《模块八磁电系仪表》PPT课件.ppt

模块八模块八 磁电系仪表磁电系仪表项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表项目项目3 磁电系检流计磁电系检流计项目项目4 磁电系电压表磁电系电压表项目项目5 磁电系电流表，电压表的使用磁电系电流表，电压表的使用模块八模块八 磁电系仪表磁电系仪表模块概述模块概述磁电系测量机构通常由固定的磁路系统和可动线圈两部分组磁电系测量机构通常由固定的磁路系统和可动线圈两部分组成磁电系测量机构具有准确度高，灵敏度高，受外磁场影响小，磁电系测量机构具有准确度高，灵敏度高，受外磁场影响小，表盘标度尺刻度均匀，便于读数的优点，因此应用十分广泛表盘标度尺刻度均匀，便于读数的优点，因此应用十分广泛但该测量机构过载能力小，只能测量直流但该测量机构过载能力小，只能测量直流下一页返回模块八模块八 磁电系仪表磁电系仪表教学目标教学目标1.了解磁电系测量机构的组成、技术特性、应用范围了解磁电系测量机构的组成、技术特性、应用范围;2.理解磁电系测量机构的工作原理理解磁电系测量机构的工作原理;3.了解磁电系电流表、检流计、电压表的结构、技术特性、应了解磁电系电流表、检流计、电压表的结构、技术特性、应用范围、维护保养等用范围、维护保养等;4.理解磁电系电流表、检流计、电压表的工作原理理解磁电系电流表、检流计、电压表的工作原理;5.掌握各种仪表的使用技能。

掌握各种仪表的使用技能上一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构一、结构一、结构磁电系测量机构的结构磁电系测量机构的结构如图如图8-1(a)所示，通常由固定的磁路系所示，通常由固定的磁路系统和可动线圈两部分组成磁路系统由永久磁铁、固定在磁统和可动线圈两部分组成磁路系统由永久磁铁、固定在磁铁两极的极掌以及处于两个极掌之间的圆柱形铁芯组成圆铁两极的极掌以及处于两个极掌之间的圆柱形铁芯组成圆柱形铁芯固定在仪表支架上，使两个极掌与圆柱形铁芯之间柱形铁芯固定在仪表支架上，使两个极掌与圆柱形铁芯之间的气隙中形成均匀的辐射状磁场的气隙中形成均匀的辐射状磁场可动部分由绕在铝制框架上的可动线圈、指针、平衡锤和游可动部分由绕在铝制框架上的可动线圈、指针、平衡锤和游丝组成当可动部分发生转动时，游丝变形产生与转动方向丝组成当可动部分发生转动时，游丝变形产生与转动方向相反的反作用力矩另外，游丝还具有把电流导入可动线圈相反的反作用力矩另外，游丝还具有把电流导入可动线圈的作用，的作用，如图如图8-1(b)所示下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构磁电系测量机构根据其磁路系统的结构不同，可分为外磁式、磁电系测量机构根据其磁路系统的结构不同，可分为外磁式、内磁式和内外磁式三种，内磁式和内外磁式三种，如图如图8-2所示。

所示外磁式结构的永久磁铁在可动线圈的外部内磁式结构的永外磁式结构的永久磁铁在可动线圈的外部内磁式结构的永久磁铁在可动线圈的内部，为了使磁场均匀和减小漏磁，在久磁铁在可动线圈的内部，为了使磁场均匀和减小漏磁，在内磁式的永久磁铁外面加装了一个闭合的导磁环内磁式结内磁式的永久磁铁外面加装了一个闭合的导磁环内磁式结构紧凑，受外磁场影响较小内外磁式结构是可动线圈的内构紧凑，受外磁场影响较小内外磁式结构是可动线圈的内部和外部都有永久磁铁，因此气隙磁场更强，仪表的灵敏度部和外部都有永久磁铁，因此气隙磁场更强，仪表的灵敏度更高，结构更紧凑，受外磁场的影响更小更高，结构更紧凑，受外磁场的影响更小上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构二、工作原理二、工作原理磁电系测量机构是利用通电线圈在磁场中受到电磁力的作磁电系测量机构是利用通电线圈在磁场中受到电磁力的作用而产生转动的原理制成的用而产生转动的原理制成的1.转动力矩转动力矩如图如图8-3所示，当可动线圈通电时，线圈中的电流和永久所示，当可动线圈通电时，线圈中的电流和永久磁铁的磁场相互作用，产生电磁力，从而形成转动力矩磁铁的磁场相互作用，产生电磁力，从而形成转动力矩(M)，使可动部分转动起来。

使可动部分转动起来根据图中所设电流和磁场方向，假设线圈中通过的电流为根据图中所设电流和磁场方向，假设线圈中通过的电流为I,磁感应强度为磁感应强度为B、可动线圈的匝数为、可动线圈的匝数为N、可动线圈的有、可动线圈的有效边长效边长l、转轴中心到有效边的距离为、转轴中心到有效边的距离为r运用左手定则可运用左手定则可以判断可动线圈两个有效边所受电磁力的大小为以判断可动线圈两个有效边所受电磁力的大小为: （8-1）上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构其方向与线圈平面垂直且两个力的方向相反，使得线圈沿顺时其方向与线圈平面垂直且两个力的方向相反，使得线圈沿顺时针方向转动针方向转动转动力矩大小为：转动力矩大小为：由于线圈的面积为由于线圈的面积为:则转动力矩为则转动力矩为: （8-2）由于气隙中的磁场是均匀辐射状的，所以磁感应强度由于气隙中的磁场是均匀辐射状的，所以磁感应强度B恒定不恒定不变变;对于已绕制好的线圈，其匝数对于已绕制好的线圈，其匝数N和有效面积和有效面积A也是不变的也是不变的因此，转动力矩因此，转动力矩M的大小与被测电流的大小与被测电流I成正比，其方向决定于成正比，其方向决定于电流流进线圈的方向。

电流流进线圈的方向上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构2.反作用力矩反作用力矩线圈的转动引起游丝变形，从而产生一个与转动力矩方向相线圈的转动引起游丝变形，从而产生一个与转动力矩方向相反的力矩，称为反作用力矩反的力矩，称为反作用力矩(Mf)，其大小与游丝的变形程度，其大小与游丝的变形程度成正比，即与线圈的偏转角度成正比，即与线圈的偏转角度成正比 (8-3)式中式中D为游丝的反作用力矩系数，其大小由游丝的材料性质、为游丝的反作用力矩系数，其大小由游丝的材料性质、形状和尺寸决定形状和尺寸决定随着偏转角随着偏转角的增大，反作用力矩也将增大，而转动力矩在的增大，反作用力矩也将增大，而转动力矩在被测电流不变时是恒定的当反作用力矩增大到一定程度时被测电流不变时是恒定的当反作用力矩增大到一定程度时将与转动力矩相等，可动部分达到平衡，此时可动部分将停将与转动力矩相等，可动部分达到平衡，此时可动部分将停止在某一平衡位置，指针也就停止在某一偏转角上根据力止在某一平衡位置，指针也就停止在某一偏转角上根据力矩平衡条件矩平衡条件Mf=M可得可得上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构所以所以 （8-4）由上式可知，指针偏转角由上式可知，指针偏转角与被测电流与被测电流I成正比。

因此在仪表成正比因此在仪表中就可以用偏转角来衡量被测电流的大小并通过指针在标中就可以用偏转角来衡量被测电流的大小并通过指针在标度尺上直接指示出电流的数值度尺上直接指示出电流的数值根据指示仪表灵敏度的定义可得根据指示仪表灵敏度的定义可得 （8-5）上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构3.阻尼力矩阻尼力矩当可动线圈转动时，绕制线圈的闭合铝框切割气隙磁场中的当可动线圈转动时，绕制线圈的闭合铝框切割气隙磁场中的磁力线而产生感应电流，这个感应电流与气隙中的磁场相互磁力线而产生感应电流，这个感应电流与气隙中的磁场相互作用，产生一个与可动部分转动方向相反的电磁力矩，这个作用，产生一个与可动部分转动方向相反的电磁力矩，这个力矩称为阻尼力矩，力矩称为阻尼力矩，如图如图8-4所示当可动线圈静止时，铝框所示当可动线圈静止时，铝框不切割磁力线，就不会产生感应电流，也就不会产生阻尼力不切割磁力线，就不会产生感应电流，也就不会产生阻尼力矩由此可见，阻尼力矩是在可动部分转动时产生，而一旦可动由此可见，阻尼力矩是在可动部分转动时产生，而一旦可动部分静止下来以后，阻尼力矩就消失所以阻尼力矩不影响部分静止下来以后，阻尼力矩就消失。

所以阻尼力矩不影响可动部分的力矩平衡条件，对测量结果没有影响可动部分的力矩平衡条件，对测量结果没有影响上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构一方面阻尼力矩对可动部分在平衡位置附近的摆动起到抑制一方面阻尼力矩对可动部分在平衡位置附近的摆动起到抑制作用，使可动部分尽快在平衡位置静止下来作用，使可动部分尽快在平衡位置静止下来;另一方面阻尼力另一方面阻尼力矩对仪表可动部分起到保护作用，可以防止各种原因引起的矩对仪表可动部分起到保护作用，可以防止各种原因引起的可动部分的快速摆动，以免损坏轴承及指针等例如，灵敏可动部分的快速摆动，以免损坏轴承及指针等例如，灵敏度较高的仪表在不使用时，通常把两个接线端钮用导线连接度较高的仪表在不使用时，通常把两个接线端钮用导线连接起来起来(从外部把可动线圈短路从外部把可动线圈短路)，使可动线圈也构成感应电流，使可动线圈也构成感应电流的闭合回路，加强阻尼作用，以避免在搬动过程中使可动部的闭合回路，加强阻尼作用，以避免在搬动过程中使可动部分快速摆动，达到保护仪表的作用分快速摆动，达到保护仪表的作用上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构三、技术特性三、技术特性1.准确度高准确度高可达级。

可达级2.灵敏度高灵敏度高由于测量机构内部磁场很强，所以线圈中通过很小的电流，由于测量机构内部磁场很强，所以线圈中通过很小的电流，就可以产生足够大的转动力矩就可以产生足够大的转动力矩3.受外磁场影响小受外磁场影响小4.标度尺刻度均匀标度尺刻度均匀.便于读数便于读数上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构5.过载能力弱过载能力弱一方面由于被测电流是通过游丝导入可动线圈，游丝很细，一方面由于被测电流是通过游丝导入可动线圈，游丝很细，若电流过载会使得游丝弹性发生变化产生较大误差，甚至因若电流过载会使得游丝弹性发生变化产生较大误差，甚至因过热而烧毁游丝另一方面线圈的线径很小，若电流过载也过热而烧毁游丝另一方面线圈的线径很小，若电流过载也会使线圈发热而烧毁会使线圈发热而烧毁6.只能测量直流只能测量直流因为永久磁铁产生的磁场方向恒定不变，所以只有通入直流因为永久磁铁产生的磁场方向恒定不变，所以只有通入直流电流时才能产生恒定的偏转如果直接通入交流电流时，由电流时才能产生恒定的偏转如果直接通入交流电流时，由于交流电流的方向是交变的，所产生的转动力矩方向也是交于交流电流的方向是交变的，所产生的转动力矩方向也是交变的，可动部分由于惯性作用而来不及转动，导致指针只能变的，可动部分由于惯性作用而来不及转动，导致指针只能在零位左右摆动，无法正确读数在零位左右摆动，无法正确读数。

上一页 下一页返回小锦囊小锦囊 磁电系测量机构的应用范围磁电系测量机构的应用范围磁电系测量机构主要用于构成直流仪表，如直流标准表、便磁电系测量机构主要用于构成直流仪表，如直流标准表、便携式仪表和安装式仪表携式仪表和安装式仪表磁电系测量机构的过渡电量是直流电流，只要把被测电量通磁电系测量机构的过渡电量是直流电流，只要把被测电量通过测量线路按一定关系变换为直流电流，就可以用它来构成过测量线路按一定关系变换为直流电流，就可以用它来构成不同功能、不同量程的仪表如模拟式万用表的交流电压档，不同功能、不同量程的仪表如模拟式万用表的交流电压档，就是利用二极管整流电路，把交流电压变换为直流电流实现就是利用二极管整流电路，把交流电压变换为直流电流实现对交流电压进行测量的对交流电压进行测量的另外，磁电系测量机构配上转换器，还可以用于其他非电量另外，磁电系测量机构配上转换器，还可以用于其他非电量的测量如配上温差电偶，可以测量温度配上应变电阻片，的测量如配上温差电偶，可以测量温度配上应变电阻片，可以测量压力等可以测量压力等磁电系测量机构的应用十分广泛，它在电工仪表中占有十分磁电系测量机构的应用十分广泛，它在电工仪表中占有十分重要的地位。

重要的地位上一页 返回项目项目2 。