Действие приборов электромагнитной системы основано на втягивании железного сердечника в неподвижную ка­тушку при прохождении по ней измеряемого тока.

Электромагнитные приборы пригодны для измерений как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока. Однако они применяются преимущественно для измерений в цепях переменного тока.

Основными достоинствами электромагнитных приборов являются: пригодность для постоянного и переменного то­ков, простота конструкции, малая чувствительность к пере­грузкам, возможность изготовления для измерения боль­ших токов без применения дополнительных устройств и сравнительно невысокая стоимость. К недостаткам этих приборов относятся: неравномерность шкалы, зависимость точности показаний от внешних магнитных полей и сравни­тельно малая точность.

Для устранения влияния внешних магнитных полей электромагнитные приборы изготовляют экранированными и астатического типа. В качестве магнитных экранов используются корпуса приборов, которые изготовляются из ферромагнитных материалов. Как видно из схемы, при­бор имеет два совершенно одинаковых измерительных ме­ханизма, но магнитные поля их, равные по величине, имеют противоположные направления. Благодаря этому внешнее магнитное поле настолько же ослабляет поле одного изме­рительного элемента, насколько усиливает поле другого, вследствие чего результирующий вращающий момент при­бора не меняется от действия внешнего магнитного поля.

Приборы электромагнитной системы главным образом применяются в качестве амперметров и вольтметров. Эти приборы применяются как в качестве технических, так и в качестве лабораторных приборов. Последние обычно из­готовляются астатического типа.

Действие электродинамических приборов основано на взаимодействии магнитных полей катушек, по которым про­текает измеряемый электрический ток. В приборе имеются две катушки —одна из них неподвижная, а другая подвиж­ная. На рис. 8,8 представлены схема устройства и внешний вид одного из приборов этой системы. Прибор состоит из неподвижной катушки /, подвижной катушки 2, двух спи­ральных пружин, воздушного успокоителя 3, шкалы и кор­пуса.

При прохождении измеряемого тока по обеим катуш­кам, соединенным последовательно или параллельно, по­движная катушка стремится повернуться и занять такое положение, при котором магнитные потоки имели бы оди­наковое направление. Сила взаимодействия между катуш­ками пропорциональна произведению токов, проходящих в них. Если же по катушкам проходит одинаковый ток, то сила взаимодействия между ними пропорциональна квадрату измеряемого тока, а значит, и угол поворота по­движной системы прибора тоже пропорционален квадрату тока, проходящего по катушкам. Поэтому шкала электро­динамических приборов неравномерная, квадратичная.

Приборы электродинамической системы пригодны для измерения как постоянного, так и переменного тока, по­тому что при одновременном изменении направления тока в обеих катушках направление силы взаимодействия не меняется. Эти приборы по точности и чувствительности являются наилучшими из приборов всех других систем, применяемых для измерения переменного тока. Поэтому они применяются главным образом как лабораторные при­боры переменного тока в качестве амперметров, вольт­метров и ваттметров.

Достоинствами электродинамических приборов яв­ляются: возможность применения в цепях постоянного и переменного токов, высокая чувствительность и сравни­тельно большая точность приборов. Недостатки: неравно­мерность шкалы, чувствительность к внешним магнитным полям и перегрузкам, а также сравнительно высокая стои­мость.

Действие приборов магнитоэлектрической системы осно­вано на взаимодействии магнитных полей постоянного маг­нита и подвижной катушки, по которой проходит измеряе­мый ток.

Конец стрелки перемещается над шкалой. Все детали прибора монтируются в корпусе, который изго­товляется из металла или пластмассы.

При прохождении тока по обмотке рамки возникает магнитное поле, которое, взаимодействуя с полем постоян­ного магнита, создаст вращающий момент. Под действием этого момента рамка поворачивается, а вместе с ней и стрелка прибора на некоторый угол, при котором насту­пает равновесие подвижной системы прибора.

Угол поворота стрелки прибора прямо пропорционален току, протекающем} по катушке прибора, благодаря чему магнитоэлектрические приборы имеют равномерную шкалу. Направление отклонения стрелки зависит от направления тока. Поэтому эти приборы пригодны только для цепей постоянного тока. При переменном токе средний за период вращающий момент равен нулю и стрелка не будет откло­няться.

Приборы магнитоэлектрической системы имеют следую­щие основные достоинства: равномерную шкалу, высокую чувствительность и большую точность, весьма малую чув­ствительность к внешним магнитным полям, малое потреб­ление энергии и хорошую апериодичность, т. е. подвижная система прибора быстро успокаивается. Основными недо­статками приборов этой системы являются: пригодность только для измерения постоянного тока, большая чувстви­тельность к перегрузкам и тряскам, а также сравнительно высока я стон мость.

Приборы магнитоэлектрической системы обычно ис­пользуются в качестве амперметров и вольтметров. Отли­чие между ними состоит в том, что амперметры имеют шунты, а вольтметры—добавочные сопротивления. При­боры этой системы также используются в качестве оммет­ров и гальванометров. Все эти приборы выпускаются как технических, гак и лабораторных типов. Кроме того, при­боры высших классов обычно изготовляют многопредель­ными и комбинированными, т. е. для измерения тока и на­пряжения.

С целью использования приборов магнитоэлектрической системы для измерения переменного тока применяется ряд их модификации, в частности приборы термоэлектрической и выпрямительной систем.

Сущность работы термоэлектрических приборов заклю­чается в следующем. Измеряемый переменный ток, проходя по нагревательному элементу, создает разность температур между местом спая и ого холодными зажимами, к которым подключен магнитоэлектрический прибор. В результате под влиянием термоэлектродвижущей силы по прибору по­течет постоянный ток, величина которого пропорциональна количеству тепла, выделяемого измеряемым током в месте спая. Поскольку количество тепла пропорционально ква­драту тока, то угол отклонении подвижной системы про­порционален квадрату измеряемого тока.

Основными достоинствами термоэлектрических прибо­ров являются: высокая чувствительность, независимость показаний от изменения частоты в широких пределах, а также незначительное потребление электроэнергии. Недо­статки этих приборов: чувствительность к перегрузкам и неравномерность шкалы. Термоэлектрические приборы, как правило, применяются в качестве амперметров и вольт­метров.

Измерить какую-либо электрическую величину— это значит сравнить ее с другой однородной величиной, приня­той за единицу измерения. Это сравнение обычно произво­дится с помощью электроизмерительных приборов.

Электроизмерительные приборы классифицируются по ряду основных признаков: по принципу действия, роду из­меряемой величины, роду тока, степени точности, харак­теру применения и способу получения отсчета.

По принципу действия электроизмерительные приборы делятся на приборы магнитоэлектрической, электромаг­нитной, электродинамической, индукционной, тепловой, термоэлектрической, электронной, выпрямительной и виб­рационной системы, а также приборы сопротивления.

По роду измеряемой величины электроизмерительные приборы делятся на: 1) амперметры — для измерения тока,

2) вольтметры—для измерения э. д. с. и напряжения,

3) омметры —для измерения сопротивлений, 4) ваттмет­ры -для измерения мощности, 5) счетчики — для измере­ния электроэнергии, 6) частотомеры — для измерения ча­стоты переменного тока, 7) фазометры — для измерения угла сдвига фаз, 8) гальванометры — для измерения ма­лых значений величин, 9) осциллографы—для измерения быстро изменяющихся величин—и другие приборы.

По роду тока электроизмерительные приборы делятся на: I) приборы постоянного тока, применяемые только в цепях постоянного тока, 2) приборы переменного тока, применяемые только в цепях переменного тока, и 3) при­боры постоянно-переменного тока, применяемые как в це­пях постоянного, так и в цепях переменного тока.

По степени точности электроизмерительные приборы делятся на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Цифры означают наибольшую допустимую погреш­ность, выраженную п процентах, от номинального значения шкалы прибора.

По характеру применения измерительные приборы де­лятся на стационарные и переносные, а по способу монти­рования — на щитовые и пультовые. По конструкции за­щиты корпуса измерительные приборы бывают защищен­ного, брызгозащишенного, водозащищенного, герметиче­ского и взрывобезопасного исполнения.

По способу получения отсчета измерительные приборы делятся на: 1) приборы с непосредственным отсчетом, т. е. приборы непосредственно показывающие числовые значе­ния измеряемой величины, 2) самопишущие приборы, т. е. приборы, которые автоматически записывают показания на движущейся ленте или цилиндре, как правило, смонти­рованных внутри прибора, 3) интегрирующие приборы, т. е. приборы, позволяющие получать суммарное значение изме­ряемой величины за время действия прибора, 4) комианирующие приборы, или приборы сравнения, т. е. приборы, позволяющие сравнивать измеряемую величину с мерой.

Для определения системы прибора, его назначения, рода измеряемого тока, класса точности и г. п. на шкалах ставятся условные знаки.

В электрических измерениях широко применяются так­же электрические меры и эталоны. Электрическими мерами называются вещественные образцы, обладающие той или иной электрической величиной, значение которой известно. К числу таких мер относятся нормальные элементы, изме­рительные катушки сопротивления, катушки индуктивно­сти, магазины сопротивлений, измерительные конденса­торы и магазины емкостей. Образцовые меры, выполнен­ные с наивысшей точностью, носят название эталонов.