电气测量ch2-2.ppt

掌握磁电系、电磁系、电动系仪表的原理以及用它测量电压、电流的方法。这三种仪表不仅可以用来测量电压、电流，在配置变换电路后，还可以测量其它电磁量或非电量，是从事电气技术的人员应具备的仪表知识的最基本内容。 掌握电压表和电流表的附属装置，包括分流器、附加电阻、互感器的结构原理及其计算方法，这是测量电压和电流必须掌握的技术。 掌握万用表、检流计和电位差计的基本原理。万用表是现场工作最常用的工具之一，检流计和电位差计则是校准和精密测量中常用的仪器。 二、可动部分的运动方程 检流计的可动线圈通电后产生力矩为M，并在M 作用下绕轴运动，根据牛顿第二定律，力矩M 随时要与阻力矩、阻尼力矩以及惯性力矩相平衡，或用转角的运动方程表示为。 三、动圈从静止至稳定过程 根据阻尼大小，可动部分的运动状态可能出现过阻尼、欠阻尼和临界阻尼等三种形式。 转动力矩是由通入被测电流的线圈对铁片的吸引力产生的。线圈的磁场能量为： 线圈对铁心的作用力矩为： 注意：自感L取决于回路形状、匝数和磁介质。 作用力矩（转动力矩）： 电磁系测量机构的读数方程 表明： 在直流的情况下，电磁系测量机构可动部分的偏转角α，与电流的平方成比例。 由于线圈的自感L会随着可动铁心偏转而发生变化，则可动部分偏转角α还与 成比例。 反作用力矩： 平衡时： 磁感应阻尼。阻尼翼片切割永久磁铁的磁场B，使翼片中形成涡流，涡流与磁场B相互作用形成阻尼力矩。 因电磁系仪表的测量线圈磁场很弱，故阻尼磁铁必须用软磁材料屏蔽起来。 阻尼力矩： 二、电磁系测量机构的技术性能 1、使用范围 电磁系仪表既可用于测量直流，也可以用于测量交流。因为可动铁心受力方向与线圈电流方向无关，线圈电流方向改变时，线圈磁极性和铁心磁极性同时改变而保持受力方向不变。 设线圈电流为： 测量直流和测量交流的表达式完全相同。所以电磁系仪表也可以测量直流量和交流量的有效值。 2、刻度特性 如果 为常数，刻度具有平方律特性，即刻度前半部分较密，后半部分较疏。 刻度不均匀。 如果 不是常数，刻度与其变化有关，适当选择铁心形状，调节铁心与线圈的相对位置，使其补偿平方律的缺点，使刻度比较均匀。 基本测量值是电流的有效值。 3、防干扰性能 （1）线圈磁场的工作气隙大，磁场相对比较弱，受外磁场影响比较明显。 磁屏蔽。将测量机构装在导磁良好的屏蔽罩内。 为防止外磁场干扰，常采用的措施： 双层屏蔽 无定位结构。 测量机构分成两部分且反向串联。当线圈通电时，两线圈产生的磁场方向相反，但作用力矩相加。 不论仪表放置位置如何，外磁场对两部分的作用可互相抵消，故名无定位结构。 三、电磁系电流表 可直接作为电流表使用。将固定线圈与被测电路串联，就能测量该电路的电流。 电磁系仪表的磁路大部分以空气为介质，磁阻大，需要有足够的磁势（安匝数），才能产生足够的磁感应强度，从而产生足够的转动力矩。 低量限的电流表，需要较多的匝数。 增大线圈的电感和分布电容，引起较大的频率误差。 低量限只能做到毫安级。 高量限的电流表，可以减少匝数，但要加粗线径，以防发热。 交流有趋肤效应 用空心或多股导线。 大电流导线位于仪表附近 产生的强磁场将引起仪表的误差。 最大量限为200A-300A。 多量限的电流表。把固定线圈分段，通过改变几段的串并联关系改变量程。 交流电流表可再用电流互感器扩大量程。 ？为什么不能并联并联电阻改变量程。 四、电磁系电压表 线圈串联附加电阻，构成电压表。 扩大量程采用改变串联附加电阻的办法。 交流电压表可再采用电压互感器。 磁电系电压表：几千欧-几百千欧/V 电磁系电压表：几十欧/V 电磁系电压表的附加电阻比较小，所以内阻较小。 为什么电磁系电压表的内阻小？ 第二章 电流与电压的测量 重点 1、磁电系，电磁系，电动系。 2、电压表和电流表的附属装置： 分流器，附加电阻，互感器。 3、万用表，检流计，电位差计。 六、磁电系电流表及其扩程方法 直接测量的电流只能是微安或毫安级。 扩程方法如下： 分析各自特点 例 有一磁电系测量机构，满偏电流为200μA，可动线圈内阻为300Ω，求若要把，满刻度电流扩大到0.5A，应并联多大分流器电阻？ 0.12Ω 外附分流器 参数为额定电流和额定电压。 额定电压表示与分流器配套的电流表量限与内阻的乘积。 例 原来量程为1A，内阻为0.1Ω的电流表，如果要扩程到100A，就要选用额定电压为100mV，额定电流为100A的分流器。 七、磁电系电压表及其扩程方法 直接测量的电压不超过毫伏级。 扩程方法如下： 例 有一磁电系测量机构，满偏电流为200μA，可动线圈内阻为300Ω，要改装成60V量程的电压表，应接多大的附加电