项目二电流和电压的测量.ppt

项目二：电流和电压的测量 本章主要内容 1、磁电系测量机构及磁电系电流表与电压表 2、磁电系测量机构及磁电系电流表与电压表 3、整流系仪表 4、仪用互感器 5、钳形电流表 6、常用电工仪表的选择 第一任务 磁电系仪表 一 磁电系测量机构 二 磁电系电流表和电压表 三 磁电系检流计 一、磁电系测量机构 1 结构 磁电系测量机构主要由固定的磁路系统和可动线圈组成,其结构图如图2-1所示。 固定的磁路系统由永久磁铁1、极掌2、圆柱型铁芯3组成，其作用是在极掌和铁芯之间的空气隙中产生较强的均匀辐射磁场,任何一条磁力线均通过转轴中心,使得线圈永远切割磁力线。其可动线圈4绕在铝框上，转轴7两端有游丝5、指针6平衡锤8等，整个可动部分支撑在转轴上，线圈位于环形气隙之中，其中游丝的作用是产生反作用力矩和引导电流 磁电系测量机构 2 工作原理 1）作用力矩的产生： 作用力矩是由通电的可动线圈在永久磁铁的磁场中受力而产生的。其大小为 M=NBIS 2）反作用力矩的产生： 反作用力矩是由游丝产生的。其大小与指针的偏转角成正比，即： Mα=Dα 当Mα=M，可动部分处于平衡状态，指针指在某一位置不动 Dα=NBIS α= （ NBS÷ D） I 当一只仪表制好之后，其N、B、S、D均为常数，所以（ NBS÷ D） 也为常数，用SI来表示。SI就称为磁电系测量机构的灵敏度。α＝SII 结论：指针的偏转角与被测的电流成正比 二 磁电系电流表和电压表 1、磁电系电流表及其扩程 2、磁电系电压表及其扩程 第二任务 电磁系测量机构 1 电磁系测量机构 2 电磁系电流表和电压表 二 电磁系电流表和电压表 1、电磁系电流表和电压表 2、电磁系电流表和电压表 * 磁电系测量机构的固定磁路系统有外磁式、内磁式、和内外磁式三种，如图2－2所示。 ? ? ? ? ? ? ? ? 阻尼力矩是由铝框产生的，其原理图如图2－3所示。当铝框在磁场中运动时，闭合的铝框切割磁力线B产生感生电流ic,ic在磁场中受到磁场力的作用，从而产生与铝框运动方向相反的电磁阻尼力矩。 因为可动部分具有惯性，当作用力矩和反作用力矩平衡时，指针并不能立即停下来。 阻尼力矩的作用是使指针尽快的停下来，以便读数。 3、阻尼力矩的产生 磁电系测量机构 3 特点 1）刻度均匀 因为指针的偏转角与被测电流成正比，所以标度尺的刻度是均匀的。 2）准确度高，灵敏度高 磁电系测量机构的磁场由永久磁铁产生的，其工作气隙较小，磁场较强，所以其准确度和灵敏度都高。 3）功率消耗小 测量机构内部通过的电流小，所以仪表的损耗也小。 4）过载能力小 由于电流的流入和流出是由游丝导入和导出的，加上可动动圈的线径较细，过载将会使游丝变形和线圈烧毁。 5）只能测量直流 因为永久磁铁产生的磁场方向恒定不变，在制作仪表时，指针只能向一个方向偏转，所以只有通入直流电流才能产生稳定的偏转。 如果线圈中通入的是交流电，则由于电流方向不但改变，转动力矩也是交变的，可动部分由于惯性作用，还来不及转过去，马上又得转回来，结果指针只能在零位左右摆动，得不到正确读数。如果要想读数，需要加装整流装置。 1 磁电系电流表 1）基本表头 磁电系电流表的基本表头采用的是磁电系测量机构。 2）扩程电路 由于通过磁电系测量机构的电流小，如果要测量大一点的电流，则就需要对磁电系测量机构进行扩程。 扩程方法：在磁电系测量机构上并联电阻，如图2-4所示 并联电阻的计算：分流系数（亦称电流扩程倍数）：扩程后的量程与表头满偏电流的比值，并联电阻的大小分别为 3）分流器 ⑴、制作材料：锰铜线 ⑵、分类：内附分流器，与仪表做固定的连接，阻值相对较大。 外附分流器，与仪表不做固定连接，需要时，可接在仪表的外部，阻值相对较小。 ⑶、端钮：共有两对端钮，其中一对电流端钮、一对电位端钮。使用时电位端钮应接在电流端钮的内侧。如图2－5所示。 ⑷、额定值：外附分流器上标有额定电压或额定电流。国家标准规定的外附分流器在通入额定电流时，对应的额定电压分别为30mV、45mV、75mV、100mV、150 mV、300mV，共六种规格。 4）多量程磁电系电流表 多量程磁电系电流表一般采用闭环式分流器，如图2－6所示它的优点是接触电阻处在被测电路之中，接触不良时不会烧毁测量机构。其缺点是各个量程之间相互影响，电阻计算复杂。以三个量程为例来说明如何计算分流电阻。 2 磁电系