Riparazione della parte elettrica di amperometri e voltmetri magnetoelettrici

Tale riparazione è intesa come effettuare regolazioni, principalmente nei circuiti elettrici del dispositivo di misurazione, a seguito delle quali le sue letture rientrano nei limiti specificati classe di precisione.

Se necessario, l'impostazione viene eseguita in uno o più modi:

• variazione della resistenza attiva nei circuiti elettrici in serie e in parallelo del dispositivo di misurazione;

• modifica del flusso magnetico di lavoro attraverso il telaio riorganizzando lo shunt magnetico o magnetizzando (smagnetizzando) un magnete permanente;

• cambiare nel momento opposto.

Nel caso generale, in primo luogo, il puntatore viene impostato su una posizione corrispondente al limite di misurazione superiore al valore nominale del valore misurato. Quando si ottiene tale corrispondenza, calibrare il dispositivo di misurazione sui contrassegni numerici e registrare l'errore di misurazione su questi contrassegni.

Se l'errore supera il consentito, viene determinato se è possibile, mediante regolamento, introdurre deliberatamente l'errore consentito nella marcatura finale dell'intervallo di misurazione in modo che gli errori di altri segni digitali "rientrino" nei limiti consentiti .

Nei casi in cui tale operazione non dia i risultati sperati, lo strumento viene ricalibrato ritirando la scala. Questo di solito accade dopo che il misuratore è stato revisionato.

La regolazione dei dispositivi magnetoelettrici viene eseguita con un'alimentazione a corrente continua e la natura delle regolazioni viene impostata in base al design e allo scopo del dispositivo.

Per scopo e design, i dispositivi magnetoelettrici sono suddivisi nei seguenti gruppi principali:

• voltmetri con resistenza interna nominale indicata sul quadrante,
• voltmetri, la cui resistenza interna non è indicata sul quadrante;
• amperometri monolimite con shunt interno;
• amperometri shunt universali multiscala;
• millivoltmetri senza dispositivo di compensazione della temperatura;
• millivoltmetri con dispositivo di compensazione della temperatura.

Regolazione dei voltmetri con resistenza interna nominale indicata sul quadrante

Il voltmetro è collegato in serie secondo il circuito di commutazione del milliamperometro ed è regolato in modo tale che alla corrente nominale si ottenga la deflessione del puntatore sul segno digitale finale dell'intervallo di misurazione. La corrente nominale è calcolata come frazione della tensione nominale divisa per resistenza interna nominale.

In questo caso, la regolazione della deviazione del puntatore rispetto al segno digitale finale viene eseguita modificando la posizione dello shunt magnetico, oppure sostituendo le molle elicoidali, oppure modificando la resistenza dello shunt parallelo al telaio, se presente.

Nel caso generale, lo shunt magnetico rimuove fino al 10% del flusso magnetico che passa attraverso lo spazio interghiandolare e il movimento di questo shunt verso la sovrapposizione delle parti polari porta a una diminuzione del flusso magnetico nello spazio interghiandolare e, di conseguenza, ad una diminuzione dell'angolo di deviazione dell'indice .

Le molle a spirale (strisce) nei contatori elettrici servono, in primo luogo, per fornire e prelevare corrente dal telaio e, in secondo luogo, per creare un momento che si oppone alla rotazione del telaio.Quando il telaio viene ruotato, una delle molle si attorciglia, e il secondo sono le curve, in relazione alle quali viene creato un momento totale opposto delle molle.

Se è necessario ridurre l'angolo di deviazione del puntatore, è necessario sostituire le molle a spirale (stria) disponibili nel dispositivo con quelle «più forti», ovvero installare molle con una coppia maggiore.

Questo tipo di regolazione è spesso considerato indesiderabile a causa del laborioso lavoro di sostituzione delle molle. I riparatori con una vasta esperienza nella saldatura di molle (stria) preferiscono questo metodo. Il fatto è che durante la regolazione modificando la posizione della piastra di derivazione magnetica, in ogni caso, risulta essere spostata verso il bordo e la possibilità di spostare ulteriormente la derivazione magnetica per correggere le letture del dispositivo , disturbato dall'invecchiamento del magnete, scompare.

La modifica della resistenza del resistore, manovrando il circuito del telaio con resistenza aggiuntiva, può essere consentita solo come ultima risorsa, poiché tale shunt di corrente viene solitamente utilizzato nei dispositivi di compensazione della temperatura. Naturalmente, qualsiasi variazione della resistenza specificata disturberà la compensazione della temperatura e in casi estremi può essere consentita solo entro limiti limitati. Non va inoltre dimenticato che la variazione della resistenza di questo resistore associata alla rimozione o all'aggiunta di spire del filo deve essere accompagnata da una lunga ma obbligatoria operazione di invecchiamento del filo di manganina.

Per mantenere la resistenza interna nominale del voltmetro, qualsiasi variazione della resistenza del resistore di shunt deve essere accompagnata da una variazione della resistenza aggiuntiva, il che complica ulteriormente la regolazione e rende indesiderabile l'utilizzo di questo metodo.

Inoltre, il voltmetro viene acceso secondo il suo schema abituale e controllato. Con le corrette impostazioni di corrente e resistenza, di solito non sono necessarie ulteriori regolazioni.

Regolazione di voltmetri la cui resistenza interna non è indicata sul quadrante

Il voltmetro è collegato, come di consueto, in parallelo al circuito da misurare e regolato per ottenere la deflessione dell'indice alla marcatura digitale finale del campo di misura alla tensione nominale per il dato campo di misura. La regolazione viene effettuata modificando la posizione della piastra quando si sposta lo shunt magnetico, o modificando la resistenza aggiuntiva o modificando le molle a spirale (strie). Anche in questo caso valgono tutte le osservazioni fatte sopra.

Spesso l'intero circuito elettrico nel voltmetro, il telaio e le resistenze a filo avvolto, si brucia. Quando si ripara un tale voltmetro, rimuovere prima tutte le parti bruciate, quindi pulire a fondo tutte le restanti parti incombuste, installare una nuova parte mobile, cortocircuitare il telaio, bilanciare la parte mobile, aprire il telaio e accendere il dispositivo secondo il circuito del milliamperometro , ovvero, in serie con il modello milliamperometro, determinare la corrente di deflessione totale della parte mobile, creare un resistore con resistenza aggiuntiva, magnetizzare il magnete se necessario e infine assemblare il dispositivo.

Regolazione di amperometri monolimite con shunt interno

In questo caso, ci possono essere due casi di operazioni di riparazione:

1) c'è uno shunt interno intatto ed è necessario sostituire il resistore con lo stesso frame per passare a un nuovo limite di misura, ovvero per ricalibrare l'amperometro;

2) durante la revisione dell'amperometro, il telaio viene modificato, in relazione al quale cambiano i parametri della parte mobile, è necessario calcolare, fabbricarne uno nuovo e sostituire il vecchio resistore con una resistenza aggiuntiva.

In entrambi i casi, viene prima determinata la corrente di deflessione completa del telaio del dispositivo, per la quale il resistore viene sostituito da una scatola di resistenza e, utilizzando potenziometro da laboratorio o portatile, il metodo di compensazione viene utilizzato per misurare la resistenza e la corrente di deflessione completa del telaio. La resistenza di shunt viene misurata allo stesso modo.

Regolazione di amperometri multilimite con shunt interno

In questo caso, nell'amperometro è installato il cosiddetto shunt universale, ovvero uno shunt che, a seconda del limite di misura superiore selezionato, è collegato in parallelo al telaio e un resistore con una resistenza aggiuntiva in tutto o in parte la resistenza totale.

Ad esempio, uno shunt in un amperometro a tre terminali è costituito da tre resistori Rb R2 e R3 collegati in serie. Ad esempio, un amperometro può avere uno qualsiasi dei tre intervalli di misurazione: 5, 10 o 15 A. Lo shunt è collegato in serie con il circuito di misurazione. Il dispositivo ha un terminale comune «+», al quale è collegato l'ingresso della resistenza R3, che è uno shunt al limite di misura di 15 A; i resistori R2 e Rx sono collegati in serie all'uscita del resistore R3.

Quando si collega il circuito ai terminali contrassegnati con "+" e "5 A" al telaio tramite un resistore R, aggiungere che la tensione viene rimossa dai resistori collegati in serie Rx, R2 e R3, ad es. completamente dall'intero shunt. Quando il circuito è collegato ai terminali «+» e «10 A», la tensione viene rimossa dai resistori in serie R2 e R3 e il resistore Rx è collegato in serie al circuito del resistore Rext, quando è collegato ai terminali «+» e «15 A» , la tensione nel circuito del telaio viene rimossa dal resistore R3 e i resistori R2 e Rx sono inclusi nel circuito Rin.

Quando si ripara un tale amperometro, sono possibili due casi:

1) i limiti di misurazione e la resistenza di shunt non cambiano, ma in relazione alla sostituzione del telaio o di un resistore difettoso, è necessario calcolare, produrre e installare un nuovo resistore;

2) l'amperometro viene calibrato, ovvero i suoi limiti di misurazione cambiano, in relazione ai quali è necessario calcolare, fabbricare e installare nuovi resistori, quindi regolare il dispositivo.

In caso di incidente che si verifica in presenza di telai ad alta resistenza, quando è richiesta la compensazione della temperatura, viene utilizzato un circuito di compensazione della temperatura utilizzando un resistore o un termistore. Il dispositivo viene controllato a tutti i limiti e, con la corretta regolazione del primo limite di misurazione e la corretta fabbricazione dello shunt, non sono generalmente necessarie ulteriori regolazioni.

Regolazione dei millivoltmetri senza speciali dispositivi di compensazione della temperatura

Il dispositivo magnetoelettrico ha un telaio avvolto con filo di rame e molle a spirale in bronzo allo stagno o bronzo fosforoso, resistenza elettrica che dipende dalla temperatura dell'aria nella scatola del dispositivo: maggiore è la temperatura, maggiore è la resistenza.

Dato che il coefficiente di temperatura del bronzo stagno-zinco è piuttosto piccolo (0,01) e il filo di manganina da cui è realizzato il resistore aggiuntivo è vicino allo zero, il coefficiente di temperatura del dispositivo magnetoelettrico è preso approssimativamente:

Xpr = Xp (RR / Rð + Rext)

dove Xp è il coefficiente di temperatura del telaio in filo di rame pari a 0,04 (4%). Dall'equazione risulta che per ridurre l'impatto sulle letture dello strumento delle deviazioni della temperatura dell'aria all'interno della custodia dal valore nominale, la resistenza aggiuntiva deve essere diverse volte maggiore della resistenza del telaio.La dipendenza del rapporto tra la resistenza aggiuntiva e la resistenza del telaio sulla classe di precisione del dispositivo ha la forma

Radd / Rp = (4 — K / K)

dove K è la classe di precisione del dispositivo di misurazione.

Da questa equazione ne consegue che, ad esempio, per dispositivi con una classe di precisione di 1.0, la resistenza aggiuntiva dovrebbe essere tre volte superiore alla resistenza del telaio e per una classe di precisione di 0,5 - già sette volte di più. Ciò porta ad una diminuzione della tensione utile sul telaio e negli amperometri con shunt - ad un aumento della tensione sugli shunt.Il primo provoca un deterioramento delle caratteristiche del dispositivo e il secondo - un aumento della potenza consumo dello shunt. E' ovvio che l'utilizzo di millivoltmetri, che non dispongono di particolari dispositivi di compensazione della temperatura, è consigliato solo per strumenti da pannello con classe di precisione 1.5 e 2.5.

Le letture del dispositivo di misurazione vengono regolate selezionando una resistenza aggiuntiva, nonché modificando la posizione dello shunt magnetico. I maestri esperti usano anche deviazioni magnetiche permanenti del dispositivo. Durante la regolazione, includere i cavi di collegamento forniti con il dispositivo di misurazione o tenere conto della loro resistenza collegandoli a un millivoltmetro con una scatola di resistenza del valore di resistenza appropriato. Durante la riparazione, a volte ricorrono alla sostituzione delle molle elicoidali.

Regolazione dei millivoltmetri con dispositivo di compensazione della temperatura

Il dispositivo di compensazione della temperatura consente di aumentare la caduta di tensione nel telaio senza ricorrere a un aumento significativo della resistenza aggiuntiva e del consumo energetico dello shunt, il che migliora nettamente le caratteristiche qualitative dei millivoltmetri a limite singolo e multicampo con classi di precisione 0,2 e 0,5, utilizzati, ad esempio, come amperometri shunt ... Con una tensione costante ai terminali del millivoltmetro, l'errore nella misurazione del dispositivo da una variazione della temperatura dell'aria all'interno della scatola può praticamente avvicinarsi zero, cioè essere così piccolo da poter essere trascurato e ignorato.

Se durante la riparazione del millivoltmetro si scopre che non è presente alcun dispositivo di compensazione della temperatura, è possibile installare un tale dispositivo nel dispositivo per migliorare le caratteristiche del dispositivo.