电磁测量2.1.ppt

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1、第一章基本测量机构及其构成的仪表一、概念：利用电磁力使其机械部分动作并以指针或光标在刻度盘上指示被测对象量值的电表称作模拟式电机械指示电表，也称直读式电表。第一节慨述1模拟式电机械指示电表必须具备能接受某种电参量能量并将它转变成机械力或力矩的机构——测量机构。机械力根据电与磁的相互作用或电荷间存在吸力或斥力等原理产生。二、原理：2三、构成：测量机构由可动和静止两个基本部分组成。可动部分的支撑可以是轴承和轴尖的组合或张丝。工作时，可动部分受力产生偏转，从而带动指针或光标在刻度盘上显示偏转角的大小。转动部分所受的旋转力矩称转动力矩；一般还应该有一个随偏转角增大而加强的反作用力（反作用力

2、矩可用游丝或张丝提供）在某时刻、表盘某刻度处指针平衡。即3构成：可动部分和固定部分。原理：1、转动力矩：其中：为偏转角，A取决于测量机构的结构参数和被测电参量x。2、反抗力矩：其中：W为常数，或是偏转角的函数。3、当可动部分的静止偏转角对应于转动力矩与反抗力矩相等的位置时，有：4二、分类按照产生转动力矩所利用电磁现象与方式的不同，测量机构分为:磁电系、电磁式、电动系、感应系和静电系等系别。5第二节、磁电系测量机构概述：磁电系测量机构是利用通电导线在磁场中受力的原理制成的。磁场由永久磁铁提供，在气隙中作辐射均匀分布，可转动线圈通恒定电流，则两者相互作用使在磁力线辐射均匀分布的范围内的

3、线圈受到恒定转动力矩的作用，即：上式中：K是与气隙中磁通密度、线圈尺寸及匝数有关的常数。反抗力矩由游丝或张丝提供。平衡时：SI称作电流灵敏度，即单位电流所能引起的稳定偏转角6一、结构及原理1、结构：固定部分：永久磁铁可动部分：可动线圈72、原理:①当可动线圈流过电流时，则线圈电流和永久磁铁的磁场相互作用，产生磁力，并形成转动力矩，使线圈转动。即：N:线圈匝数S：线圈所围的面积B：由均匀辐射磁场产生。磁电式仪表是根据导体在磁场中受力即电动机原理。8②转动线圈转动时，引起游丝变形，产生反作用力矩：D：为游丝的系数，它的大小决定于游丝的材料的性质和尺寸。:为线圈的偏转角度。9③当平衡时，

4、则指针有一个稳定的偏转角。即：其中：为磁电式测量机构的灵敏度。10④说明：可动部分的偏转角与通过动圈电流I成正比，则可用偏转角来衡量被测电流的大小，并有指针在标度尺上直接读出电流I的大小。111、仅适用于直流：永久磁铁产生磁场B的方向不可改变，只有通入直流时可动部分才可以产生稳定的偏转；若通入交流，则可动部分受力不同，由于惯性还来不及转动过去，接着又转回来，则指针将在零点位置左右摆动，并不能发生稳定偏转；磁电式仪表反映通过动圈电流的平均值。二、特点2、灵敏度高：永久磁铁产生均匀磁场B，可以很强即B较大则灵敏度SI较大，即灵敏度高。126、过载能力小：因为电流是通过游丝导入的。又动圈

5、的导线很细，如果过载，很容易因过热而引起游丝产生弹性疲劳和烧毁线圈。3、准确度高；由于磁场B很强，则可以产生较大的力矩，使得由摩擦、温度以及外磁场的影响而引起的误差相对减小，因此，磁电式仪表准确度可达到0.1至0.5级。4、功率消耗低：因为磁场B大，动圈通过很小的电流则就可以产生很大的力矩，则仪表本身所消耗的功率很低。5、刻度均匀：由于偏转角正比于电流，则仪表的刻度均匀。13三、磁电式仪表磁电式测量机构主要用于测直流电路中的电流、电压如果附加一变换器则可构成具有磁电式测量机构；并带有整流的仪表，则可以测量交流。（万用表）1、用作电流表由于磁电式仪表的测量机构所允许通过的电流一般在几

6、十微安到几十毫安数量级。为测量较大电流则必须扩大电流表的量程:常采用分流法。14①并联分流电阻如：磁电式仪表最大量程Ic=50μΑ,内阻Rc=300Ω,若将其扩大量程到3A的电流表，则要并联电阻Rf应为多大？n=3A/500μА=6000n为倍数Rf=300Ω/6000-1=0.05Ω15②外附分流器在实际测量工作中，当被测电流大于几十安时，由于分流电阻过热，将影响测量机械的正常工作，同时又由于分流电阻的体积大，也不便于在表内组装，为此，往往把分流电阻做成单独装置。称“外附分流器”如图：外附分流器有两对接线端钮：“1、2”电流接头，串联在电路中“3、4”电压接头，与磁电式仪表并联1

7、6分流器上面标有“额定电压”“额定电流”值。而不标电阻的数值。在选配分流器时应注意：选用“额定电压值应与测量机构的电压限相等”此时，电流表最大量程则与分流器的额定电流相同。172、用作电压表将测量机构（表头）串联一个附加的电阻Rf,可称分压电阻。Rf=(m-1)RcRf：为分流电阻，Rc：为测量机构内阻。m：扩大的倍数注意：电流表串联于电路中，内阻小，线圈导线粗，圈数少，电阻小。电压表并联于电路中，内阻大，线圈导线细，圈数多，电阻大。两者不可以互换。183、用作欧姆表