e第4章_U、I、Q的测量.pptVIP

第四章 电压、电流、及电量的直读法测量 电流的直读测量 电压的直读测量 磁电系检流计 冲击检流计 第1节 电流的直读测量 一、磁电系电流表 设表头满偏电流I0，内阻Ri， 欲扩展量程n倍(n =IN/I0) ，求分流电阻RS COM I1 I2 I3 多量程的磁电系电流表采用 环形分流器的形式，如右图所示 表头内阻Ri 分流电阻RS 磁电系电流表的量程上限若超过10A，需采用专用的分流器。 用四端电阻与毫伏表 测大电流 mV P1 P2 C1 C2 I 磁电系 测量机构 整流 电路 + 整流式 电流/电压表 磁电系电流表加整流装置可构成测量交流的整流式仪表。 整流式仪表的 表盘符号 二、电磁系电流表 被测电流直接通入电磁系测量机构的线圈中，即构成电流表。 小量限电磁系电流表的量程一般为毫安级，否则线圈电感 过大，会引起频率误差； 大量限电流表的上限不能过高，最大量限200~300A，否则 大电流的导线在仪表周围要产生强磁场，从而带来附加误差。 电磁系电流表的量程改变是通过线圈的串并联实现的。 I I 2I 2I 低量限接法 高量限接法 I I 三、电动系电流表 低量限（毫安级）的电动系电流表采用将电动系测量机构 的静圈与动圈相串联的方法，这种电流表的内阻很大。 高量限的电动系电流表采用将电动系测量机构 的静圈与动圈相并联的方法。 电动系毫安表 静圈 动圈 电动系安培表 R1 R2 三、电流表的技术特性 电流表技术特性包括量程、频率范围、准确度、内阻等。 电流表的内阻用“满偏电压降”表示。 下表为不同系别的电流表的技术特性的比较。 第2节 电压的直读测量 磁电系、电磁系和电动系的测量机构串联附加电阻（称倍压器） ，即可构成电压表。 U1 U2 R1 R2 COM U0 IC RC 附加电阻阻值的计算 电压表的电压灵敏度SU 不同的电压量程，其电压灵敏度亦不同。比如量程U1 电压表内阻的描述一般将内阻除以量程，即单位电压所对应的电阻值，称为“每伏欧姆数”。显然 即电压表的每伏欧姆数等于表头满偏电流的倒数。 电磁系电压表附加电阻不宜过大。否则较小的励磁电流要求 线圈的匝数过多，电感过大，从而导致电压表的频率误差和温度 误差增大。因此，一般电磁系电压表的内阻只有几十欧/伏。 电磁系电压表主要用于电力系统的安装式仪表。 电压表的内阻 磁电系测量机构的满偏电流一般为几十微安至几百微安。因此，磁电系电压表的内阻一般为几千欧/伏 ~几十千欧/伏。 第3节 磁电系检流计 磁电系检流计是一种高灵敏度的磁电系测量机构。用作于比较仪器的指零装置。 已知磁电系测量机构的电压灵敏度 SU=?0 / W 。因此，提高磁电系检流计的灵敏度有下列方法： 1. 取消轴承轴尖，改用张丝或吊丝——减小摩擦，减小W ； 2. 减小空气隙，增加线圈匝数——增加 ?0 ； 3. 取消指针，改用光标指示器——增加标尺长度。 N S 张丝支承的检流计 l ? ? ? d 透镜 标尺 灯 小镜 光标指示装置示意图 一、结构 由光标指示示意图可知，光标在标尺上移动的距离d等于 检流计的灵敏度SI可表示为 实际应用中，采用平面镜多次 反射的方法来增大d，右图所示。 光点式检流计结构示意图 二、磁电系检流计的动态特性 或 式中 d2?/dt2——检流计可动部分的角加速度； J——可动部分的转动惯量； d? /dt——可动部分的角速度； p——阻尼系数； W?——反抗力矩； ?0I——驱动力矩 这个二阶常系数线性微分方程的初始条件为 方程的稳态解 ?c =?0 I / W 即磁电系检流计平衡时的关系式。 在求方程的通解时，令 ?0 为系统自由振荡角频率；?为阻尼因数。 ?1时，欠阻尼，检流计偏转过程呈振荡； ?=1时，临界阻尼，检流计从一侧接近平衡位置； ?1时，过阻尼，检流计从一侧接近平衡位置，但很慢。 不同的? 值下，偏转角随 时间变化曲线如右图所示。 ?c ? 1 ? =1 ? 1 希望? 取值0.9~1.0。 又知 已知 所以，当? =1时 R0 ——检流计可动线圈的电阻（称检流计的内阻） Rk ——临界状态下，检流计外回路的电阻 一般情况下， R0只有几百欧姆， Rk可达几k? ，因此 一般在检流计的铭牌参数中都给出外临界电阻的数值。 部分检流计产品的主要参数