第02章 检测与转换.ppt

1、第二章电气测量指示器，一，电气测量指示器的结构及其基本原理，(一)结构，中间量y和被测量x之间应存在的函数关系，即，Y=(X )、(二)测量机构的工作原理，测量机构是电气测量指示器的核心，其任务是将与被测量具有一定函数关系的中间量y转换为可动部分的角位移测量机构有四个基本部分：第一驱动装置、第二控制装置、测量机构中，在可动部分产生反作用力力矩的装置称为控制装置。 反作用力矩一般是由弹性元件的游丝和张线产生的。 游丝实际上是碟形弹簧，它的一端固定在支架上，另一端连接在可动部的旋转轴上。 3阻尼装置、4指示器、2指示器的误差和精度，误差可以用绝对误差和相对误差表示，但都很难表示指示器的精度。 因为

2、仪表的精度等级仅表示仪表本身的基本误差，所以仪表的基本误差是仪表的最大引用误差。 仪表的精度等级只是整体反映了仪表的误差状况，使用仪表进行测量时，其测量精度往往低于仪表的精度，并且测量的值越远离仪表的限度，其测量精度就越低。 三、仪表的主要技术特性需要有充分的绝缘电阻和耐压能力，有良好的读取装置等。 四、指示器的分类，(一)根据仪表的结构和工作原理，主要有磁电系、电动系、强磁性电动系、整流系、感应系等，另外还有静电系、热电系、电子系等。 (2)根据所测量的种类，可以使用各种用途的仪表，例如电流计、电压表、电表、频率表、相位表、欧姆表、兆欧表和测试仪。 (3)根据测定的变化规律，有直流表、交流表

3、、交流直流两用表。 (4)根据使用方式，有安装式和便携式仪表两种。 另外，还可以根据仪表的精度等级、外部电场、外部磁场防御能力和显示是否为数字、使用条件等进行分类。 一、磁电系测定机构，(一)磁电系测定机构的一般构造，磁电系测定机构中的驱动装置主要由永久磁铁和通电线圈构成。 外磁式动轮结构在磁电系机构中的应用很多。 (二)磁电系测定机构的工作原理、磁电系测定机构的驱动装置可以简化为二，磁电系电流计根据其量分为千分尺(a )、毫安计(mA )、安培表(a )和千安计(kA )。 (1)单量限制电流计、单量限制电流计的分流器由一个分流电阻Rp构成。 (2)多限制电流表可以使用由多个分流电阻构成的多

4、限制分流器，用同一个集管头制作多限制电流表。 现在最常用的是分流。 另外，环分流的计算方法可知，如果开关为1、2、3的位置，电流计的量限制分别为I1、I2、I3，则最大量限制为I1，最小量限制为I3，各量限制的分流系数分别为n1、n2、n3。 有：三、磁电系电压表，只要安装一定的测量线路，就能构成限量和限量的磁电系电压表。 各量限制共用附加电阻的测量线：各电压限制放大的倍数用m1、m2、m3表示：根据以上的式，各附加电阻值、四、磁电系欧姆计、(一)欧姆计的工作原理、(二)欧姆计的倍率、(三)欧姆计的零调整、五、带整流器的磁电系计、磁电系测量机构为半导体由整流系统测量机构组成的仪表称为整流系统仪

5、表。 (1)半波整流式测定机构，(2)全波整流式测定机构，(3)整流系电压计、整流系测定机构中加入附加电阻器，能够制成整流系电压计，能够改变附加电阻值来改变电压计的量限.六、兆欧表、(一)兆欧表结构、兆欧表结构主要由两部分组成：一、比率型磁电系测量机构，二、手摇发电机，(二)兆欧表工作原理，兆欧表原理电路图。 由手抖动直流发电机g、比率型磁电系测定机构、限流电阻Rc、Rv构成。 七、磁电系检流计和冲击检流计，(一)检流计的结构特征，1采用悬垂线或张线悬垂线圈，2采用光指示读取装置，3可动线圈不具有铝框架，(二)检流计的特性参数，1电流灵敏度和电流常数，2外临界电阻，3的自然振动周期和衰减时间，

6、(三)冲击与一般的磁电系电流计相比，具有较大的自然振动周期。 可以用于暂时的脉冲电量的测定。 电磁系统仪表是测量交流电流和电压的最常用的电气测量指示器。 一、电磁系统测量机构、(一)电磁系统测量机构的结构、电磁系统测量机构主要由固定线圈和可动铁片构成，根据其工作原理可分为圆线圈排斥式和扁平线圈槽式。 图中固定线圈1、固定在线圈内壁上的铁片2、与旋转轴连接的可动铁片3构成产生扭矩的驱动单元，游丝7是产生反作用力力矩的控制装置，与图中的旋转轴连结的叶片6是磁感应阻尼器的阻尼器片，其读取装置是孔槽路结构图：二，电磁系统电流计，电磁系统电流计通常分为安装式和便携式。 安装式仪表多为单体限制，安装在开关

7、板上，用于交流电流测量，需要测量200A以上的电流时，一般使用变流器扩大限制。 便携式仪表一般都有很多限制。 三、电磁系电压表、电磁系电压表由电磁系测量机构和附加电阻构成，把两者串联起来就构成了电磁系电压表。 电气系统仪表是交流直流两用仪表，在电气测量指示仪表中占有重要地位。 另一方面，将电动系统测定机构、利用通电导线间的电动力作用产生扭矩的测定机构称为电动系统测定机构。 (1)电动系统测量机构的构造，(2)电动系统测量机构的工作原理，2，电动系统电流计是将电动系统测量机构的固定轮和可动轮串联或并联，并且配置一定的分流电阻，构成电动系统电流计。 量限制小于0.5A的电流表上串联连接定子和动子，

8、此时电流相同，i1=i2=i3，可动部的偏转角为：3，用电动系电压表将电动系测定机构的动子和定子串联连接，配置一定的附加电阻，构成了电动系电压表。 四、电动系统功率计、能直接测量电力的仪表称为功率计。 (1)功率计的结构和工作原理，(2)功率计的正确使用，1正确地接线、接线方式的选择。 图的4个布线方式中，a和c为“电压分支前连接”，b和d为“电压分支后连接”。 这些差异是发生方法的误差不同。 2量限制、3量限制、感应系统仪表是交流仪表中转矩最大的仪表，主要测量交流电路的负荷耗电和电力。 另一方面，感应系统测定机构利用可动部分的导体在交变磁场中产生的感应电流所受到的磁场的力来形成转矩的测定机构

9、称为感应系统测定机构。 (1)感应系统测量机构的结构、感应系统测量机构分为单磁通型和多磁通型。 应用一般是三磁通型结构。 (2)感应系统的测定机构的动作原理、1个磁通和涡电流的分布、2个作用于铝盘的旋转扭矩，从图中可以看出，作用于铝盘的瞬时扭矩与铁心的磁通产生磁通的电流相同，因此(259 )，1个周期t内的平均扭矩由上式可知，作用于铝盘由式(259 )的两个电流，电流i1、i2间的相位差为：二、感应系电表，电表通称电表，是测量电能的仪表。 (1)单相电度表的结构、单相电度表的结构有四个部分： 1驱动元件2旋转元件、(2)单相电度表的工作原理、3制动元件4累计机构、1旋转扭矩2制动扭矩、1、常用电力测量指示器的性能比较、2、电力测量指示器的选择、(1)仪表的种类的选择、仪表的种类的选择主要是被测量变化规则(2)从提高测定精度的观点出发，仪表精度越高，仪表精度的选择就越好。 但是，精度越高，仪表的成本就越高。 (3)仪器量限制的选择是为了能够利用仪器的精度。 根