磁电系与电磁系电表

1、磁电系与电磁系电表,磁电系仪表,一 磁电系测量机构,五 万用电表,四 磁电系电压表,三 磁电系检流计,二 磁电系电流表,一 磁电系测量机构,图 2 - 1 磁电系测量机构的结构示意图,一、结构和工作原理,通常的磁电系测量机构由固定的此路系统和可动的线圈部分组成，其结构如图 2 - 1 所示。,1结构,一 磁电系测量机构,磁电系测量机构根据其磁路系统的结构形式不同，分为外磁式、内磁式和内外磁式三种，如图 2 - 2 所示。,图 2 - 2 磁电系测量机构的磁路结构,一 磁电系测量机构,2工作原理,磁电系测量机构的基本原理是利用可动线圈中的电流与气隙中磁场中的相互作用产生电磁力，使可动线圈的在例句

2、作用下发生偏转。原理如图 2 - 3 所示。,图 2 - 3 磁电系测量机构的磁路结构产生转动力矩原理图,M = 2NBlI,此时电磁力的方向与线圈平面垂直，其转动力矩,每个有效边受电磁力,F = NBlI,M = 2NBlI,一 磁电系测量机构,式中，D 游丝的反作用力矩系数。,故有,反作用力矩 Mf 的大小与游丝形变大小成正比，即与偏转角 乘正比,由于线圈平面的有效面积 A = 2l,式中， 转轴中心到有效边的距离。,(2 - 3),(2 - 3),一 磁电系测量机构,所以,D = NBAI,根据指示仪表灵敏度的定义，磁电系测量机构的灵敏度,根据物体平衡条条件 Mf = M 可得,(2 -

3、 4),(2 - 3),过载能力小,1技术特性,灵敏度高,只能测量直流,表盘标度尺的刻度均匀,准确度高,二、技术特性和应用范围,一 磁电系测量机构,2应用范围,磁电系测量机构主要用于直流仪表，在直流标准表、便携式和安装式仪表中都得到广泛应用。,二 磁电系电流表,图 2 - 5 电流表的分流,一、结构和工作原理,磁电系电流表由磁电系测量机构和测量线路分流器构成。图 2 - 5 是最基本的磁电系电流表电路。,1结构,其中，Re 测量机构内阻；Rf 分流电阻,二 磁电系电流表,2工作原理,则由式(2 - 5)可得,如果用 n 表示量程扩大的倍数，即,所以,如图 2 - 5 所示，根据欧姆定律和并联电

4、路的特点，可以得到,(2 - 5),(2 - 5),1技术特性,结构比较复杂，成本较高,应用范围广,内阻很小,二、技术特性和应用范围,2应用范围,磁电系电流表主要用于直流电路中电流的测量。利用外附分流器，其量程范围从几微安到几百安。,二 磁电系电流表,1直流电流的测量方法,三、使用维护方法,电流表接入被测电路后，相当于串联了一个电阻，从而使被测电流比实际小,二 磁电系电流表,如图 2 - 8 所示，磁系电流表直接与负载串联。,图 2 - 8 直流电流的测量方法,二 磁电系电流表,2合理选择电流表,(4)合理选择电流表内阻。,(3)根据使用环境，选择适合电流表使用条件的组别。,(2)根据被测电流

5、大小选择相应量程的电流表。,(1)根据被测量准确度要求，合理选择电流表的准确度。,二 磁电系电流表,5正确读数,测量前，应先检查电流表指针是否对准“0” 刻度线。如果没对，应调节调零器，使指针对准“0” 刻度线。,3测量前检查,读数时，应让指针稳定后再进行读数，并尽量使视线与刻度盘保持垂直。如果刻度盘有反射镜，应使指针和指针在镜中的影像重合，以减小误差。,4电流表与被测电路的连接,测量时，应将电流表串联于被测电路的低电位一侧。“+”进“-”出。标有“*”是公共端。,二 磁电系电流表,6维护方法,由于磁电系电流表的过载能力很小,使用时一定要注意连接电路的极性和量程的选择 。,若在测量中发现指针反

6、向偏转或正向偏转超过标度尺上满刻度线，应立即断电停止测量，待连接正确或重新选择更大量程的电流表后再进行测量 。,另外，当测量工作完毕后，应先断电源，再从测量电路中取下电流表，将其放置在干燥、通风和阴凉的环境中。对灵敏度、准确度很高的微安表和毫安表，应用导线将正负端钮连接起来，以保护仪表的测量机构。,三 磁电系检流计,图 2 - 10 光标读数装置,一、结构和工作原理,光点式检流计的结构示意和读数装置如图 2-9 和图 2-10 所示 。,1结构,磁电系检流计常用来检查电路中有无电流通过成，一般有指针式和光点式。,图 2 - 9 张丝及悬挂检流计结构示意,三 磁电系检流计,如图 2 - 11 所

7、示。,光点式检流计分为两种：,安装式检流计,便携式检流计,如图 2 - 12 所示。,图 2 - 12 安装式检流计结构图,图 2 - 11 便携式检流计结构示意图,1正确选择磁电系检流计,二、磁电系检流计的选择和使用维护方法,三 磁电系检流计,三 磁电系检流计,(3)决不允许用万用表或电阻表去测检流计内阻。,(1)使用时必须轻放,(2)串联大电阻进行保护,选择磁电系检流计时应主要根据以下几点:,2使用维护方法,(3)选用阻尼时间较短的检流计。,(1)选择与测量电路准确度相适应的灵敏度或电流常数。,(2)选择在合适的阻尼状态下工作。,四 磁电系电压表,一、结构和工作原理,1结构,磁电系电压表由

8、磁电系测量机构和测量线路附加电阻组成。图 2 - 14 是磁电系电压表的基本电路。,图 2 - 14 磁电系电压表的基本电路,附加电阻用温度系数很小的锰铜丝烧制而成，通常制成内附式装在表壳内部。,四 磁电系电压表,2工作原理,则,设需将磁电系测量机构的电压量程扩大 m 倍，即,在图 2 - 14 中，根据欧姆定律有,即得,(2 - 8),(2 - 7),二、技术特性和应用,四 磁电系电压表,三、直流电压的测量方法和磁电系电压表的使用维护方法,(1)量程范围较广。,(2)内阻较高，对被测电路影响小。,1直流电压的测量方法,工程测量中，常用磁电系电压表与负载并联，如图 2-17。,图 2-14 直

9、流电压的测量方法,四 磁电系电压表,2使用维护方法,(3)多量程电压表换挡时应断开电路。,(4)不使用时，按说明书妥善保管。,(1)正确选择磁电系电压表。,(2)测量时应将电压表并联接入被测。,五 万用电表,一、结构,万用电表由表头及面板，测量线路，转换开关三部分构成，如图 2-18 所示 MF30 型万用表的外形图。,图 2 - 18 MF30 型万用表外形图,测量线路是万用表的中心环节，它对万用表的测量误差影响较大。,五 万用电表,1直流电流档的测量线路,万用表的直流电流档实质上就是一个多量程的直流电流表。,一、测量线路,五 万用电表,2直流电压档的测量线路,万用表的直流电流档实质上就是一

10、个多量程的直流电压表。,图 2-23 MF30 型万用表直流电压挡测量线路,五 万用电表,3交流电压档和电流档的测量线路,(1)整流电路,五 万用电表,(2)整流系多量程电压表,图 2 - 26 MF30 型万用表交流电压挡测量线路,五 万用电表,(2)整流系多量程交流电流表,图 2 - 27 MF30 型万用表交流电流挡测量线路,五 万用电表,3欧姆档的测量线路,注意：随着电阻测量倍率的扩大，电阻表的总内阻页按十倍率增大，测量时电路的工作电流相应减小，限制了电阻测量倍率的扩大。,(2)提高电池电压。,解决办法：,(1)提高电路灵敏度。,1万用表的主要技术特性,三、主要技术特性和维护方法,五

11、万用电表,存在波形误差,防御外磁场能力强,工作频率范围较宽,灵敏度高,以上所述只是万用表主要的技术特性，每一种万用表的技术性能在它的技术说明书上均有详细的说明，供操作者在使用时阅读。,五 万用电表,2万用表的使用维护方法,一般来说，使用万用表时，必须注意以下几点：,(6)注意操作安全。,(3)量程选择。,(2)测量档位的选择。,(1)插孔的选择，红“+”黑“-”。,(4)正确读数。,(5)欧姆档的使用。,电磁系仪表,一 电磁系测量机构,二 电磁系电流表和电压表,一 电磁系测量机构,图 3 - 1 吸引型测量机构的结构,一、结构和工作原理,电磁系测量机构分的结构有吸引型、排斥型和排斥-吸引型。,

12、1结构,电磁系测量机构分为固定部分和可动部分。,(1)吸引型结构。如图 3 - 1 所示。,一 电磁系测量机构,(2)排斥型结构。,排斥型结构，如图 3-3 所示。,图 3 - 3 排斥型测量机构的结构,一 电磁系测量机构,(3)排斥吸引型构,排斥吸引型构。如图 3-4 所示。,图 3 - 4 排斥 吸引型型测量机构的结构,一 电磁系测量机构,2工作原理,电磁系测量机构的转动力矩与流过固定线圈的被测电流的平方有关，即,当可动部分偏转一个角度 时，游丝反作用力矩为,式中，D 为游丝反作用力矩系数。,式中，I 为通过固定线圈的电流；,(3 - 1),(3 - 1),一 电磁系测量机构,根据物体平衡

13、条条件 Mf = M 可得,由此可见，电磁系测量机构指针的偏转角与被测电流值的平方有关。,(3 - 3),注意：指针的偏转角 并不是与 I2 成正比例的(而且这也不是所期望的)，这是因为 k 这个系数本身还与偏转角 有关。,因此，设计中总是使 k 这个系数随 的增加而减小，使仪表的标度尺在有效的工作部分尽可能均匀一些。,灵敏度较低,1技术特性,能够交直流两用,易受外界影响,准确度较低,结构简单，过载能力强,二、技术特性和应用范围,一 电磁系测量机构,工作频率范围不宽,一 电磁系测量机构,2应用,此外，还可用电磁系测量机构做成测量电容、相位、频率等的电磁系比率表，但精度较低。,电磁系仪表虽然有不少缺点，但由于它有结构简单、过载能力强、价格便宜等独特的优点，因而得到了广泛的应用。,目前，电磁系测量机构主要用于制成电流表、电压表，特别是安装式交流电流表、电压表。,二 电磁系电流表和电压表,图 3 - 7 双量程电磁系电流表改变量程的示意图,一、电磁系电流表,便携式电流表一般都制成多量程的。,电磁系测量机构工作时，电流值通过固定线圈，不通过游丝等可动部分。,理论上，电磁系电流表可以制成测量任何大小电流的电流表，但实际上要制成低量程和高量程的电流表是很困难的。,二 电磁系电流表和电压表,电磁系电压表的测