电磁测量2.1要点.ppt

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线圈受到恒定转动力矩的作用，即： 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 2、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： 6、过载能力小：因为电流是通过游丝导入的。又动圈的导线很细，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。 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） ②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： 2、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。 3、用作欧姆表 ab支路的作用: 不仅可以扩大量程，而且使扩大量程可以调节。当新的干电池接入电路时，将RA调节较小，以便使Rx=0 时，测量机构中 ，当电池电压随使用时间的增长而降低时，可以将RA调至较大的数值，以便Rx=0时，测量机构中的电流仍为Ic ，如此便可以弥补电压下降造成的误差。 第三节、电磁系测量机构 一、结构与原理 6.灵敏度较低，功耗大：由于电磁系测量机构所能建立的磁场较弱。 三、电磁式测量机构构成电流表以及电压表 1、由于游丝不通过电流，测量机构本身便能测量较大的电流。电磁式电流表量程较大，它的固定线圈的导线较粗、匝数较少。 第三节、电动式测量机构 2、工作原理 如图： 固定线圈通过电流I1，产生磁场B1 可动线圈通过电流I2，处于磁场B1中。受到电磁力的影响F的作用下产生转动力矩，则指针偏转即可动线圈部分偏转。又游丝产生反作用力矩，使指平衡于某一位置。即可读数。具体如下： 三、电动式电流表 将电动式测量机构的可动线圈与固定线圈串联起来则可以构成电流表。即 第四节 感应式测量机构 一、结构及原理： 有一个或几个固定的交流电磁铁产生的磁场与其在可动导电元件中感应的电流相互作用而工作的仪表称为感应式仪表。主要用于测量电能。 1、如图： 这种结构特点是能获得均匀的工作磁场，并可以借助改变量固定线圈之间的串联、并联关系而得到不同的量程。可动线圈与转轴连接，转轴上有指针、空气阻尼器、阻尼片；游丝用来产生反作用力矩并引导电流的作用。由于工作磁场很弱，易受外磁场影响。所以电动式从仪表的测量机构应置于磁屏蔽罩内。 转动力矩： 反作用力矩： 平衡时： ①当I1 和I2方向改变时（测量交流）电磁力F的方向不变（因为I1变化时，B1变化，而I2也同时变化）则可动线圈的转动力矩方向不改变方向。即可以测量交流。 假设 则： 其中：I1m 、I2m为最大值，I1 I2为有效值， 为两电流之间的相位差。 而：偏转角取决于瞬时转动力矩在一周期内的平均值 由上式可以得到：电动式仪表用在交流电路中时，其可动部分的偏转角，不仅与电流III2乘积有关，而且还取决于两电流的相位差的余弦值的大小。即可以用电动式测量机构用作功率表、频率表。 1、准确度高（测量机构内没有铁磁性物质，不产生磁滞误差）可以达到0.1到0.05级的表。 2、可交、直流两用，可以测量功率、相位以及频率。 3、受外磁场影响较大（因为工作磁场较弱），则应加磁屏蔽。 二、特点： 4、标尺可读不均匀，因为，偏转角屿电流平方成正比 5、过载能力差，因可动线圈中的电流要靠游丝来引导，电流过大会引起游丝变形或烧毁。 6、功率消耗大，要产生较强的磁场B，则需要保证线圈匝数多，则以其本身消耗功率大。 I1=I2=I 则： 有： 即： 一般因被测量电流要通过游丝以及可动线圈，则电流较小；若电流过大时，可动线圈会因为绕组导线细容易将线圈以及游丝烧毁。因此要测量0.5A以上的大电流，要使用分流器或将固定线圈并联。若测量交流则可以直接读出交流电流的有效值。 2、电动式电压表： 如图：固定线圈1，可动线圈2以及分压电阻R串联可以构成电动式电压表。 当R一定时， 即可动部分的偏转角与仪表两端的电压U成正比，则它的标尺刻度不均匀，为了使电压表在较宽的频率范围内进行测量，一般在附加电阻上并联一个电容。以补偿因频率变化而造成的误差