Ремонт електричної частини магнітоелектричних амперметрів та вольтметрів - Школа для електрика все

Під таким ремонтом розуміється виконання регулювань, переважно електричних ланцюгах вимірювального приладу, у яких його показання виявляються межах заданого класу точності.

При необхідності регулювання здійснюють одним або декількома способами:

зміною активного опору в послідовних та паралельних електричних ланцюгах вимірювального приладу;

зміною робочого магнітного потоку через рамку шляхом перестановки магнітного шунта або намагнічуванням (розмагнічуванням) постійного магніту;

зміною протидіючого моменту.

У випадку спочатку домагаються установки покажчика в положення, відповідне верхньому межі вимірів при номінальному значенні вимірюваної величини. Коли такої відповідності досягнуто, повіряють вимірювальний прилад на числових відмітках і записують похибку вимірювання цих відмітках.

Якщо похибка перевищує допустиму, то з'ясовують, чи не можна шляхом регулювання навмисно внести допустиму похибку на кінцевій позначці діапазону вимірювань, щоб похибки на інших числових відмітках «уклалися» в межі, що допускаються.

У тих випадках, коли така операція не дає потрібних результатів, наново роблять градуювання приладу з перекресленням шкали. Зазвичай це відбувається після капітального ремонту вимірювального приладу.

Регулювання магнітоелектричних приладів виконують при живленні постійним струмом, а характер регулювань встановлюють залежно від конструкції та призначення приладу.

За призначенням та конструкцією магнітоелектричні прилади поділяються на такі основні групи:

вольтметри із зазначеним нациферблаті номінальним внутрішнім опором,
вольтметри, у яких внутрішній опір не вказано на циферблаті;
амперметри однограничні із внутрішнім шунтом;
багатогранні амперметри з універсальним шунтом;
мілівольтметри без влаштування температурної компенсації;
мілівольтметри з влаштуванням температурної компенсації.

Регулювання вольтметрів, у яких на циферблаті вказано номінальний внутрішній опір

Вольтметр включають у послідовний ланцюг за схемою включення міліамперметра і регулюють так, щоб отримати при номінальному струмі відхилення покажчика на кінцеву числову позначку діапазону вимірювань. Номінальний струм обчислюють як окреме від поділу номінальної напруги на номінальний внутрішній опір.

При цьому регулювання відхилення покажчика на кінцеву числову відмітку виконують або зміною положення магнітного шунта, або заміною спіральних пружинок, або зміною опору шунта, паралельного рамці, якщо є.

Магнітний шунт у загальному випадку відводить через себе до 10% магнітного потоку, поточного через міжзалізне простір, причому переміщення цього шунта у бік перекриття полюсних наконечників призводить до зменшення магнітного потоку в міжзалізному просторі і, відповідно, зменшення кута відхилення покажчика.

Спіральні пружинки (розтяжки) в електровимірювальних приладах служать, по-перше, для підведення та відведення струму від рамки і, по-друге, для створення моменту, що протидіє повороту рамки. При повороті рамки одна із пружинок закручується, а друга розкручується, у зв'язку з чим створюється сумарний протидіючий момент пружинок.

Якщо потрібно зменшити кут відхилення покажчика, тослід поміняти наявні у приладі спіральні пружинки (розтяжки) більш «сильні», т. е. встановити пружинки з підвищеним протидіючим моментом.

Цей вид регулювання часто відносять до небажаного, оскільки він пов'язаний з копіткою роботою із заміни пружинок. Однак ремонтники, що мають великий досвід у перепаюванні спіральних пружинок (розтяжок), віддають перевагу саме цьому способу. Справа в тому, що при регулюванні зміною положення платівки магнітного шунта в будь-якому випадку вона в результаті виявляється зміщеною до краю і відпадає можливість надалі переміщенням магнітного шунта коригувати показання приладу, що порушуються старінням магніту.

Зміна опору резистора, що шунтує ланцюг рамки з додатковим опором, можна допустити лише як крайню міру, оскільки таке розгалуження струму зазвичай використовується в пристроях температурної компенсації. Звичайно, будь-яка зміна зазначеного опору порушуватиме температурну компенсацію і в крайньому випадку може бути допущена лише в невеликих межах. Не можна також забувати, що зміна опору цього резистора, пов'язане з видаленням або додаванням витків дроту, має супроводжуватися тривалою, але обов'язковою операцією старіння манганинового дроту.

З метою збереження номінального внутрішнього опору вольтметра будь-які зміни опору резистора, що шунтує, повинні супроводжуватися зміною додаткового опору, що ще більше ускладнює регулювання і робить небажаним застосування цього способу.

Далі вольтметр включається за звичайною йому схемою і повіряється. При правильному регулюванні струму та опору додаткових регулювань зазвичай не потрібно.

Регулювання вольтметрів, у яких внутрішній опір невказано на циферблаті

Вольтметр включають, як зазвичай, паралельно вимірюваної електричної ланцюга і регулюють, щоб отримати відхилення покажчика на кінцеву числову позначку діапазону вимірювань при номінальній напрузі даної межі вимірювань. Регулювання виконують зміною положення пластинки при переміщенні магнітного шунта, або шляхом зміни додаткового опору, або шляхом заміни спіральних пружинок (розтяжок). Усі зауваження, зроблені вище, справедливі й у разі.

Часто весь електричний ланцюг усередині вольтметра — рамка та дротяні резистори — виявляється згорілим. При ремонті такого вольтметра спочатку видаляють всі згорілі частини, потім ретельно чистять всі незгорілі частини, що залишилися, встановлюють нову рухому частину, замикають накоротко рамку, врівноважують рухому частину, розмикають рамку і, включивши прилад за схемою міліамперметрів, т. визначають струм повного відхилення рухомий частини, виготовляють резистор з додатковим опором, при необхідності намагнічують магніт і на закінчення збирають прилад.

Регулювання однограничних амперметрів із внутрішнім шунтом

При цьому може бути два випадки ремонтних операцій:

1) є непошкоджений внутрішній шунт, і потрібно, замінивши резистор при тій же рамці перейти на нову межу вимірів, тобто наново градуювати ампер метр;

2) при капітальному ремонті амперметра була замінена рамка, у зв'язку з чим змінилися параметри рухомої частини, необхідно розрахувати, виготовити новий та замінити старий резистор із додатковим опором.

В обох випадках спочатку визначають струм повного відхилення рамки приладу, для чого замінюють резистор на магазин опору і, користуючисьлабораторним або переносним потенціометром, компенсаційним методом вимірюють опір та струм повного відхилення рамки. Таким шляхом вимірюють опір шунта.

Регулювання багатограничних амперметрів із внутрішнім шунтом

В цьому випадку в амперметр встановлюють так званий універсальний шунт, тобто шунт, який в залежності від обраної верхньої межі вимірювань підключають паралельно рамці та резистору з додатковим опором повністю або частиною від повного опору.

Наприклад, шунт у триграничному амперметрі складається з трьох послідовно включених резисторів Rb R2 та R3. Припустимо, амперметр може мати будь-яку з трьох меж вимірювань - 5, 10 або 15 А. Шунт включається послідовно у вимірювальний електричний ланцюг. У приладі є загальний затиск "+", до якого підключений вхід резистора R3, що є шунтом на межі вимірів 15 А; до виходу резистора R3 послідовно включені резистори R2 та Rx.

При підключенні електричного ланцюга до затискачів, позначених «+» і «5 А», на рамку через резистор R доб знімається напруга з послідовно включених резисторів Rх, R2 і R3, тобто повністю з усього шунта. При підключенні електричного ланцюга до затискачів «+» і «10 А» напруга знімається з послідовно включених резисторів R2 і R3 і при цьому резистор Rx виявляється послідовно включеним у ланцюг резистора R доб, при підключенні до затискачів «+» і «15 А» напруга ланцюг рамки знімається з резистора R3, а резистори R2 і Rх виявляються включеними в ланцюг R доб.

При ремонті такого амперметра можливі два випадки:

1) межі вимірювань та опір шунта не змінюються, але у зв'язку із заміною рамки або дефектного резистора потрібно розрахувати, виготовити та встановити новий резистор;

2 )проводиться градуювання амперметра, тобто змінюються його межі вимірювань, у зв'язку з чим потрібно розрахувати, виготовити і встановити нові резистори, після чого провести регулювання приладу.

У разі нагальної необхідності, що буває за наявності високоомних рамок, коли температурна компенсація потрібна, застосовують схему з температурною компенсацією за допомогою резистора або терморезистора. Прилад повіряють на всіх межах, причому при правильному припасуванні першої межі вимірювань і правильному виготовленні шунта додаткових регулювань зазвичай не потрібно.

Регулювання мілівольтметрів, які не мають пристроїв спеціальної температурної компенсації

У магнітоелектричному приладі є рамка, намотана з мідного дроту, і спіральні пружинки, виготовлені з олов'яноцинкової бронзи або з фосфористої бронзи, електричний опір яких залежить від температури повітря всередині корпусу приладу: чим вище температура, тим більший опір.

Враховуючи, що температурний коефіцієнт олов'яноцинкової бронзи досить малий (0,01), а манганинового дроту, з якого виготовлений додатковий резистор, близький до нуля, приблизно вважають температурний коефіцієнт магнітоелектричного приладу:

Хпр = Хр (R р / R р + R доб)

де Хр - температурний коефіцієнт рамки з мідного дроту, що дорівнює 0,04 (4%). З рівняння випливає, що для зменшення впливу на показання приладу відхилень температури повітря всередині корпусу від її номінального значення додатковий опір має бути в кілька разів більшим за опір рамки. Залежність відношення додаткового опору до опору рамки від класу точності приладу має вигляд

Rдоб/Rр = (4 - К/К)

де К - клас точності вимірювального приладу.

Зцього рівняння слід, що, наприклад, для приладів класу точності 1,0 додатковий опір має бути втричі більше опору рамки, а для класу точності 0,5 вже в сім разів більше. Це призводить до зменшення корисної напруги на рамці, а в амперметрах з шунтами — до збільшення напруги на шунтах. Перше викликає погіршення характеристик приладу, а друге збільшення споживаної потужності шунта. Очевидно, використання мілівольтметрів, які не мають пристроїв спеціальної температурної компенсації, доцільно лише для щитових приладів класів точності 1,5 та 2,5.

Регулювання показань вимірювального пристрою виконують шляхом підбору додаткового опору, а також зміною положення магнітного шунта. Досвідчені ремонтники застосовують також підмагнічування постійного приладу магніту. При регулюванні включають з'єднувальні дроти, що входять до комплекту вимірювального приладу, або враховують їх опір за допомогою підключення до мілівольтметра магазину опору з відповідним значенням опору. При ремонті іноді вдаються до заміни спіральних пружинок.

Регулювання мілівольтметрів, що мають пристрій температурної компенсації

Пристрій температурної компенсації дозволяє збільшити падіння напруги на рамці, не вдаючись до істотного збільшення додаткового опору і споживаної потужності шунта, що різко покращує якісні характеристики однограничних і багатограничних мілівольтметрів класів точності 0,2 і 0,5, використовуваних, наприклад, як амперметри з шунт . При незмінному напрузі на затискачах мілівольтметра похибка вимірювання приладу від зміни температури повітря всередині корпусу практично може наближатися до нуля, тобто бути настільки малою, що з нею можна незважати і не враховувати.

Якщо при ремонті мілівольтметра виявиться, що в ньому немає пристрою температурної компенсації, то для поліпшення характеристик приладу такий пристрій може бути встановлений у прилад.