电气测量ch2-1.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。 2、有一满偏电流 ，内阻 磁电系表头，欲制成多量程电流电压表，电路如图所示，求各电阻值。 练习： 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。 第一节 电流和电压的测量方法 一、直接测量 电流表串联，内阻： 电压表并联，内阻： 式中， 为测量值允许的相对误差。 GB/T 7676.2-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第2部分:电流表和电压表的特殊要求 电流表线圈应接在低电位端 电压表接地标志应接在低电位端 目的：使仪表的带电线圈与外壳之间不至有太高电压，减少干扰。 二、间接测量 某些特殊情况： 例1：内阻较大的电源，测其空载电压。 例2：不允许断电或电路中有非线性元件，需测量电流。 常见：通过采样电阻，将电流转换成电压进行测量。例，测零序电流；A/D的输入量也要求是电压。 第二节 磁电系仪表 磁电系仪表在电工仪表中占有重要地位。广泛地应用于直流电流和直流电压的测量。 与整流元件配合，可以用于交流电流与电压的测量. 与变换电路配合，还可以用于功率、频率、相位等其它电量的测量，还可用来测量多种非电量，例如温度、压力等。 采用特殊结构时，可制成检流计，流比计。 一、磁电系测量机构的结构 1、外磁式（永久磁铁在可动线圈之外） 根据磁路形式的不同，分为外磁式、内磁式、内外磁结合式三种结构。 固定部分： 永久磁铁、极掌、固定在支架上的圆柱形铁芯 可动部分： 绕在铝框架上的可动线圈、线圈两端的两个半轴、与转轴相连的指针、平衡锤、游丝。 固定部分： 永久磁铁、极掌、固定在支架上的圆柱形铁芯 永久磁铁采用高剩磁和高矫顽力的硬磁材料制作，极掌和圆柱形铁芯则用高磁导率的软磁材料制成。 铁芯放在两极掌之间，并与两极掌间形成一个均匀的环形气隙。 可动部分： 绕在铝框架上的可动线圈、线圈两端的两个半轴、与转轴相连的指针、平衡锤、游丝。 可动线圈通电后，与永久磁铁的磁场相互作用形成转动力矩，使可动线圈偏转。 反作用力矩由游丝产生。游丝一般用两个，而且盘绕的方向相反，每个游丝都是一端与可动线圈相连，另一端固定在支架上。 游丝还作为将电流引入可动线圈的引线。 阻尼力矩由绕制线圈的铝框架产生。 铝框架产生的阻尼力矩 当导体在磁场中切割磁力线运动时，其产生的感应电流方向可用右手定则判定。 根据左手定则判断带电导体在磁场中受到的安培力的作用。 左通力右生电 2、内磁式（永久磁铁在可动线圈之内） 结构紧凑。 漏磁小，气隙中磁感应强度大，抗外磁场干扰能力强。 较外磁式结构更先进。 3、内外磁结合式（将外磁式的铁心改成磁铁） 气隙中磁感应强度大。 二、磁电系测量机构的工作原理 1、磁电系测量机构的驱动力矩 1)、通入直流电流 2）、通入周期电流 2、磁电系测量机构的反作用力矩 3、磁电系测量机构的阻尼力矩——电磁阻尼力矩 主要由铝框提供阻尼力矩，可动线圈与外电路构成的闭合回路也提供阻尼力矩。 铝框中的感应电动势 感应电动势产生的电流 电流在磁场中受力 力矩 对照阻尼力矩的公式 可知，铝框在磁场中运动时产生阻尼力矩： 阻尼系数为： 类似地，可动线圈阻尼系数为： 仪表制成后，P1确定，P2随外电路变化。 平衡时： 4、磁电系测量机构的读数方程 一般式： 即： 三、技术性能 灵敏度高。因为气隙间的磁感应强度B比较强，灵敏度SI与B成正比。 表头过载能力小 流过表头的电流小，仪表的功耗也小。 由于气隙间的磁感应强度B比较强，同样的灵敏度，游丝的弹性系数大，定位力矩比较大，摩擦力矩的影响就可以削弱。同时，B比较强，外磁场的影响就相对削弱。所以，磁电系仪表具有较高的准确度。 标尺刻度均匀。 四、使用范围 用于测量直流电流或电压。 若通入周期电流： 频率小于可动部分的固有振动频率时，指针随电流方向的变化左右摆动； 频率大于可动部分的固有振动频率，指针偏转角与电流平均值有关。若平均电流为零，指针静止不动。若有直流分量，指针指示直流分量。 测量交流时，要配上整流装置构成整流系仪表。 五、表头（测量机构）参数 一般为微安或毫安级。 几十~几百欧姆。 注意：不能用万