Логометр представляет собой специализированный измерительный механизм, основная функция которого — определение и индикация отношения двух электрических величин. Конструктивно он может быть реализован на основе различных известных измерительных систем. Начиная со второй половины XX века, наибольшее распространение получила конструкция со скрещенными катушками. Через эти катушки пропускаются токи, соответствующие тем величинам, отношение которых необходимо измерить. Классическим примером является электродинамический логометр. В российской промышленности для решения разнообразных измерительных задач применяется несколько типов логометров.
Магнитоэлектрический логометр
Это измеритель отношений, построенный на базе магнитоэлектрической системы. Его ключевое отличие от стандартного механизма такой системы — наличие двух жестко скрепленных между собой катушек вместо одной. Питание на них подается через гибкие металлические ленточки, которые не создают возвратного момента. Важной особенностью является отсутствие механического установочного устройства для нуля; часто для этой цели используется дополнительный магнит.
Принцип работы основан на создании двух противоположно направленных вращающих моментов на катушках. Если токи в них равны, моменты уравновешиваются. Если же один ток больше другого, механизм поворачивается так, что катушка с меньшим током попадает в зону более сильного магнитного поля, а катушка с большим током — в зону более слабого. Таким образом, показания прибора зависят не от абсолютных значений тока или напряжения, а исключительно от их отношения. Это свойство делает логометр незаменимым для измерения сопротивлений (как отношения напряжения к току), а также для контроля различных неэлектрических величин, которые можно преобразовать в электрический сигнал.
Электродинамический логометр
Этот тип логометра построен на основе электродинамического измерительного механизма. Для формирования отношения величин здесь используются либо вращающаяся катушка со скрещенными обмотками, либо система из двух пар неподвижных катушек, создающих перекрестное магнитное поле. В зависимости от схемы включения, электродинамические логометры применяются в различных областях:
1) Для измерения коэффициента мощности (cos φ).
2) Для измерения электрической емкости.
3) Для измерения индуктивности.
Можно выделить две основные конструктивные разновидности:
Логометр со скрещенными катушками: здесь неподвижная катушка создает неоднородное магнитное поле, в котором размещена подвижная крестообразная катушка. Измеряемые токи подводятся к обмоткам подвижной катушки через безмоментные подводы. Создаваемые ею вращающие моменты направлены встречно. Подвижная часть устанавливается в такое положение, где эти моменты уравниваются, а показания, как и в магнитоэлектрическом логометре, зависят от отношения токов и сдвига фаз между ними.
Логометр с перекрестным полем: в этой конструкции роли катушек меняются. Две пары неподвижных катушек, включенных в цепь напряжения, создают встречно направленные магнитные поля и соответствующие вращающие моменты. Подвижная же катушка имеет всего одну обмотку, которая служит токовой цепью. Ее положение в результирующем перекрестном поле также определяется отношением измеряемых величин.