое расположение измерительных трансформаторов, расцветка отдельных фаз и пр.).

2. Проверить правильность подвода концов от измерительных трансформаторов напряжения к счетчику. Для этого следует произвести два измерения при помощи вольтметра. Первое измерение должно показать равенство всех трех напряжений между проводами, идущими от вторичных обмоток трансформатора. При неправильном включении вторичных обмоток одно из напряжений будет в V 3 = 1,73 раза больше двух других. Второе измерение следует произвести между проводом, соединяющим негенераторные концы счетчиков, и землей. Показание вольтметра в этом случае должно быть равно нулю, так как концы вторичных обмоток трансформаторов всегда заземлены.

П о с л е такой п р о в е р к и , а в случае обнаружения неправильности — п о с л е и с п р а в л е н и я с х е м ы из 24 включений остается только восемь. Эти восемь включений сведены в таблицу, где приведены также выражения для вращающих моментов счетчиков и указано поведение якоря счетчика при индуктивной нагрузке. Нагрузка принята индуктивной, а не емкостной, так как в практических условиях индуктивная нагрузка встречается значительно чаще.

Как видно из таблицы, результат восьми включений может быть одним из следующих: а) якорь счетчика стоит неподвижно или вращается очень медленно (самоход) (№№ 5 и 8); б) счетчик вращается в положительную сторону (№№ 1, 2, 6); в) счетчик вращается в обратную сторону №№ 3, 4, 7).

Рассмотрим эти случаи отдельно.а) С ч е т ч и к с т о и т . Здесь возможны только два

включения: №№ 5 и 8. Для того чтобы обнаружить, какое из этих двух включений имеет место, следует проделать следующий простой опыт: переменить местами генераторные концы параллельных обмоток счетчика. Если после этого счетчик пойдет в положительную сторону, то это будет означать, что было включение № 5, а стало № 1, т. е. правильное. Если же после переключения счетчик будет вращаться в обратную сторону, то это будет означать, что было включение № 8, а стало включение № 4. В этом случае следует оставить провода переключенными и переключить направление тока в последовательных обмотках обоих элементов. Тогда включение № 4 станет № 1, т. е, правильным.

54] П равила обнаруж ения неправильных включений счетчиков 167

Таблица включений счетчиков

1 (омер включения

Первый вращаю- щий элемент

Второй вращающий элемент Вращ аю

щиймомент

П оведениесчетчиканапря

жение ток напряж ен и е ток

1 4-/1 ^32 + н С ТЛЗ С05 ^

Счетчик вращается в положительную сто рону. Правильное включение

2 а 1о - / 1 4-/3 С 81П ср

Счетчик вращается в положительную сторону

3 и 12 + Л и* - 4 — С 5111 УСчетчик вращается в обратную сторону

4 (У12 - / 1 - 4 — Су/~ Зс05Ср То же

5 у» + /х + 4 0 Счетчик стоит

6 и-я — А и Л + /3 С 2 81П <рСчетчик вращается в полож ительную сторону

7 и » 4-/1 и 12 - 4 — с 2 31ПСчетчих вращается в обратную сторону

3*оо

- А (7,2 - 4 0 Счетчик стоит

б) С ч е т ч и к в р а щ а е т с я в п о л о ж и т е л ь н у ю с т о р о н у (№№ 1, 2, 6). Для обнаружения, какая из схем имеет место в этом случае, следует поступить так: измерить скорость якоря и, переключив генераторные концы параллельных обмоток счетчика, снова измерить скорость.

Если после переключения счетчик стоит, это означает, что схема была составлена верно (№ 1), а после переключения стала схемой № 5. Следует вернуться к прежнему включению,


Если после переключения счетчик вращается в ту же сторону, но с вдвое меньшей скоростью, это значит, что было включение № 6, а стало включение № 2. Тогда провода следует оставить переключенными и переключить концы одной из последовательных обмоток, а именно первого элемента. Практически можно попробовать и то и другое и найти такое переключение, после которого счетчик вращается в положительную сторону.

Если же после переключения генераторных концов параллельных обмоток счетчик вращается с удвоенной скоростью, то это значит, что счетчик был включен по схеме № 2, а после переключения оказался включенным по схеме № 6. В этом случае нужно вернуться к прежнему включению параллельных обмоток и переключить концы последовательной обмотки первого элемента.

в) С ч е т ч и к в р а щ а е т с я в о б р а т н у ю с т о р о н у (№№ 3, 4, 7). В этом случае следует произвести тот же опыт, что и в случае «б».

Если после переключения генераторных концов счетчик стоит, то это означает, что было включение № 4, а стало № 8. Тогда нужно вернуться к прежнему включению параллельных обмоток и переключить последовательные обмотки обоих вращающих элементов.

Если после переключения генераторных концов параллельных обмоток счетчик вращается в ту же сторону, но вдвое медленнее, это значит, что было включение № 7, а стало включение № 3. В этом случае следует оставить параллельные обмотки переключенными и переключить последовательную обмотку второго вращающего элемента. Практически можно попробовать переключить последовательную обмотку какого-либо из элементов и остановиться на том, после которого счетчик вращается в положительную сторону.

Если же после переключения генераторных концов параллельных обмоток счетчик вращается с удвоенной скоростью, то это означает, что было включение № 3, а теперь имеет место включение № 7. Тогда следует вернуться к прежнему включению параллельных обмоток и переключить последовательную обмотку второго вращающего элемента.

Описанный метод обнаружения неправильных включений применим только при индуктивной нагрузке. При емкостной нагрузке счетчики, включенные по схемам № 2 и № 6, будут вращаться в обратную сторону, а включенные по схемам № 3 и № 7 — в положительную. Однако, пользуясь

§ 56} П одводы к электроизмерительным приборам 169

описанной методикой, можно легко составить правила для обнаружения неправильных включений и в этом случае.

Как в том, так и в другом случае метод дает хорошие результаты, если нагрузка достаточно велика. При малых нагрузках погрешности измерительных трансформаторов и счетчиков могут повлечь за собой ошибки.

При переключениях последовательных обмоток следует помнить, что вторичные обмотки трансформаторов тока не должны быть разомкнуты и перед переключением концы трансформаторов тока каждый раз должны быть обязательно замкнуты накоротко перемычкой.

§ 55. М онтаж добавочной аппаратуры. В установках постоянного тока вольтметры на высокие напряжения устанавливают с отдельными добавочными сопротивлениями. В тех же устройствах к амперметрам на большие силы тока устанавливают наружные шунты. Кроме того наружные шунты применяют со счетчиками постоянного тока.

Отдельные добавочные сопротивления устанавливают на задней стороне щита или на каркасе. Располагают их так, чтобы вентиляция обмоток, предусмотренная конструкцией перфорированного кожуха, не была ухудшена из-за расположенных поблизости других предметов электрооборудования. С вольтметром отдельное добавочное сопротивление соединяется при помощи изолированного проводника такого сечения, чтобы обеспечить ему необходимую жесткость проводки. Кожух отдельного добавочного сопротивления должен быть заземлен с помощью провода сечением не менее 4 мм2. В отдельных добавочных сопротивлениях, монтированных на опорных изоляторах, вместо корпуса заземляют опорную арматуру изоляторов.

Наружные шунты на малые силы тока привинчивают на задней стороне щита, а на большие силы тока включают в шины и закрепляют на них с помощью болтов. Шунты с манганиновыми пластинами должны быть установлены так, чтобы пластины располагались в вертикальных плоскостях. Это необходимо для обеспечения нормального режима охлаждения шунтов. С амперметрами или счетчиками шунты соединяют при помощи калиброванных проводников, поставляемых вместе с каждым шунтом.

§ 56. Подводы к электроизмерительным приборам. Присоединение электроизмерительных приборов осуществляется проводами различного сечения в зависимости от передаваемой нагрузки»

Монтаж электроизмерительных приборов [гл. III

Подводы к обмоткам напряжения прокладывают проводом малого сечения, но достаточно жестким для придания надлежащей механической прочности схеме.

Подво'ды к обмоткам тока осуществляют круглым проводом или шинами — в зависимости от передаваемой нагрузки — сечением, установленным по нормам допустимых нагрузок для медных и алюминиевых проводов. Присоединение гибких проводов, состоящих из многих тонких проводов, допускается лишь при помощи кабельного наконечника.

Заземление корпусов приборов и добавочной аппаратуры осуществляется голым проводом сечением не менее 4 мм2.

В цепях тока в присоединении калиброванных проводников к шунту и прибору, а также в заземлении необходимо очень тщательно очищать контактные поверхности, чтобы обеспечить минимальное переходное сопротивление контактов. Прижимные винты должны быть затянуты достаточно плотно. Плохо исполненные соединения искажают результаты измерения, вызывают нагревание приборов и шунтов, а в заземлении делают приборы опасными для жизни обслуживающего персонала.

При пользовании алюминиевыми проводами надо иметь в виду, что при сухой зачистке алюминий тотчас же окисляется. Поэтому зачистку алюминиевых проводников необходимо вести под вазелином.

§ 57. Уход за электроизмерительными приборами. Во время эксплоатации электроизмерительные приборы, трансформаторы и добавочная аппаратура должны содержаться в чистоте.

Периодически по специальному графику все приборы должны подвергаться поверке с занесением результатов этой поверки в специальный паспорт прибора. Срок поверки устанавливается через промежутки времени от трех месяцев до нескольких лет в зависимости от того, насколько серьезными могут быть последствия неверного измерения.

Чаще всего подвергаются поверке приборы, обслуживающие генераторы, фидеры собственных нужд и т. п. Бытовые счетчики поверяют через каждые два-три года. Для поверки или ремонта приборов их приходится отключать, а зачастую и снимать со щита. Отключение приборов в отдельных случаях требует мер предосторожности.

Амперметры или другие приборы, включенные непосредственно в цепь тока, могут быть отключены только после того, как вся эта цепь будет предварительно выключена или место присоединения прибора будет зашунтировано.

# 57] Уход за электроизмерительными приборами 17!

Приборы, присоединенные к наружным шунтам, могут быть отключаемы от шунтов без особых мер предосторожности.

Приборы, присоединенные к трансформаторам тока, могут быть отключаемы не раньше, чем вторичная обмотка трансформатора тока будет замкнута накоротко специальной перемычкой.

Несколько сложнее, чем с уходом за показывающими приборами, обстоит дело с самопишущими приборами. При пользовании этими приборами кроме ухода за их измерительными механизмами, который в основном не отличается от ухода за показывающими приборами, приходится еще вести постоянное наблюдение за всеми остальными механизмами, правильность работы которых влияет на качество записи не меньше, чем исправность измеряющего механизма.

Чрезвычайное разнообразие типов и конструкций пишущих приборов не позволяет дать общие указания по уходу за всеми ими даже в части наиболее общих элементов, не говоря уже о специфических деталях некоторых самопишущих приборов (приборов с электронными усилителями, фотоэлементами и т. п.). Поэтому ограничимся только приведением некоторых основных правил по уходу за самопишущими приборами.

Всякий самопишущий прибор требует регулярной смены бумаги. Такую смену лучше всего производить по определенному расписанию. Для сигнализации об окончании запаса бумаги многие самопишущие приборы с записью на ленте, в которых рулон не виден снаружи, снабжаются специальными указателями запаса бумаги. Кроме того часто бумагу незадолго до окончания рулона снабжают сигнализирующими об этом надписями.

В тех самопишущих приборах, в которых бумага перемещается часовым механизмом, кроме регулярного завода его, необходимо также регулярно проверять правильность хода и производить соответствующую регулировку. Проверку хода лучше всего производить по передвижению бумаги.

Особенно тщательно необходимо следить за состоянием перьев и чернильниц у приборов с непрерывной записью. Необходимо регулярно наполнять перья и чернильницы черни лами и время от времени промывать их водой или, еще лучше, спиртом. В приборах с точечной записью необходимо по мере истощения красящих лент производить замену их,

Г лава IV

РЕМОНТ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

§ 58. Неисправности электроизмерительных приборов и причины их возникновения. Возможные неисправности электроизмерительных приборов столь многочисленны, что, разумеется, нет никакой возможности предусмотреть и описать их полностью. Поэтому ниже мы рассмотрим лишь наиболее часто встречающиеся и характерные неисправности с указанием методов их обнаружения и устранения.

Можно указать на следующие основные причины, вызывающие неисправную работу измерительных приборов:

1) прибор подвергся более или менее сильным ударам или вибрации;

2) прибор подвергся электрической перегрузке;3) прибор был в эксплоатации столь долгое время, что

отдельные части его износились.Первая причина вызывает, главным образом, механические

неисправности:а) мнется и покрывается царапинами кожух прибора;б) разбивается защитное стекло;в) деформируются отдельные детали подвижной части,

вызывая этим потерю уравновешенности, задевания за неподвижные части и пр.;

г) портятся опоры, создавая этим увеличенное трение;д) развинчиваются и разбалтываются крепежные соедине

ния прибора.Однако теми же причинами могут вызываться иногда (отно

сительно редко) и нарушения электрических качеств прибора: обрыв проводов, повреждение изоляции, ослабление магнитов и т. п.

Вторая причина — электрическая перегрузка — едва ли не наиболее частая причина неисправностей измерительных приборов. Вызываемые ею неисправности обычно электрического характера (нарушение изоляции, обрыв в цепи и короткие замыкания) сопровождаются почти всегда и механическими деформациями подвижной части (приведением в негодность пружинок, повреждением стрелки и смещением е$ относи-

$ 59} Методика обнаруж ения неисправностей

тельно оси, смещением успокоителя, нарушением уравновешенности и т. п.).

Третья причина вызывает обычно чисто механические неисправности, причем все эти неисправности сводятся почти исключительно к увеличению трения в опорах и изменению нулевого положения стрелки прибора.

Понятно, что кроме трех основных существует еще множество других, реже встречающихся причин возникновения неисправностей. Предусмотреть их все нет ни возможности,' ни надобности. Таковы, например, воздействие на прибор ненормально высоких или низких температур, окисляющих или разъедающих жидкостей, газов и т. п.

§ 59. Методика обнаружения неисправностей. Неисправности кожуха, крышки или цоколя обнаруживаются при наружном осмотре прибора и не требуют каких-либо специальных указаний. Обнаружение неисправностей самого измеряющего механизма необходимо всегда начинать с осмотра измеряющего механизма, для чего крышка прибора должна быть снята. Путем осмотра могут быть обнаружены только более или менее значительные повреждения деталей прибора, как-то: обгоревшая обмотка или пружинка, поломка какой-либо детали и т. д.

Если при осмотре не обнаружено грубых повреждений подвижной части, следует посмотреть, может ли она свободно вращаться. Наиболее безопасный способ поверки — слегка подуть на стрелку в направлении ее движения. Обычно таким образом можно установить отсутствие задева- ния подвижной части о неподвижные детали прибора. Окончательная поверка прибора для обнаружения трения в опорах и задевания может быть проведена только при включении прибора в цепь. Включив прибор, следует заставить стрелку проделать путь от нулевой отметки до конечной и обратно.

Необходимо отметить, что такая поверка может быть правильно выполнена только в том случае, если схема, в которую включен прибор, может обеспечить весьма плавное регулирование тока. Последнее условие особенно важно при определении способности прибора устанавливаться на нуль. В этом случае подводить стрелку к нулю (при обратном ее движении) следует по возможности медленно, уменьшая ток, идущий через прибор, до нуля с последующим выключением прибора из цепи. После того как прибор выключен, слегка постукивают по крышке или кожуху пальцем. Схождение стрелки с ее предыдущего положения указывает на нали

чие трения в опорах, вызванного притуплением кернов и повреждением камней. То же можно проверить и иначе: не включая прибора в цепь, при помощи корректора отводят стрелку вт нулевой отметки в ту или другую сторону настолько, насколько позволяет корректор. Затем по возможности плавно при помощи того же корректора устанавливают стрелку на нулевую отметку, не переходя за нее. Если затем при постукивании по прибору стрелка сместится с нулевой отметки, то это указывает на наличие трения в опорах. Необходимо заметить, что притупление кернов не всегда сопровождается повреждением камней — часто последние не портятся, а керны оказываются тупыми. Правильно собранная подвижная часть должна, как правило, иметь некоторый зазор («люфт») в опорах, в наличии которого убеждаются, слегка двигая подвижную часть за стрелку в направлении, перпендикулярном оси вращения.

Проверив способность подвижной части прибора возвращаться на нуль, следует снять его показания по всей шкале в обоих направлениях, медленно подводя стрелку к каждой отметке и не переходя за нее. Результаты следует записать в табличку, из которой легко определить разность между показаниями прибора в обоих направлениях для каждой точки или так называемую вариацию прибора. Она не должна превосходить пределов, установленных для приборов данного класса точности.

Обнаружение в одной или нескольких точках вариаций, резко (увеличенных в сравнении с другими точками, указывает на наличие слабого задевания или трения в этих местах. Это трение может быть вызвано случайно приставшей ворсинкой, пылью, железными опилками, приставшими к намагниченным частям, и т. д.

Далее следует проверка уравновешенности подвижной части.

Подвижная часть приборов, у которых противодействующий момент создается пружинками, не должна сходить с нуля при различных наклонах прибора. Для того чтобы проверить уравновешенность прибора, следует несколько наклонить его в разные стороны — отсутствие схождения стрелки укажет на наличие хорошо уравновешенной подвижной части. Не следует добиваться отсутствия схождения стрелки во всех положениях прибора: так, для приборов с вертикальной осью достаточно отклонения в 15° от горизонтальной плоскости; щитовые же приборы классов 1,5 и 2,5 поверяют в трех положениях: при вертикальном положении оси вращения,

1 /4 Ремонт электроизмерительных приборов \гЛ. IV

§ 60] О рганизации рабочего места и необходимая аппаратура 175

при горизонтальном и при наклоне в вертикальной плоскости.

Ввиду наличия у этих приборов более сильных пружинок и меньшей точности отсчета, уравновешивание достигается легче.

К числу часто встречающихся неисправностей следует отнести всевозможные повреждения электрических цепей приборов — обрывы обмоток, разрушения мест пайки, короткие замыкания.

Для проверки цепей прибора удобно пользоваться гальванометром чувствительностью 0,01— 1 ма на одно деление, включенным последовательно с сухим элементом или аккумулятором и балластным сопротивлением. Величина сопротивления должна быть такой, чтобы гальванометр не подвергался перегрузке.

Весьма рационально смонтировать гальванометр на небольшой наклонной подставке вместе с элементом и балластным сопротивлением, что исключает необходимость каждый раз собирать схему для проверки целости цепей прибора.

В заключение раздела об обнаружении неисправностей следует упомянуть о таком явлении, как переменный контакт. Выражается это явление в неустойчивости показаний прибора в момент самой поверки. Не следует смешивать эту неисправность с медленными изменениями показаний прибора вследствие прогрева или изменений температуры окружающей среды в случае плохой температурной компенсации. Обнаруживается переменный контакт путем прикосновения к частям схемы, легкого изгиба и нажима их. Прикосновение к неисправному месту вызывает резкие колебания стрелки прибора.

Часто переменный контакт обнаруживается у таких на первый взгляд надежных деталей, как штепсели и колодки переключателей у ваттметров и т. д.

Очевидно, что такое испытание следует вести при включенном в цепь приборе и снятой крышке или кожухе.

§ 60. Организация рабочего места и необходимая аппаратура. При ремонте электроизмерительных приборов необходимо обратить особое внимание на организацию рабочего места. Надлежащая организация рабочего места необходима не только для ускорения и удобства работы, но и для производства надежного ремонта в целях предохранения прибора от попадания в него посторонних тел, особенно железных опилок. Поэтому прежде всего рабочее

место должно быть удалено от мест производства всевозможного рода слесарных работ, особенно от мест, где производятся .работы по обтачиванию и шлифовке железных предметов.

Кроме того, так как при ремонте ■ электроизмерительных приборов приходится иметь дело с деталями весьма малых размеров, необходимо обеспечить сохранность этих деталей, для чего удобнее всего работать на толстом стеклянном листе. Стеклянный лист позволяет, кроме того, соблюдать безукоризненную чистоту.

В некоторых случаях, когда есть опасность повредить внешнюю отделку деталей (никелировку, полировку и т. п.), желательно располагать эти детали на мягкой фланели.

Необходимый инструмент должен быть расположен под рукой, чтобы не приходилось искать его в нужный момент. Инструмент должен находиться в полной исправности, ибо неисправный инструмент делает работу по ремонту приборов затруднительной, а иногда и просто невозможной.

Из всех устройств, с которыми приходится иметь дело в практической электротехнике, без сомнения, самым нежным и хрупким механизмом обладают измерительные приборы. Эта хрупкость измерительных приборов, являясь, с одной стороны, частой причиной порчи их, вызывает, с другой стороны, большие затруднения при исправлении поврежденных приборов электротехниками-производственниками, не специалистами этого дела.

Работа по ремонту электроизмерительных приборов бывает иногда очень кропотливой и помимо навыка к точным механическим работам и ясного представления принципа действия ремонтируемого прибора требует также наличия специального инструмента. Сообразно с этим далеко не все неисправности приборов могут быть устранены своими силами.

Описанные в дальнейшем различные ремонтные работы можно разделить на три категории.

1. Работы, выполнение которых доступно всякому и не требует специального оборудования. Обычные инструменты — отвертка, пинцет, плоскогубцы и напильник — предполагаются в наличии.

2. Работы, требующие слесарных, точно — механических и лабораторных навыков, но без наличия специального оборудования.

3. Работы, требующие слесарных, точно механических и лабораторных навыков при наличии специального оборудования.

176 Ремонт электроизмерительных прибороё [гл. IV'

$ 61) Предосторожности при разборке приборов 177

О номенклатуре этого оборудования можно судить по приводимому ниже примерному минимуму:

1) набор часовых отверток;2) дрель или сверлильный станок для мелких отверстий

с набором сверл;3) набор натфилей;4) ручные тисочки;5) набор щипцов и пинцетов;6) винто- и гайкорезный инструмент;7) паяльный набор;8) точный токарный станок;9) схема для обнаружения обрывов и плохих контактов.Кроме этого оборудования, для производства некоторых

работ иногда необходимо наличие запасных частей для приборов, так как некоторые детали (пружинки, камни) могут быть изготовлены только специальными мастерскими.

§ 61. Предосторожности при разборке электроизмерительных приборов. Разборку прибора для проведения ремонта нужно всегда начинать со снятия крышки или кожуха путем удаления пломб и отвинчивания соответствующих винтов. В некоторых приборах, главным образом, переносных, измерительный механизм крепится непосредственно к крышке. Головки крепежных винтов при этом, естественно, выступают наружу, и отвинчивание их без соблюдения мер предосторожности может вызвать падение механизма внутрь ящика со всеми вытекающими отсюда последствиями. Из этого следует, что разборка прибора должна быть выполнена весьма осторожно, чтобы к уже имеющимся неисправностям не прибавились новые.

В большинстве приборов удобнее всего сначала снять шкалу, которая освобождает большое поле зрения и позволяет свободно оперировать инструментом. При снятии шкалы необходимо быть очень осторожным в отношении подвижной части, по возможности не задевать ее, чтобы не затупить кернов и не погнуть стрелки.

После снятия шкалы выгоднее всего освободить весь механизм прибора от цоколя, чтобы иметь возможность осмотреть механизм со всех сторон. При этом необходимо установить, какие именно винты крепят механизм прибора к цоколю, чтобы не отвинтить какой-нибудь детали, освобождение которой может вызвать иногда повреждения в измерительном механизме.


На Р емонт электроизмерительных приборов [гл. IV

Разборку нужно вести, точно зная, что именно требуется в данном случае разобрать и нужно ли разбирать прибор целиком. Кроме того следует разбирать детали так, чтобы соблюдалиеь известные последовательность и плановость в разборке, ни в коем случае не допуская наполовину разобранных деталей.

Градуировка прибора, подвергавшегося хотя бы частичной разборке (например, удалялась подвижная часть), всегда изменяется в тех или иных пределах. Это обстоятельство всегда надо иметь в виду, особенно, когда по условиям необходимо сохранить старую шкалу. У лабораторных приборов классов 0,2 и 0,5 эти изменения часто значительно превосходят допустимые погрешности, у щитовых приборов дело обстоит значительно легче — обычно удается подогнать прибор под старую шкалу.

§ 62. Устранение неисправностей кернов и опор. Оси измерительных приборов и их опоры должны обеспечивать для подвижной части возможность поворота на угол, заданный конструкцией прибора, причем трение между ними должно быть минимальным при достаточной прочности. Последние два условия находятся в прямой противоположности друг к другу, и лицу, ремонтирующему прибор, приходится в каждом случае выбирать оптимальные размеры радиусов закруглений кернов.

Опоры измерительных приборов разделяются на два типа:1) опоры для осей с кернами (фиг. 140, а);2) опоры для осей с цапфами (фиг. 140,6).Первый тип опор применяется для подавляющего большин

ства приборов, второй же тип — для приборов с тяжелой подвижной частью (порядок 5 г и выше).

1. Н е и с п р а в н о с т и к е р н о в . Керн измерительного прибора представляет собой стальной стерженек диаметром от 0,5 до 0,75 мм, имеющий на одном конце конус 45—60°, с вершиной, закругленной на сферу. Укрепляется керн в оси или буксе путем запрессовки или (редко) на резьбе. Исправный керн показан на фиг. 141, а; там же буквами б, в, г обозначены соответственно сломанный, смятый и сработавшийся керн. Материалом для изготовления кернов обычно служит сталь-серебрянка, содержащая 1—1,2% углерода. В последнее время начинают применять для изготовления кернов специальные сплавы, обладающие повышенным сопротивлением истиранию.

Следует отметить, что керны работают в весьма тяжелых условиях — величина удельной нагрузки на них очень велика,

------------------------------------------------------------------------------------------------

$ 62] Устранение неисправностей кернов и опор 179

поэтому к выбору материала для изготовления кернов надо отнестись с должным вниманием. Из первой попавшейся стальной проволоки изготовлять керны нельзя.

Изготовляют керны путем вытачивания на токарном станке. Дальше следуют закалка (без отпуска), шлифовка конуса и полировка с приданием соответствующего радиуса закругления вершине конуса. В тех случаях, когда керн только притупился, его коническую поверхность шлифуют и полируют. Шлифовка керна производится оселком «Арканзас» со смазкой последнего керосином.Применение вместо керосина более густого масла удлиняет работу, а работа без смазки дает худшие результаты и ведет к загрязнению оселка металлической пылью. .

Если отломана значительная часть керна, то грубую шлифовку надо произвести наждачным оселком «Индия», болэе чистую — «Арканзасом».

При шлифовке керн зажимают в цангу токарного станка и работу ведут на быстром ходу: 1500—2000 об/мин, смазывая время от времени оселок керосином.

Контролировать шлифовку кернов лучше всего при помощи микроскопа с увеличением 50—100 раз. Правильно

отшлифованный керн должен выглядеть под микроскопом в виде конуса с прямой образующей, причем он должен иметь совершенно острый конец.

а б в г Полировка кернов п р о изводится на вращающейся

Ф'дг. 141. Различные неисправности шайбе из замши или ф е т р а ;кеРна- полирующим составом слу

жит так называемая паста ГОИ. Из выпускаемых номеров пасты можно применять среднюю «4}*» и тонкую «2р». Полировка производится путем легкого соприкосновения зажатого в какую-либо державку керна с быстро вращающейся шайбой, на которую нанесена паста,

Фиг. 140. Опоры измерительных приборов.

12*

180 Ремонт электроизмерительных приборов [гл . 1

Державку с керном при этом просто держат в руках, причем е необходимо все время поворачивать.

Перед нанесением пасты шайба увлажняется керосино (и н и ч е м и н ым ) , затем при вращении к ней прижимак на короткое время кусок пасты, после чего можно производи! полировку.

Такой способ полировки кернов имеет то преимуществ' что закругление получается автоматически в процессе самс полировки и величина его радиуса зависит от времени пол! ровки и от положения керна относительно шайбы. Эти услови легко менять и, таким образом, получать закругления требу* мого радиуса. Кроме того качество полировки бывает весьм высоким.

Для получения закруглений применяют также неболынс кусок камня «Арканзас», укрепленный на пружинке. Пр] касаясь этим камнем к концу вращающегося керна, пол; чают закругление. Рекомендовать этот способ нельзя, так кг получать в этом случае малые закругления очень труди Также не рекомендуется применять вместо пасты ГОИ т е

называемый диамантин (алмазную пыль) по причине дороп визны этого материала и отсутствия преимущества пере пастой.

Контроль полировки кернов производится также при ш мощи микроскопа. После окончания полировки керн очищак от грязи промывкой в бензине и ставят на место. Окончател; ная очистка конца керна производится после постановки ег на место при помощи деревянной палочки (так называемо1 «пуцгольца»), в которую один или два раза втыкак керн.

2. Н е и с п р а в н о с т и к а м н е й . Материалом для ка? ней приборов служит синтетический рубин, корунд или ага В самых грубых приборах, например автомобильных, камеь отсутствует вовсе; опорой служит углубление, образова] ное непосредственно в теле металлического винта ш. мостика.

У камней возможны следующие неисправности.а) З а г р я з н е н н о с т ь к р а т е р а , которая может бьг

обнаружена осмотром его при хорошем освещении через луг или микроскоп. Внутренняя поверхность кратера должна бы равномерно блестящей.

Следует указать на особый вид загрязнения опо возникающий иногда после чрезмерного нагрева обмотс прибора. При сильном нагреве шеллак, которым обмотр

§ 62\ Устранение неисправностей кернов и опор 181

заполняют внутри весь кожух прибора. Соприкасаясь с холодными частями прибора, пары эти конденсируются и покрывают части налетом. Налет бывает особенно заметен на внутренней поверхности защитного стекла прибора и на шкале. Обычно он желто-коричневого цвета, липкий, с характерным неприятным запахом. Наравне с другими частями прибора покрываются налетом и рабочие поверхности камня и керна. Удалять налет можно, промывая опорные винты в спирте.

Для очистки кратера можно применять заостренную деревянную палочку. Надо следить, чтобы в кратере не остались волокна после вытирания.

Загрязнения в кратерах, представляющих собой углубления в теле винта, устраняют либо промыванием спиртом, либо шлифовкой деревянной палочкой с мелом.

б) Т р е щ и н ы в к а м н е и ш е р о х о в а т о с т и хорошо обнаруживаются так: берут тонкую швейную иглу и водят острым концом ее по поверхности камня — пальцы чувствуют, как конец иглы за что-то зацепляет. При всей своей простоте этот способ обнаруживает даже небольшие дефекты камня. Треснувший камень следует заменить новым.

Часто бывает возможно взять опорные винты с других, негодных по иным причинам, приборов. Если имеется камень отдельно, то, изготовив и нарезав опорный винт, высверливают у него с конца вдоль оси углубление такого диаметра, чтобы камень вошел в него возможно плотнее. Сверловка производится на глубину, несколько большую высоты камня. Камень вставляют в высверленное углубление до упора, а выступающие кромки винта завальцовывают внутрь.

в) Н е п р а в и л ь н а я ф о р м а к р а т е р а бывает заметна после очень продолжительной работы прибора, а также при плохо изготовленных камнях, имеющих слишком большой радиус закругления (так называемые «плоские камни»), вызывающий сильное заклинивание оси. В первом случае от продолжительного трения по одному месту (у приборов с горизонтальной осью) камень срабатывается, появляется местное углубление, и поверхность трения возрастает. О форме кратера можно судить по осторожно снятому восковому оттиску, рассматривая его в лупу; устранить неправильную форму можно, лишь сменив опорный винт (или камень).

3. Н е с о о т в е т с т в и е к р а т е р а к е р н у . Кратер правильной формы представляет собой усеченную коническую

182 Ремонт электроизмерительных приборов [гл. IV

поверхность, завершенную сферой. Радиус сферы порядка0,15—0,3 мм и должен быть в четыре-десять раз больше радиуса закругления конца керна. Угол конуса должен быть по крайней мере на 30° больше угла заточки керна и лежит обычно в пределах 60° и 100°. При несоблюдении этих соотношений возможно повышенное трение в опорах. Особенно велико будет оно при малой разнице в радиусах сфер кратера и керна. Слишком большой радиус сферы кратера дает, как это мы уже отметили выше, плохой результат, особенно при горизонтальных осях. При вертикальном же положении оси увеличивается погрешность от опрокидывания (см. § 3). В этом случае для устранения неисправности необходимо сменить опорный винт (или камень).

4. Н е п р а в и л ь н а я р е г у л и р о в к а о п о р н ы х в и н т о в . Это одна из частых причин несвободного хода подвижной части. При правильно отрегулированных опорах ось должна лежать в них несколько свободно, с небольшим зазором («люфт»). Наименьший необходимый для легкого хода зазор определяется на опыте. Для этого ослабляют сначала верхний опорный винт, насколько это возможно без выпадения керна из кратера. Затем постепенно затягивают опорный винт, покачивая подвижную часть после каждого повертывания винта на ’/в оборота. Наблюдая за продолжительностью покачивания, определяют таким образом наибольшую затяжку, допустимую для данного прибора, без ущерба для легкости его хода.

При описанной работе следует остерегаться затягивать опорные винты так, чтобы они оказывали на ось продольное давление, так как это губит и керн и опорные камни.

Следует иметь в виду, что опоры электроизмерительных приборов обычно ничем не смазываются. Исключение составляют лишь нижние опоры счетчиков (подпятники), смазываемые при сборке.

Таковы основные сведения по определению качеств и по ремонту опор и кернов. Мы остановились на этом вопросе несколько подробнее ввиду большого влияния кернов и опор на качество измерительных приборов.

§ 63. Устранение неисправностей указательной системы. Под указательной системой мы в дальнейшем будем понимать стрелку с ее креплением на оси, ее противовесами и шкалу прибора. Неисправности указательной системы могут быть следующие: 1) стрелка погнулась; 2) стрелка сломалась;3) стрелка или противовесы задевают за неподвижную часть;4) шкала прибора загрязнилась.

$ 63\ Устранение неисправностей указательной системы 183

1. И з г и б с т р е л к и в плоскости шкалы на практике встречается очень часто. Вызывается он почти всегда сильным ударом тока, кратковременной, но сильной перегрузкой. Порчей других частей прибора эта неисправность может и не сопровождаться, но она почти неизбежно вызывает потерю уравновешенности подвижной части.

Стрелки измерительных приборов изготовляют из твердотянутого алюминия, дюралюминия и, редко, латуни. Чтобы сделать стрелку более жесткой, ей придают поперечное сечение одной из форм, указанных на фиг. 142. Сечения а, б встречаются у щитовых приборов, стрелки с сечением г применяют в точных лабораторных приборах. Легче всего поддается исправлению профиль а — стороны уголка обжимаются плоскогубцами в тех местах, где стрелка была' погнута. Сечения б и в можно выправлять, положив их выпуклой стороной на металлическую (можно свинцовую) пластинку, у которой пропилена или прострогана канавка нужных размеров и соответствующего профиля. К таким методам следует прибегать лишь тогда, когда стрелка очень сильно помята и выправить ее хорошо руками невозможно.

Стрелку с профилем г выправлять труднее всего, особенно если она, согнувшись, еще и смялась. В последнем

случае ее необходимо отделить от подвижной части и осторожно распрямить, пользуясь только руками.

2. П о л о м к а с т р е л к и . Когда стрелка сломалась у самого держателя стрелки, то возможно ее использовать,

Фиг. 143. Соединение стрелки если оиа достаточно длинна и с держ ателем. ^г имеет, колено. Для этого

стрелку нужно отделить от держателя. Держится стрелка на держателе обычно трением в особом обжиме держателя стрелки (фиг. 143).

Для отделения стрелки необходимо разогнуть лапки обжима держателя стрелки. Вытащив из обжима отломавшийся кусок стрелки и вставив оставшуюся часть, укре

Концы -А- _ I

СтерЖни А А П о а 6 6 г

Фиг. 142. Различные сечення стрелок.

184 Ремонт электроизмерительных приборов [гл. /V

пляют ее в обжиме. После этого изменением углов изгиба стрелки в колене на более тупые можно добиться того, чтобы укорочение стрелки было небольшим и не повлияло на удобство отсчета.'

Если стрелка сломалась не у основания, то ее следует заменить новой.

3. З а д е в а н и е у к а з а т е л ь н о й с и с т е м ы . Если стрелка прибора, будучи отведена рукой на некоторый угол от положения своего свободного состояния, не возвращается сама в свое первоначальное положение, то такое явление мы будем называть несвободным вращением. Само собой разумеется, что требование плавного возвращения стрелки в свое первоначальное положение можно предъявлять только тогда, когда эти приборы находятся в нормальном для них рабочем положении.

Здесь можно указать на следующие причины задевания:а) стрелка своей нижней поверхностью задевает за шкалу;б) стрелка своей верхней поверхностью задевает за стекло или кожух прибора; в) противовесы задевают за механизм прибора или за держатель пружины. Устранение этих неисправностей производится приданием правильного положения стрелке и противовесам относительно других частей прибора.

Шероховатость шкалы, непараллельность плоскости движения стрелки ее поверхности и, наконец, наличие зазора в опорах ставят предел чрезмерному приближению стрелки к поверхности шкалы, который зависит от длины стрелки. В обычных технических приборах расстояние между стрелкой и поверхностью шкалы составляет 1—1,5 мм.

Задевание противовесов устраняется простым отгибанием их в нужную сторону, причем отгибание следует производить лишь настолько, чтобы не происходило задевания, так как с определенным положением противовесов связано положение центра тяжести всей подвижной части, и только верное положение центра тяжести гарантирует правильность показаний прибора. Если исправление стрелки или противовесов все же отразилось на положении центра тяжести подвижной части, что выражается потерей уравновешенности, то приходится прибегать к хлопотливой операции уравновешивания подвижной части.

Здесь же следует указать на особый вид задевания в указательной системе: задевание стрелки за ворсинки шкалы. Шкала, изготовленная из любых сортов бумаги (кроме глянцевых), обладает поверхностью, покрытой тон

$ 64] Устранение неисправностей пруж ииок и подводок 185

чайшими, почти незаметными для глаза, ворсинками. Эти ворсинки задевают за стрелку при ее движении над шкалой и могут создать при слабом противодействующем моменте прибора столь заметное препятствие ее движению, что оно будет явно несвободным. Последний вид задевання может озадачить неопытного человека, не подозревающего о наличии таких незаметных глазу причин этой неисправности. Для устранения задевания за шкалу ее следует осторожно опалить на некоптящем пламени спиртовки или газовой горелки.

4. З а г р я з н е н и е ш к а л ы устраняется по-разному — в зависимости от того, из какого материала изготовлена шкала и каков характер загрязнения.

Обычные бумажные шкалы, покрывавшиеся пылью, очищаются мягкими резинками или белым хлебом. Влажное загрязнение, особенно жирные пятна, практически неустранимы. В этом случае следует изготовить шкалу заново.

Следует предупредить о необходимости соблюдать особую осторожность при обращении со шкалами некоторых заграничных приборов. Эти шкалы печатаются часто чрезвычайно непрочной краской, смазывающейся и стирающейся от самого легкого прикосновения сухой тряпочки или щеточки. Порча такой шкалы может произойти еще и потому, что деления, цифры и надписи иногда наносятся не на бумаге, а на белой эмалированной поверхности металлической шкалы, которая сама по себе очень прочна и создает превратное впечатление о «несмываемости шкалы».

§ 64. Устранение неисправностей пружинок и подводок. Пружинки по назначению можно разделить на.

а) пружинки, создающие противодействующий момент и в то же время токопроводящие;

б) пружинки, создающие противодействующий момент, но не проводящие тока.

Пружинки типа «а» имеются у приборов магнитоэлектрических и электродинамических. Они изготовляются обычно из фосфористой бронзы. Надо иметь в виду, что величиной, характеризующей пружинку, является вращающий момент, который надо развить, чтобы закрутить ее на угол 90°. Момент выражается в миллиграммсантиметрах. Чем тяжелее подвижная часть прибора, чем больше трение в опорах, тем сильнее должны быть пружинки. Нормальная величина момента лежит в пределах 50—250 миллиграммсантиметров. Для чувствительных приборов большую роль играет также электрическое сопротивление пружинки, Если пружинка слаба, уве

186 Ремонт электроизмерительных приборов \гл . I V

личить ее момент можно, укоротив ее на один-два витка. Добиваться строго определенного момента пружинки нет надобности, надо лишь получить близкую к нему величину. Нужного же отклонения прибора следует добиваться изменением электрических свойств прибора.

Подводки, не создающие противодействующего момента, ставят в приборах, измеряющих отношение токов (лого- метры), а иногда в качестве одной из пружин магнитоэлектрического прибора, измеряющего малый ток. Основное их

назначение — подвести гок к подвижной обмотке, поэтому они не должны обладать противодействующим моментом. Такие безмоментные подводки представляют собой мягкую серебряную или золотую ленточку, обычно в виде одного оборота спирали. При монтаже такой подводки сначала припаивают один ее конец к подвижной части прибора, а затем другой к неподвижной.

Фиг. 144. К репление пру- Впаянная ленточка должна висетьЖ ИНКИ. -■свободно и не препятствовать пово

роту подвижной части.При пайке безмоментных подводок (серебряных или золо

тых) всегда нужно иметь в виду, что серебро и золото легко растворяются в оловянном припое, поэтому пайку нужно производить осторожно. Паяльник должен быть хорошо залужен, и прикосновение его к месту пайки должно быть кратковременным.

Пружинки типа «б» ставят в электромагнитные и индукционные приборы. В этом случае, хотя электропроводность пружинки и не играют никакой роли, тем не менее благодаря наличию магнитных полей пружинки также изготовляются из фосфористой бронзы. Концы пружинки припаивают к держателям. В подавляющем большинстве случаев держатель внутреннего конца пружинки (фиг. 144) укреплен на оси и является подвижным, а держатель внешнего конца неподвижен.

Во всех случаях следует сначала освободить от пружинки держатель внешнего конца ее, а затем уже отделять внутренний конец пружинки.

Для последней операции необходимо иногда освободить керны подвижной части из опор и вынуть подвижную часть. Если конец пружинки, как это бывает почти всегда, припаян,

§ 64] Устранение неисправностей пруж инок и подводок 187

его отпаивают помощью чистого паяльника; если же он укреплен защемлением, его следует обломать по возможности ближе к месту защемления.

Крепление пружинки к держателям осуществляется при- паиванием. К втулке же внутренний конец пружины прикрепляют пайкой или защемлением; проще конец припаять. При очень тонких пружинках и крошечных втулках карманных приборов припаивание является единственно возможным способом крепления.

Пайка должна быть очень чистой, без малейших избытков олова. Лучше всего предварительно чисто облудить спаиваемые поверхности, а потом, наложив их одна на другую, просто прогреть паяльником без добавления олова.Пайку производят, разумеется, не пользуясь кислотой. Пользование паяльной пастой гоже недопустимо. Пользование нашатырем допускается только в виде куска, причем в момент пайки паяльник не должен дымить.

Часто бывает, что после пайки на пружинке у одного из ее концов остается слой канифоли. Чтобы избегнуть этого, следует применять для пайки жидкий раствор канифоли в спирте, нанося его на спаиваемые поверхности в возможно меньшем количестве.

Припаивание внешнего конца пружинки к держателю не представляет трудности. Следует лишь обратить при этом внимание на то, чтобы стрелка прибора стояла на нуле, а корректор, если он имеется, — в своем среднем положении. Заменять приходится пружинки либо порванные, либо сгоревшие, либо сильно смятые и притом не от перегрузки током, — последние иногда можно и выправить.

Если мы внимательно рассмотрим смятую пружинку, то обнаружим, что, несмотря на путанный вид, она деформирована не по всей длине, а всего лишь в нескольких местах. Деформации эти бывают только двух родов: изгиб — большей частью в плоскости пружинки или под небольшим углом к ней — и скручивание. Чтобы увидеть деформацию «в чистом виде», необходимо освободить внешний конец

д Д Д П П П | | | | | " 1Г Г ~ т

УФиг. 145. Два случая деформации

пружинок.

т Ремонт электроизмерительных приборов [гл . I V

пружинки от закрепления. Лучше всего снять всю пружинку с оси вместе с держателем или: втулкой и поместить ее на игле, соответствующей толщины, зажатой в тисках. На фиг. 145 показаны в отдельности два случая деформации. На фиг. 145; а показаны пружинка, погнутая в одном месте,

и отдельно место изгиба. -Держатель На фиг. 145,6 — пружин-

ка, скрученная в одном месте, и отдельно место скручивания. Часто бывает, что пружинка изогнута и скручена одновременно в одном или нескольких местах. Следует найти места, где пружинка деформирована, и запомнить их или отметить тушью. Как видно из

фиг. 145, при чистом скручивании пружинка в обе стороны от деформированного места сохраняет вид правильной спирали; при изгибе же в одной части витки сближаются между собой. Это помогает определить род деформации.

Если пружинка изогнута круче, чем следует, то место изгиба сжимается более широкой частью пинцета (щипцов), и пружинка в этом месте несколько выпрямляется. Если

Неправильно Правильно Неправильно

Фиг. 146. Неправильное, положение пружинок вследствие изгиба держателя.

Неправильно Правильна

Фиг. 147. Деформация пружинки вследствие неправильной пайки.

пружинка слишком распрямлена или изогнута в обратную сторону, то в таком случае сообщение ей надлежащего изгиба производится при помощи двух пинцетов.

Исправление кручения может быть произведено или простым зажатием деформированного места (так же как делается исправление крутого изгиба) или же с помощью д в у х

У равновеш ивание подвижной части 189

пинцетов. В последнем случае захватывают пинцетами пружинку справа и слева от места скручивания и вращают их один навстречу другому, пока пружинка не примет правильной формы.

Часто пружинка лежит в приборе неправильно не потому, что она смята, а потому, что ее внешний конец неправильно припаян к держателю, или потому, что погнут держатель. На фиг. 146 и 147 даны примеры такого неправильного положения; там же показана пружина после выправления.

Иногда угол поворота стрелки, сообщенный ей благодаря повороту корректора, оказывается недостаточным для установки стрелки на нуль; в этом случае можно рекомендовать следующие меры:

а) повернуть держатель у так называемого «двойного корректора» (если такой имеется) в нужное положение, чтобы винт корректора при закрытии прибора смог поставить стрелку на нуль;

б) повернуть в ту же сторону держатель второй пружинки, если она имеется и если второй держатель подвижен;

в) перепаять пружинки у держателя; для этого внешний конец пружинки отпаивают от держателя, стрелку ставят на нуль, а держатель в среднее уложение, и затем снова припаивают пружинку к держателю.

Остается рассмотреть еще одну неисправность пружинок, а именно остаточную деформацию. В этом случае стрелка несколько не доходит до нуля после выключения прибора. Устранить эту неисправность можно следующим образом. В случае остаточной деформации по причине плохой пайки концов прул<инки (отжиг) последнюю следует осторожно перепаять. Если же причиной этого является материал пружинки, то следует переменить ее.

§ 65. Уравновешивание подвижной части. Уравновешиванием подвижной части называют работу по перемещению центра тяжести подвижной части в наружное положение.

Приступая к уравновешиванию, следует прежде всего уметь определять, где в данный момент находится центр тяжести. Поступают следующим образом:

а) Прибор кладут так, чтобы ось его была вертикальна, и стрелку ставят корректором точно на нуль.

б) Ставят прибор на ребро, чтобы ось его стала горизонтально, и вращают его вокруг оси. При этом стрелка будет менять свое положение на шкале, но при некотором положении прибора она точно и устойчиво станет на нуль. Это зна*

190 Ремонт электроизмерительных приборов \гл . IV

чит, что в данном положении центр тяжести лежит ниже оси по отвесной линии, проходящей через ось. Запоминают направление этой линии и ее угол относительно стрелки (а не корпуса). Она дает направление, в котором лежит центр тяжести.

в) Затем поворачивают корпус прибора вокруг оси на 90°. При этом стрелка прибора несколько уйдет с нуля. Величина этого отхода при малых углах отклонения стрелки прямо пропорциональна расстоянию центра тяжести от оси. Зная приблизительное положение центра тяжести, нетрудно сообразить, как надо передвигать противовесы, чтобы перевести его к оси вращения. После каждой операции с противовесами достигнутый результат проверяется описанным выше методом.

Если противовесы закреплены шеллаком и не вращаются, не следует применять больших усилий, потому что при этом очень легко затупить керны. В этом случае следует применить предварительное подогревание противовесов, прикладывая к ним нагретую металлическую пластинку.

Все передвижения противовесов рекомендуется производить, крепко зажав стержень с противовесом вблизи оси пинцетом. Пинцет при этом следует держать так, чтобы он, зажимая стержень, упирался своими концами в какую- либо неподвижную деталь. В этом случае усилия, прилагаемые к противовесу, не передаются опорам подвижной части.

§ 66. Устранение задевания в подвижной части. Задевание в подвижной части можно разделить на:

а) задевание в измерительном механизме;б) задевание в успокоителе.З а д е в а н и е в м е х а н и з м е может быть следствием

следующих трех причин: 1) в механизм попал посторонний предмет; 2) перекосилась подвижная часть механизма; 3) подвижная часть механизма деформировалась.

Если причиной несвободного движения было постороннее тело, попавшее в механизм, то при внимательном осмотре механизма это тело может быть без особого труда обнаружено и удалено. Особенно подвержены такого рода неисправностям приборы магнитоэлектрические. Наличие сильного постоянного магнита в них служит частой причиной попадания в механизм различных мелких частиц железа и никеля. Эти частицы попадают в воздушный зазор магнита и здесь, вследствие его узости, очень легко могут образовать препятствий свободному движению рамки. Железные опилки, попав

Устранение задевания в подвижной части

в узкие воздушные зазоры, прилипают там так крепко, что для того чтобы удалить их оттуда, требуется много труда. Возможны, наконец, случаи, когда в этих приборах железные частицы не стесняют свободного движения подвижной части, но уменьшают чувствительность прибора, шунтируя его магнитное поле.

Перекос подвижной части возможен в том случае, когда, вследствие особенностей конструкции, опоры прибора могут несколько передвигаться в некоторой плоскости. Правильное положение опор находится опытным путем и закрепляется.

Некоторые трудности представляет устранение перекосов в приборах, имеющих подвижную катушку (рамку) в узком воздушном зазоре, в особенности в тех случаях, когда подвижностью не обладает ни одна из опор. В некоторых магнитоэлектрических приборах подвижными делают и опоры и даже железный сердечник.

Подвижность верхней опоры достигается тем, что часть прибора, несущая ее, так называемый мостик, прикрепляется к корпусу прибора двумя винтами, причем отверстия, сквозь которые проходят эти винты, делаются ббльшими, чем этого требует толщина винта, и, следовательно, эта часть прибора обладает некоторой свободой движения в плоскости, перпендикулярной к оси винта. Подтягивая широкую шляпку крепящих винтов, мы можем закрепить эту часть в любом нужном положении. Следует предупредить, что работы по устранению задеваний в механизме и в успокоителе вообще и задеваний от перекосов в частности требуют большой аккуратности и, в особенности, терпения.

Случаи деформации подвижной части, встречающиеся в магнитоэлектрических приборах, — помятие рамки; в электродинамических — помятие подвижной катушки; в индукционных — изгиб алюминиевых дисков; в электростатических — изгиб втягивающихся алюминиевых секторов.

Исправление пластин у электростатических приборов никаких указаний не требует. В исправном положении подвижный сектор (или секторы), находящийся между двумя неподвижными, должен быть от них равно удален.

У приборов, имеющих подвижную рамку, последняя может деформироваться самым различным образом: Л а фиг. 148 показаны две наиболее часто встреча1#щиж:1[?^91формации (в утрированном виде). Первая п р оисТфей^т'1' >р ез М%> н о го затягивания опорных винтов, а вторая — отДоДн^ТОроННего надавливания на рамку. ;


Деформация подобных типов обычно не сопровождается повреждениями обмотки на рамке, а поэтому для исправления помятой таким образом рамки не нужно ее разматывать. Выпрямляют ее без помощи инструментов — руками, проверяя лишь прямолинейность сторон линейкой. Более серьезными следует считать искривления в направлении, перпендикулярном к плоскости рамки. Так как в этом последнем случае обычно страдает сама обмотка, покрывающая рамку, а выпрямление требует применения больших усилий, то

если они сильно помяты, ни в коем случае не следует выправлять их на жестких плитах ударами металлического молотка. Такие приемы выправления приводят к весьма печальным результатам. Доска для выправления должна быть: а) совершенно правильной; б) сделанной из дерева твердой породы;в) такого размера, чтобы диск на ней помещался целиком. Если диск нельзя снять с его оси, то в доске должно быть сделано соответствующее отверстие для нее. Ударять по лежащему на правильной доске диску можно лишь киянкой — деревянным молотком. Работа эта очень кропотлива и требует большого терпения, поэтому просто и кратко указать, как выправить помятый диск, трудно.

З а д е в а н и е в у с п о к о и т е л е . Различают два рода успокоителей — воздушные и магнитные. И в тех и в других задевание возможно: 1) от попавших в успокоитель посторонних частиц и 2) от искривления подвижной части.

Посторонними предметами, попадающими в успокоители, являются обычно пыль в воздушных успокоителях и железны е опилки в м агнитны х. Удаление пыли производится

обмотку лучше всего удалить и по выпрямлении каркаса снова ее намотать.

Фиг. 148. Различные виды деформации рамок.

Рамки без каркаса, состоящие из одной обмотки, в случае деформации, не сопровождающейся повреждением обмотки, выпрямляются просто руками. В случае повреждения обмотку рамки перематывают.

Выпрямление плоских дисков труднее. Даже

Устранение обры воё

весьма просто — выдуванием или обтиранием ватой предварительно разобранного успокоителя. Удаление железных опилок в успокоителях с постоянными магнитами производится лучше всего с помощью тряпки. Устранение задевания вследствие неправильного положения подвижной части успокоителя производится теми же методами, что и при задевании в механизмах. При крыльчатых воздушных успокоителях устранение задеваний производится проще, чем при успокоителях с поршнем. В последнем случае нужно следить, чтобы дно поршня и ось прибора были строго в одной плоскости. Облегчение в работе по исправлению представляет отнятие дна цилиндра, держащегося обычно легкой спайкой. При магнитном успокоителе задевание диска в воздушном зазоре может происходить (кроме указанных ранее причин) также от неправильного положении постоянного магнита. Подкладывая под магнит различные шайбы или вращая специально для этого устроенные регулирующие винты, можно поставить магнит так, что задевание диска прекратится.

§ 67. Устранение обрывов. Обрыв в цепи электроизмерительного прибора может быть в катушке с активной обмоткой (т. е. обмоткой, создающей магнитное поле), в добавочном сопротивлении, в шунте, в пружинках, в соединительных проводах и т. п.

а) Для устранения обрыва в к а т у ш к е с а к т и в н о й о б м о т к о й поступают следующим образом.

Осторожно разобрав прибор, вынимают катушку и внимательно осматривают доступные места. Если обмотка очень тонкая, можно воспользоваться лупой. Следует обратить особое внимание на концы обмотки и на места, где есть крутые перегибы провода или повреждение изоляции, а также на контакт между держателем пружинки и концом обмотки рамки. Эти контакты часто являются больным местом магнитоэлектрических и электродинамических приборов, особенно при алюминиевой обмотке на рамке.

В подозрительных местах обмотку осторожно частично снимают таким образом, чтобы не повредить сильно изоляции. При тонкой обмотке, когда удалось обнаружить оборванные концы, приступают к соединению их, помня следующее: в подвижных рамках сросток должен находиться на неактивной стороне рамки. Обычно концы обрыва бывают настолько коротки, что их нельзя наложить друг на друга. Тогда надо попытаться снять один виток проволоки так, чтобы оставшиеся длинные концы позволили свободно сде-


194 Ремонт электроизмерительных приборов [га . IV

лать спайку (обязательно оловом) на неактивной части рамки. При этом предполагается, что проволока была размотана одновременно в двух направлениях, за оба конца, чтобы перенести сросток в нужное место.

В случае, если катушка сильно прошеллачена или баке- лизирована, витки ее слиплись столь прочно, что снять виток невозможно, поступают так: концы обрыва очищают от изоляции и затем спаивают. Делать это при тонкой обмотке следует весьма осторожно; если конец обломается в корне, придется перематывать всю катушку. Лучше всего, слегка отогнув концы кверху, предварительно осторожно их облудить. От кратковременного прикосновения паяльника изоляция хорошо прошеллаченной катушки не портится. Изолировать такие спайки, а также места с поврежденной изоляцией, лучше всего наложением одного слоя прошеллаченной папиросной бумаги.

Если концы обрыва обнаружить не удается или почему- либо нельзя произвести сращения, то катушку перематывают. Разматывая старую рамку, надо сосчитать, сколько витков проволоки в ней лежало. Затем следует с помощью микрометра определить диаметр меди проволоки и ее полный диаметр вместе с изоляцией. Для обмотки подвижных рамок в вольтметрах и миллиамперметрах применяют обычно провод с весьма тонкой эмалевой или эмалевошелковой изоляцией.

Если оси наклеены, то достаточно небольшого усилия, чтобы отделить их вместе с буксами и сидящими на них пружинками. Если же оси не наклеены, то снимают только пружинки, укрепленные на втулочках (одна из них или обе делаются из изолирующего материала, например, из кости), посаженных на оси и снимающихся с них, обычно, без особого труда. Рамку, сняв с нее все лишнее, плотно надевают на точно оструганный по ее внутренним размерам деревянный брусок-оправку, который укрепляют в свою очередь на мотальном станке.

Отступя сантиметров на пять от конца, закрепляют начало обмотки на одном из шурупов, специально для этого ввернутых в брусок, и наматывают обмотку рамки, заботясь о том, чтобы витки плотно прилегали друг к другу. Так как стороны рамки выгнуты по цилиндрической поверхности, то при намотке второй половины рамки провод будет соскальзывать к краю. В этом случае, намотав половину рамки, переводят провод сразу к другому краю и мотают от края к середине.

§ б7\ Устранение обры вов 195

Если по какой-либо причине не удается уложить на рамке точно такое же число витков, какое было раньше, и если разница невелика, этим смущаться не следует. После столь основательного ремонта, как перемотка подвижной рамки (или даже неподвижной активной обмотки у электромагнитных приборов), прибор все равно придется сверять с образцовым прибором и градуировать. Следует лишь помнить, что чем больше новая обмотка походит на старую и числом витков и сечением проволоки, тем меньше будет разница в показаниях, тем проще будет регулировка показаний прибора.

Когда рамка намотана, другой конец проволоки закрепляют на втором шурупе и рамку прошеллачииают, не сип мая ее с бруска (с оправки). Если обмотка рамки выполнена из тонкой проволоки, то перед шеллачением следует испытать ее на проводимость и на соединение с каркасом.

Бескаркасные рамки мотают всегда па металлическом разборном шаблоне, который должен быть изготовлен очень тщательно. Соприкасающиеся с проволокой поверхности шаблона должны быть отполированы для уменьшения прилипания проволоки. В тех же целях шаблон перед намоткой покрывают тонким станиолем или слоем парафина. Для этого поступают так: шаблон слегка подогревают (до температуры плавления парафина), затем куском парафина, прикасаясь к шаблону, и, наконец, кисточкой распределяют парафин по всей поверхности шаблона. После того как парафин застынет, можно начинать намотку. Бескаркасные рамки рекомендуется проклеивать исключительно спиртовым раствором бакелита, с обязательной последующей термической обработкай, которая заключается в том, что шаблон с обмоткой кладут в сушильный шкаф и в течение получаса доводят температуру до 130° С, а затем выдерживают обмотку в течение получаса при неизменной температуре 130—140° С. Этот процесс термической обработки называется бакелизацией. Следует помнить, что обходиться без такой обработки нельзя, так как только в этих условиях бакелит приобретает свои высокие механические и изолирующие свойства.

Проклеивать бескаркасные рамки шеллаком и целлулоидом не рекомендуется — впоследствии почти всегда наблюдается деформация рамок (коробление).

б) Д о б а в о ч н о е с о п р о т и в л е н и е обычно бывает намотано или на катушки или на пластины (слюдяные или

1о*

198 Ремонт электроизмерительных Приборов [гл . IV

гетинаксовые). Последнее расположение проволоки весьма благоприятно для отыскания повреждений.

Прежде всего, как правило, следует обратить внимание на начало и конец обмотки сопротивления. Места спайки более толстых медных проводов с более тонкими выводами часто бывают местами разрыва. Многие сплавы, являющиеся материалом для сопротивлений, становятся весьма хрупкими и легко ломаются после спайки. Если повреждений не оказывается, отдельные секции добавочных сопротивлений испытывают на проводимость. Секцию, не проводящую тока, тщательно осматривают, и если точно установить место повреждения не удается, то ее перематывают.

В добавочных сопротивлениях, монтированных на пластинах и рамках, повреждения обнаруживаются легко. Устранение их также не представляет никаких особых трудностей. Если добавочное сопротивление намотано на катушки и если после внимательного осмотра концов выяснилось, что обрыв произошел внутри катушки, приступают к перемотке добавочных сопротивлений с испытанием их по частям.

Путем целого ряда последовательных делений можно найти место повреждения. При перематывании, разумеется, надо внимательно следить за проводом, так как чем раньше удается глазом определить место обрыва, тем меньше будет затрачено труда и времени и тем целее будет изоляция.

Некоторые сорта проволочных сопротивлений бывают весьма хрупки. Перемотка их требует особой осторожности. Следует избегать всяких резких перегибов. Уже исправленную и намотанную катушку, прежде чем укреплять в приборе, следует снова проверить на проводимость, так как при окончательной намотке где-нибудь мог произойти обрыв проводника.

При необходимости изготовить новое добавочное сопротивление его мотают либо из изолированной манганиновой проволоки на деревянные или пластмассовые катушки (для приборов магнитоэлектрических), либо на пластины из гети- накса, миканита и т. п. (для приборов тепловых, электродинамических и электромагнитных).

Когда добавочное сопротивление в виде пластин помещено в вентилируемом кожухе, то потребление мощности каждой пластины может быть допущено в 3—4 вт без вредного перегрева, если покрытая проводом поверхность пластий составляет не менее 80 см2.

§ 68\ Устранение коротких замыканий 197

Добавочные сопротивления для приборов магнитоэлектрических, как потребляющих ничтожные мощности, можно наматывать из изолированной проволоки па деревянные катушки. Такие сопротивления чрезвычайно компактны и помещаются обычно в кожухе прибора. Потребление мощности в одной катушке обычных размеров (диаметр 15— 20 мм, высота 30— 40 мм) должно быть не более I от, а падение напряжения в одной катушке, из соображении надежности изоляции,— не более 100 в.

в) Причинами о б р ы в а в п р у ж и и а х являются обычно электрическая перегрузка или плохая пайка.

Устранение обрыва в цепи прибора вследствие плохой пайки пружинки не представляет трудностей. II случае полной порчи пружинки ее необходимо сменить. Обрыв без- моментной подводки в некоторых приборах (например, лого- метрах) — явление более частое, так как подводка в этом случае чрезвычайно тонка, а потому является непрочной и в механическом и в электрическом отношениях.

Замена такой подводки — довольно кропотливая работа, требующая особого навыка к тонким механическим работам.

г) О б р ы в может быть также в с о е д и н и т е л ь н ы х п р о в о д а х , особенно в местах соединения этих проводов с различными частями схемы. Обрыв обнаружить легче всего электрическим путем, применяя гальванометр, как это описывалось в § 59. После выяснения места обрыва проводник с обрывом удаляют, заменяя его новым.

§ 68. Устранение коротких замыканий. Причинами коротких замыканий являются 'механические неисправности или электрическая перегрузка прибора, которая влечет за собой порчу изоляции.

Короткое замыкание в различных случаях приводит к различным результатам. Так, например, короткое замыкание обоих зажимов прибора на корпус является причиной отсутствия отклонения стрелки прибора. Шунтирование пружинками подвижной катушки вследствие короткого замыкания пружинок с неподвижными частями прибора приводит к аналогичному результату.

В первом случае для устранения короткого замыкания необходимо тщательно изолировать зажимы от корпуса. Во втором случае необходимо исправить пружинки механическим путем, так как при правильном их положении они не будут •касаться неподвижных частей прибора, кроме держателей, к которым они припаяны. Что касается последних, то их или, по крайней мере, один из них, в свою очередь, необходимо


изолировать от металлических частей прибора. Короткое замыкание в добавочном сопротивлении — явление неприятное, так как может вызвать электрическую перегрузку прибора. Короткое замыкание в добавочном сопротивлении бывает чаще всего:

а) в сопротивлениях, состоящих из изолированной проволоки, намотанной на катушку (внутри прибора), от сгорания и обугливания изоляции;

б) в сопротивлениях на пластинах от обрыва обмотки с развертыванием концов или от небрежности монтажа.

Для устранения неисправности сопротивления на катушках требуется перемотка их. Сопротивления на пластинах легко доступны осмотру, исправляются очень просто и осо- ’бых указаний не требуют.

При механических повреждениях изоляции следует внимательно осмотреть витки, нельзя ли устранить соединение, не перематывая всего сопротивления, а удалив с него лишь несколько поврежденных витков. В случае повреждения изоляции в результате перегрева следует помнить, что необугленная изоляция все же обладает сносными изолирующими качествами и главным ее недостатком является хрупкость. Замыкание в сопротивлении происходит именно в тех местах, где повреждена изоляция. Часто можно помочь делу, основательно пропитав такое сопротивление шеллаком. При этом шеллак не только укрепляет хрупкую изоляцию, но и может проникнуть между голой проволокой в месте замыкания и таким образом устранить замыкание. Для этого полезно, погрузив сопротивление, намотанное на пластину, в шеллак, несколько погнуть там пластину в разные стороны. О достигнутых этой операцией результатах можно судить только по высыхании шеллака, так как невысохший шеллак является полупроводником.

§ 69. Устранение переменного контакта в схеме. В зависимости от местоположения в схеме и от качеств самого контакта изменение показаний прибора может быть от незначительной, едва заметной на-глаз, величины до величины полного отклонения по шкале. Сопротивление такого переменного контакта обычно изменяется при легком постукивании по прибору, хотя и бывает, что сопротивление контакта меняется все время совершенно самопроизвольно. В этом случае стрелка прибора совершает незакономерные колебания или броски даже тогда, когда прибор находится в покое.

§ 69] Устранение переменного контакта в схеме 199

Находить непостоянный контакт лучше всего под током, дотрагиваясь до различных частей схемы прибора и наблюдая за положением стрелки. Прикосновение к непостоянному контакту сопровождается резкими колебаниями стрелки.

Наиболее часто встречаются непостоянные контакты в местах спаек и в местах соединений цепи путем поджимания проводников схемы под винты.

Устранение непостоянного контакта производится следующим образом. Если этот непостоянный контакт обусловлен надломом проводника, — лучше всего его сменить или сделать в этом месте пайку. Если плохой контакт обнаруживается в месте спайки, то необходимо перепаять это место. Наконец, в случае плохого контакта в местах соединений при поджимании проводников схемы под винты, необходимо плотнее поджать винты, используя в некоторых случаях шайбы.

Несколько особняком стоит вопрос об устранении переменного контакта во всевозможного рода переключателях. При наличии такой неисправности переключатель разбирают, все внутренние части тщательно прочищают, и в случае необходимости, контактные части шлифуют, после чего переключатель снова устанавливают на место, а прибор вторично проверяют на устойчивость показаний.

Редактор Д . Л . О рш ан ски й

Подписано к печати 3/У1 1949 г. 12,5 п. л. 11,15 уч.-авт. л.Бумага 84X 108 '1№. Тираж 13 000.

М-17050. Зак. 4819.

4-я ти п о гр аф и я им. Е вг. С околовой Г л авп ол и граф и здата п ри С овете М инистров

С С С Р . Л енинград , И зм айловский пр ., 29.

Documents

а л Е К X1 Р О И 3 М Е1* и Т Е Л Ь Я м В ПРИБОРЫ