磁電系儀器儀表測(cè)量機(jī)構(gòu)與工作原理.doc

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1、磁電系儀器儀表測(cè)量機(jī)構(gòu)與工作原理磁電系儀表是電子儀器儀表的一種，磁電系儀表主要用于直流電流和電壓的測(cè)量，與整流器配合之后，也可用于交流電流和電壓的測(cè)量。其優(yōu)點(diǎn)是：準(zhǔn)確度和靈敏度高、功耗小、刻度均勻等。缺點(diǎn)是：過(guò)載能力差。該儀表主要由磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)和測(cè)量線路組成。1.測(cè)量機(jī)構(gòu)和工作原理磁電系儀表測(cè)量機(jī)構(gòu)主要由固定部分和可動(dòng)部分組成，如圖3-1-1。固定部分由馬蹄形永久磁鐵、極掌和圓柱形鐵心等組成表頭的磁路系統(tǒng)。固定于表殼上的圓柱形鐵心處于兩極掌之間，并與兩極掌形成輻射均勻的環(huán)形磁場(chǎng)?？蓜?dòng)部分由繞在矩形鋁框架上的可動(dòng)線圈、與

2、鋁框相連的兩個(gè)半軸以及固定在半軸上的指針、游絲等組成。整個(gè)可動(dòng)部分經(jīng)兩半軸支承在軸承上，線圈則位于環(huán)形磁場(chǎng)中。當(dāng)電流經(jīng)游絲流入可動(dòng)線圈后，通電線圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)中受到電磁力，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，使可動(dòng)線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩∝。同時(shí)與可動(dòng)線圈固定在一起的游絲因動(dòng)圈的偏轉(zhuǎn)而發(fā)生變形，從而產(chǎn)生反作用力矩，與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即∝。當(dāng)=時(shí)，可動(dòng)部分將不再轉(zhuǎn)動(dòng)而停留在平衡位置，此時(shí)偏轉(zhuǎn)角與輸入電流的關(guān)系為α∝I。如果在儀表盤上直接按電流值刻度，則儀表標(biāo)尺上的刻度是均勻等份的，而且指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向有關(guān)。當(dāng)電流反向時(shí)，可動(dòng)線圈的偏轉(zhuǎn)也

3、隨之反向。如果可動(dòng)線圈通入交流電，在電流方向變化時(shí)轉(zhuǎn)矩的方向也隨之變化。若電流變化的頻率小于可動(dòng)部分的固有振動(dòng)頻率，指針將會(huì)隨電流方向的變化而左右擺動(dòng)；若電流變化的頻率高于可動(dòng)部分的固有振動(dòng)頻率，指針偏轉(zhuǎn)角將與一個(gè)周期內(nèi)轉(zhuǎn)矩的平均值有關(guān)。由于一個(gè)周期內(nèi)的平均驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩為零，所以指針將停留在零位不動(dòng)?？梢姡烹娤祪x表只能直接測(cè)量直流電，而不能測(cè)量交流電。若要測(cè)量交流電，則必須配上整流裝置構(gòu)成整流系儀表。2.電流的測(cè)量磁電系儀表可直接作為電流表使用。但由于被測(cè)電流要流過(guò)截面積極細(xì)、允許流過(guò)很小電流（＜1mA）的游絲和可動(dòng)線圈，

4、所以最大量程只能是微安或毫安級(jí)。為了擴(kuò)大量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上并聯(lián)低值電阻即分流器，如圖3-1-2所示。此時(shí)流過(guò)表頭的電流只是被測(cè)電流的一部分，兩者的關(guān)系是。多量程電流表由幾個(gè)不同阻值的分流器構(gòu)成，并通過(guò)量程轉(zhuǎn)換開關(guān)分別與表頭并聯(lián)。需要擴(kuò)大的量程越大，分流器的電阻越小。圖3-1-2中，儀表的量程分別為＜＜＜。測(cè)量時(shí)，電流表應(yīng)串聯(lián)在被測(cè)電路中，否則將燒壞電流表。接線時(shí)，電流應(yīng)從表的“+”端流入，“-”端流出。使用時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)電流的大小選擇合適的量程，一般應(yīng)取被測(cè)量的1.2～2倍。3.電壓的測(cè)量磁電系表頭串聯(lián)高值電阻即分壓器

5、后可制成直流電壓表，如圖3-1-3所示。由圖可知，由于與被測(cè)電壓成正比，因此表頭指針偏轉(zhuǎn)角可直接指示被測(cè)電壓大小，并按擴(kuò)大量程后的電壓值做出表盤刻度。需要擴(kuò)大的量程越大，分壓器的電阻應(yīng)越大。多量程電壓表由不同阻值的分壓器構(gòu)成，并通過(guò)量程轉(zhuǎn)換開關(guān)分別與表頭串聯(lián)。圖3-1-3中，儀表量程為＜＜＜。電壓表的內(nèi)阻越大，對(duì)被測(cè)電路的影響越小。電壓表各量程內(nèi)阻與相應(yīng)量程的比值稱為內(nèi)阻常數(shù)。它是電壓表的一個(gè)重要參數(shù)，常被標(biāo)注在表盤上。如表盤標(biāo)注內(nèi)阻為500Ω/V，則對(duì)應(yīng)250V量程，其實(shí)際內(nèi)阻為125kΩ。測(cè)量時(shí)，電壓表必須并聯(lián)在被測(cè)

6、電路兩端，且表的“+”端接高電位，“-”端接低電位。