模块三 磁电系仪表

1、1 模块三模块三 磁电系仪表磁电系仪表2课题一课题一 磁电系测量机构磁电系测量机构3一、磁电系测量机构的结构一、磁电系测量机构的结构7.轴轴8.平衡锤平衡锤5.游游丝丝6.指针指针1.永久永久磁铁磁铁4.4.活活动线动线圈圈2.极掌极掌3.圆柱形圆柱形铁芯铁芯各部分的作用及力矩的产生：各部分的作用及力矩的产生：（1）永久磁铁：）永久磁铁：产生恒定磁场。产生恒定磁场。（2）可动线圈：）可动线圈：产生转动力矩。产生转动力矩。（3）游丝：）游丝：导流、产生反作用导流、产生反作用力矩。力矩。（3）转动力矩：）转动力矩：利用通电线圈利用通电线圈中的电流与磁场的相互作用。中的电流与磁场的相互作用。（4）反

2、作用力矩：）反作用力矩：利用游丝的利用游丝的形变而产生。形变而产生。（5）阻尼力矩：）阻尼力矩：利用闭合铝框利用闭合铝框切割磁力线产生。切割磁力线产生。4观看磁电系测量机构实物观看磁电系测量机构实物5二、工作原理二、工作原理v（1 1）产生转运力矩）产生转运力矩M M：v线圈通入电流线圈通入电流 I I （磁场对通电线圈）（磁场对通电线圈）电磁力电磁力 F F 线圈受到转动力矩线圈受到转动力矩 M M 线圈和指针线圈和指针偏转偏转。v使可动线圈转动的力矩称为转动力矩转动力矩。FSNF6二、工作原理二、工作原理v（2 2）产生反作用力矩）产生反作用力矩M Mf f：v可动线圈偏转时,引起游丝变形

3、,产生一个与转动力矩方向相反的力矩（称反作用力矩反作用力矩）。转动力矩与反作用力矩平衡时，指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比（刻度均（刻度均匀），匀），即即v游丝的作用：游丝的作用：产生反作用力矩，导流。产生反作用力矩，导流。kIIkk217二、工作原理二、工作原理v（3 3）产生阻尼力矩：）产生阻尼力矩：思考：阻尼力矩有哪些特点？思考：阻尼力矩有哪些特点？8（链接）（链接）阻尼力矩的特点：阻尼力矩的特点：v（1）在仪表可动部分摆动时产生；v（2）其方向始终与摆动方向相反；v（3）当可动部分静止不动时，阻尼作用也随之消失。9结论：结论： 磁电系测量机构是应

4、用通磁电系测量机构是应用通电线圈在磁场中受到电磁力电线圈在磁场中受到电磁力作用产生转动力矩的原理制作用产生转动力矩的原理制成的。成的。 拓展：拓展： 分析测量机构（指针式）分析测量机构（指针式）工作原理的一般工作原理的一般步骤步骤： （1 1）转动力矩的产生；）转动力矩的产生； （2 2）反作用力矩的产生；）反作用力矩的产生； （3 3）偏转角与被测量的关系。）偏转角与被测量的关系。思考：思考：磁电系测量磁电系测量机构能否直机构能否直接测量较大接测量较大的电流？为的电流？为什么？什么？10 课题二课题二 磁电系电流表（直流表）磁电系电流表（直流表）v一、单量程电流表一、单量程电流表v1 1构成

5、：构成：表头与分流电阻并联11一、单量程电流表一、单量程电流表v2 2原理原理 ：并联分流 RCIC=RfL（I-IC） v量程扩大倍数为：ICIn 11nIRIRIIRIRCCCCCCfL分流电阻计算的一般公式：分流电阻计算的一般公式：12v例例 有一内阻为有一内阻为1，满刻度电流量程为，满刻度电流量程为100mA的磁电系测的磁电系测量机构，现要将它改制成量程为量机构，现要将它改制成量程为5A的直流电流表。试回答的直流电流表。试回答以下问题：以下问题：v（1）应采取什么措施？）应采取什么措施？v（2）画出相应的电路图。）画出相应的电路图。v（3）计算相应的参数。）计算相应的参数。v（4）如果

6、在原测量机构两端并联一个）如果在原测量机构两端并联一个0.111的分流电阻，的分流电阻，其量程将变为多少？其量程将变为多少？13v解：解：(1)(1)并联分流电阻。并联分流电阻。v（2 2）电路略。）电路略。v（3 3）计算分流电阻的阻值）计算分流电阻的阻值v电流量程扩大倍数：电流量程扩大倍数：v分流电阻为分流电阻为: :v v（4 4）若并联）若并联0.1110.111的分流电阻时，通过它的电流为的分流电阻时，通过它的电流为v A Av其量程为：其量程为：v I=Ic+II=Ic+IfLfL=100+900=1000 mA=100+900=1000 mA501005000IIcn02.015

7、011nRcRfL9 . 0111. 01101003ffRLLRcIcI14二、多量程电流表二、多量程电流表 通常采用“闭路式分流电路”而不采用“开路式分流电路” 扩大量程。 多量程电流表原理电路图开路式分流电路闭路式分流电路扩量程方法：并联并联多个分流多个分流电阻电阻15三、分流电阻计算三、分流电阻计算v 例例 一双量程电流表，量程I1=1mA，I2=5mA。表头内阻Rc=300，满偏电流Ic=0.5mA，求分流电阻Rf1和Rf2。16外附分流器：外附分流器： 外附外附 分流器接线方法分流器接线方法2个电流端钮2 个电位端钮17课题三课题三 磁电系电压表磁电系电压表v一、单量程电压表v1

8、1结构：结构：表头与分压电阻（附加电阻）串联v2.原理：串联分压RRRUIfjCCCcUUCUm RRURcCCfjmU) 1(118例例 题题v 有一磁电系测量机构，满偏电流为500微安，内阻为200欧姆，欲制成量程为50伏的直流电压表，应接多大的附加电阻？该电压表的总内阻是多少？19v解：解：测量机构的额定电压为: UC=ICRC=50010-6200=0.1 V 电压量程扩大倍数为： 应串联附加电阻值为： Rfj=（m-1）RC=（500-1）200=99.8 k 电压表的总内阻为： R=RC+Rfj=200+99800=100 k5001 . 050UCUm20可见：可见：电压表内阻一

9、般很大，且与量程有关，量程愈大则内阻愈大，通常用内阻常数内阻常数表示，单位为“/V”。21二、多量程电压表二、多量程电压表v1.1.结构：结构：串联多个附加电阻（分压电阻）。v2.2.电路：电路：v3.3.附加电阻计算：附加电阻计算：方法同前。22 例例 某磁电系仪表测量机构的满刻度电流IC=5mA，UC=75mV。欲得到2种测量范围，即U1=3V、U2=15V，问附加电阻应各为多少？23解：解：v（1）画电路（各量程的附加电阻彼此独立）（2）计算分压比（3）求测量机构的内阻（4）根据公式计算附加电阻思考：是否还有其它可能思考：是否还有其它可能 ？24另解：另解：（1）画电路（2）计算分压比（

10、3）求测量机构的内阻（4）根据公式计算附加电阻 某磁电系仪表测量机构的满刻度电流IC=5mA，UC=75mV。欲得到三种测量范围，即U1=3V、U2=15V和U3=150V，问附加电阻应各为多少？25练习：计算分压电阻练习：计算分压电阻v例：例：有一磁电式表头，内阻为150，额定电压为45mV，若要制成7.5V和15V的双量限电压表，求附加电阻，并画出电路图（各量程附加电阻串联共用）。26课题四课题四 磁电系仪表的技术性能与使用磁电系仪表的技术性能与使用一、技术性能一、技术性能1只能直接测量直流量2刻度均匀（偏转角与电流成正比）3准确度高（永久磁电产生的磁场强）4灵敏度高（永久磁电产生的磁场强

11、）5功耗小（内阻小）6过载能力差（电流过游丝）27磁电系仪表不能直接测量交流量的原因磁电系仪表不能直接测量交流量的原因v（1）永久磁铁产生的磁场大小方向不变；v（2）线圈中的电流改变方向时电磁力方向也改变，指针反向偏转；v（3）测量交流电量时，由于转动部分的惯性比较大，指针来不及随转动力矩的方向改变而改变，于是停停留在原处不动或微微颤抖留在原处不动或微微颤抖，所以磁电式仪表不能直接用来测量交流电量。28二、使用注意事项二、使用注意事项v1 1正确选择正确选择（1）注意被测量是否为直流量-选择直流仪表（2）合理选择准确度等级（3）合理选择量程（如无法确定，可先选最大挡位进行测量，然后逐步减小量程）（4）尽量选择内阻大的电压表、内阻小的电流表（5）机械调零（防零误差）v2 2正确接线正确接线（1）注意+、-