Mierniki prądu stałego

1. Mierniki magnetoelektryczne.
Miernikami magnetoelektrycznymi nazywamy mierniki, w których odchylenie organu ruchomego następuje w wyniku współdziałania pola magnetycznego magnesu trwałego i ruchomej cewki, przez którą płynie prąd.
Magnes trwały z nabiegunnikami, wykonanymi z e stali magnetycznie miękkiej, stanowi element nieruchomy miernika. Organem ruchomym jest cewka nawinięta cieńkim przewodem miedzianym, izolowanym.
Cewka jest ułożyskowiona w taki sposób, aby jej oś obrotu pokrywała się z osią geometryczną szczeliny obwodu magnetycznego. Do cewki jest przymocowana wskazówka.
Jeżeli przez uzwojenie cewki płynie prąd stały I, doprowadzony przez sprężyny spiralne, w której pole magnetyczne ma stałą indukcję B, działa siła F zgodna ze wzorem F = B I l; l – głębokość zanurzenia boku cewki w polu magnetycznym. Jeżeli przez N oznaczymy liczbę zwojów cewki, to siła F = B I l N. Siła ta działa na obydwa boki cewki, powstaje więc moment napendowy ustroju pomiarowego
M = F a.
Przy czym a oznacza szerokość cewki.
Kąt nachylenia cewki jest proporcjonalny do prądy płynącego przez tę cewkę. Kąt ten określa śię za pomocą wskazówki przesuwającej się wzdłóż podziałki.
Miernik magnetoelektryczny jest typowym miernikiem prądy stałego reagującym na zwrot przepływającego prądu. Dlatego też w miernikach magnetoelektrycznych zaznacza się biegunowość jednego z zacisków, np. zacisku plus ( + ). Mierniki tego typu mogą być używane jako amperomierze lub jako woltomierze. Zaletami mierników magnetoelektrycznych są: duża czułość, mały pobór mocy oraz duża dokładność.

2. Mierniki elektrodynamiczne.
Miernikami elektrodynamicznymi nazywamy mierniki, których odchylenie organu ruchomego następuje w wyniku oddziaływania elektrodynamicznego dwóch cewk, przez które płyną prądy. Cewka ruchoma osadzona na osi, do której jest przymocowana wskazówka, znajduje się wewnątrz cewki nieruchomej. W wyniku oddziaływania elektrodynamicznego cewek powstają siły wytwarzające moment napędowy. Moment ten jest równoważony przez moment zawierający dwóch sprężynek spiralnych, doprowadzających jednocześnie prąd do cewki ruchomej.
Mierniki elektrodynamiczne są używane jako amperomierze, woltomierze, watomierze do pomiarów przy prądzie stałym i przemiennym.
Mierniki elektrodynamiczne odznaczają się dużą dokładnością, ale mają delikatną budowę. Dlatego też są przeważnie uzywane jako przyżądy labolatoryjne wysokiej klasy (kl. 0,1; 0,2; 0,5). W watomierzu elektrodynamicznym cewka nieruchoma jest cewka prądowa i jest włączona w obwód tak jak amperomierz. Cewka ruchoma jest cewką napięciową i jest włączona w obwód tak ja woltomierz.
Jeżeli cewkę nieruchomą nawiniemy na rdzeń z materiału ferromagnetycznego, to wzrośnie siła oddziaływania pola magnetycznego cewki nieruchomej na prąd płynący w cewce ruchomej. Tego typu mierniki nazywamy miernikami ferrodynamicznymi.
Mierniki ferrodynamiczne mają większy moment napędowy. Dlatego też są stosowane jako mierniki tablicowe, przenośne i rejestrujące.

3. Mierniki elektromagnetyczne.
Zasada działania miernika elektromagnetycznego polega na oddziaływaniu pola magnetycznego cewki przewodzącej prąd, na ruchomy rdzeń ferromagnetyczny umieszczony w tym polu. Wskazówka połączona z rdzeniem wskazuje wartość prądu przepływajcego przez cewkę. Im większy prąd przepływa przez cewkę, tym silniej jest wciągany rdzeń, tym większy jest moment i większe odchylenie wskazówki.
Miernik elektromagnetyczny słóży zarówno do pomiaru prądu stałego, jak i wartości skutecznej prądu przemiennego. Mierniki elektromagnetyczne są budowane jako amperomierze i jako woltomierze. Mają nieskomplikowaną budowę i charakteryzują się pewnością działania.