Kétrendszerű ferrodinamikus műszer

A ferrodinamikus műszer lényegében egy olyan lengőtekercses műszer, melyben állandó mágnes helyett elektromágnes van.

Működési elve

A ferrodinamikus mérőművekben mindig két vezetőrendszer van: álló, és elmozduló (lengő) tekercs. A mérőmű az ezekbe vezetett áramok kölcsönhatásával működik. Ha az állótekercsbe I1, és a lengőtekercsbe I2 áramot vezetnek a keletkező elektromágneses erőpár, illetve annak nyomatéka a lengőt, visszatérítő nyomaték ellenében elfordítja. A kitérítő nyomaték nagysága függ a tekercsek gerjesztésének nagyságától. Lényegében a ferrodinamikus mérőmű megegyezik az elektrodinamikus mérőműveknél elmondottakkal.

Alapvető különbség az elektrodinamikus műszertől

A lengőtekercses műszerhez hasonlóan, annak állandó mágnesét és lágyvas magját helyettesítették olyan, lemezekből összeállított vasmaggal, amelyet a mérőmű álló tekercsében folyó áram mágnesez. Ezzel a mérőmű kitérítő nyomatékát lehet megsokszorozni az elektrodinamikus mérőműhöz képest. Ennek mértéke ugyanakkora álló és lengő ampermenetszámmal (gerjesztéssel) 25-szörös is lehet. A ferrodinamikus mérőmű, a mérendő áram jelalakjától függetlenül, annak effektív értékét méri.

A műszer mérési egyenlete egyenáramon

I1 * I2 * k = visszatérítő nyomaték. (ahol k a mérőműre jellemző tapasztalati érték) Másfelől felírva: I1 *n1 *I2 *n2 *k1 = visszatérítő nyomaték. (ahol k1 a mérőműre jellemző tapasztalati érték, n1 és n2 a tekercsek menetszáma)

A műszer mérési egyenlete váltakozó áramon

I1 * I2 * k * cos φ = visszatérítő nyomaték. (ahol k a mérőműre jellemző tapasztalati érték) Másfelől felírva: I1 *n1 *I2 *n2 *k1 * cos φ =visszatérítő nyomaték. (ahol k1 a mérőműre jellemző tapasztalati érték, n1 és n2 a tekercsek menetszáma, és cos φ = a két áram által bezárt szög (φ) miatt csak az áramnak hasznosuló vektora) P = U * I * cos φ (hatásos teljesítmény)

A műszer mérési egyenlete háromfázisú váltakozó áramon

P = √3 * U * I * cos φ (hatásos teljesítmény) A ferrodinamikus műszerek főleg váltakozó áramú mérésekre készülnek. Természetesen egyenáramú mérésre is használhatóak, azonban a vas miatt ilyenkor különböző hibák léphetnek fel. Olyan vasanyagot kell (ene) használni, melynek μr kezdeti permeabilitása igen nagy, veszteségi tényezője, pedig igen kicsi. (permalloy, mumetal, stb.)

Források

• Karsa Béla: Villamos mérőműszerek és mérések (Műszaki Könyvkiadó. 1962),
• Tamás László: Analóg műszerek (Jegyzet Ganz Műszer Zrt. 2006)

IEC-EN 60051-1-9