2.1.2.1. Các mômen tác đọng lên phần cơ cấu

a) Mômen quay

Khi có dòng điện chạy trong cơ cấu chỉ thị, thì trong nó sẽ tích luỹ

một năng lượng điện từ, năng lượng này được biến thành cơ năng làm

quay phần động đi một góc nào đó, có nghĩa là thực hiện một công cơ

học:

dA = Mqdα

trong đó:  dA là lượng vi phân của công cơ học;

 Mq là mômen quay;

 dα là lượng vi phân của góc quay.

Theo định luật bảo toàn năng lượng:

dWe = dA

dWe là lượng vi phân của năng lượng điện từ

Vậy

dα

dW M e

q = 

b) Mômen phản

Dưới tác dụng của mômen quay, nếu không có gì cản lại thì phần

động của cơ cấu sẽ quay  đi một góc lớn nhất có thể có  được. Vì vậy

người ta tạo ra các mômen phản tỷ lệ với góc quay α nhờ các bộ phận

phản kháng là lò so xoắn, dây căng hoặc dây treo.

Ta có:   Mp = Dα;

với D là hệ số phụ thuộc vào kích thước vật liệu chế tạo lò so, dây căng

hoặc dây treo.

Khi mômen quay cân bằng với mômen phản thì phần động đứng yên 

Mq = Mp = Dα.

c) Mômen ma sát

Đối với các dụng cụ dùng trục quay ta phải xét đến ảnh hưởng của

lực ma sát giữa trục và ổ, mômen ma sát được tính theo công thức kinh

nghiệm 

Mms = K.Gn

d) Mômen cản dịu

Khi trục quay dẫn đến kim chỉ thị quay theo cho tới vị trí cân bằng

rồi mới dừng lại, do phần động có quán tính và lò so bị kẻo nên kim sẽ

dao động rồi mới đứng yên cho nên phải có bộ phận ổn định dao động

kim hay bộ phận cản dịu.

Mômen cản dịu được chế tạo sao cho có trị số tỷ lệ với tốc độ quay

của phần động

với p là hệ số tỷ lệ phụ thuộc vào đặc điểm

cấu tạo của bộ phận cản dịu. Từ biểu thức

trên ta thấy khi phần động ở vị trí cân bằng

thì  0

dt

dα

= , như vậy mômen cản dịu không

làm ảnh hưởng đến kết quả đo.

2.1.3. Cơ cấu đo từ điện

2.1.3.1. Loại có một khung dây động

1. Cấu tạo

Phần tĩnh gồm: nam châm vĩnh cửu, cực từ, lõi sắt non, trong đó khe

hở không khí giữa cực từ và lõi sắt là đều nhau.

Phần động gồm: khung dây, lò so phản, kiến chỉ thị.

2. Nguyên lý làm việc

- Khi ta cho dòng  điện một chiều I chạy vào khung dây, dưới tác

dụng của từ trường nam châm vĩnh cửu trong khe hở không khí, các cạnh

  26

Ta thấy hai cạnh của khung dây cùng chịu tác dụng của lực F nhưng

ngược chiều nhau nên sẽ tạo ra mômen quay:

trong đó:  d là kích thước ngang của khung dây; 

 S = dl là thiết diện bề mặt khung dây. 

Mômen phản của lò so: MP = D.α. 

Vậy phần động sẽ cân bằng khi:

Ở đây SI =

D

B.S.W  = const là độ nhạy của cơ cấu theo dòng điện.

Ta thấy α tỷ lệ bậc nhất với I.

3. Đặc điểm và ứng dụng

Đặc điểm:

- Ưu điểm:

+ Dụng cụ có độ nhạy cao và không đổi trong toàn thang đo; 

+ Độ chính xác cao, ít chịu ảnh hưởng của từ trường ngoài, tiêu thụ

năng lượng ít;

+ Vì α tỷ lệ bậc nhất với I nên thang chia độ của cơ cấu đều.

- Nhược điểm:

+ Chế tạo khó khăn, giá thành đắt;

+ Do khung dây ở phần động nên phải quấn bằng dây có kích thước

nhỏ nên khả năng quá tải kém;

+ Chỉ đo được dòng một chiều. Thật vậy, khi ta cho dòng xoay chiều

i = Imsinωt vào khung dây, ta có mômen quay tức thời theo thời gian:

đo...

2.1.3.2. Loại có hai khung dây động (Logomet từ điện)

1. Cấu tạo

Phần tĩnh giống như cơ cấu một khung dây nhưng khe hở không khí

giữa cực từ và lõi sắt non là không đều nhau.

- Phần động ta đặt hai cuộn dây chéo nhau 60o

, gắn cứng trên trục

quay và lần lượt cho dòng điện I1 và I2 chạy qua sao cho chúng sinh ra

hai mômen quay ngược chiều nhau. Phần động không có lò so phản.

M1 = B1.S1.W1.I1

M2 = B2.S2.W2.I2

Vì khe hở không khí là không đều nên cảm ứng từ B phụ thuộc vị trí

của khung dây động.

f α 

3. Đặc điểm và ứng dụng

Đặc điểm:

Tương tự như cơ cấu một khung dây ở trên không có độ chính xác

cao hơn, công suất tổn thất thấp, độ nhạy rất cao, ít bị ảnh hưởng của từ

trường ngoài. Góc lệch α tỷ lệ với tỷ số hai dòng điện đi qua các khung

đây, điều này thuận lợi khi đo các  đại lượng vật lý thụ động phải cho

thêm nguồn ngoài. Nếu nguồn cung cấp thay đổi nhưng tỷ số hai dòng

điện vẫn được giữ nguyên do vậy mà tránh được sai số.

Ứng dụng:

Được dùng chế tạo các ommet, megommet.