磁电系仪器仪表测量机构与工作原理

1、1/4 下载文档可编辑 磁电系仪器仪表测量机构与工作原理 磁电系仪表是电子仪器仪表的一种, 磁电系仪表主要用于直流电 流和电压的测量，与整流器配合之后，也可用于交流电流和电压的测 量。其优点是：准确度和灵敏度高、功耗小、刻度均匀等。缺点是： 过载能力差。该仪表主要由磁电系测量机构和测量线路组成。 1.1. 测量机构和工作原理 磁电系仪表测量机构主要由固定部分和可动部分组成，如图 3 3- -1 1- -1 1。固定部分由马蹄形永久磁铁、极掌 和圆柱形铁心等组成表头的磁路系统。固 定于表壳上的圆柱形铁心处于两极掌之 间，并与两极掌形成辐射均匀的环形磁场。 可动部分由绕在矩形铝框架上的可动线 圈、

2、与铝框相连的两个半轴以及固定在半 轴上的指针、游丝等组成。整个可动部分 经两半轴支承在轴承上，线圈则位于环形磁场中 当电流I经游丝流入可动线圈后，通电线圈在永久磁铁的磁场中 受到电磁力，产生电磁转矩 M，使可动线圈发生偏转，转矩 M oc |。 同时与可动线圈固定在一起的游丝因动圈的偏转而发生变形， 从而产 生反作用力矩MF , M F与指针的偏转角成正比，即MF o 。 当M = =M F时，可动部分将不再转动而停留在平衡位置， 此时偏转马蹄形永久磁铁 f*1 2/4 下载文档可编辑 角与输入电流的关系为 a* I I 如果在仪表盘上直接按电流值刻度，则仪表标尺上的刻度是均匀 等份的，而且指

3、针偏转方向与电流方向有关。当电流反向时，可动线 圈的偏转也随之反向。 如果可动线圈通入交流电，在电流方向变化时转矩M的方向也随 之变化。若电流变化的频率小于可动部分的固有振动频率， 指针将会 随电流方向的变化而左右摆动；若电流变化的频率高于可动部分的固 有振动频率，指针偏转角将与一个周期内转矩的平均值有关。由于一 个周期内的平均驱动转矩为零，所以指针将停留在零位不动。可见， 磁电系仪表只能直接测量直流电， 而不能测量交流电。若要测量交流 电，则必须配上整流装置构成整流系仪表。 2.2. 电流的测量 磁电系仪表可直接作为电流表使用。但由于被测电流要流过截面 积极细、允许流过很小电流（v 1mA1

4、mA 的游 丝和可动线圈，所以最大量程只能是微安 或毫安级。为了扩大量程，可在测量机构 上并联低值电阻即分流器，如图 3 3- -1 1- -2 2 所 示。此时流过表头的电流Io只是被测电流 lx的一部分，两者的关系是 图 3-1-2 多量程电流表接线图 lx 多量程电流表由几个不 3/4 下载文档可编辑 同阻值的分流器构成，并通过量程转换开关分别与表头并联。 需要扩I 图 3-1-4 电磁系仪表测量机构 大的量程越大，分流器的电阻越小。图 3 3- -1 1- -2 2 中，仪表的量程分别为 Il V 丨2 V 丨3 V 丨4。 测量时，电流表应串联在被测电路中，否则将烧坏电流表。接线 时

5、，电流应从表的“ + +”端流入，“- -”端流出。 使用时，应根据被测电流的大小选择合适的量 程，一般应取被测量的 1.2 1.2 2 2 倍。 3.3. 电压的测量 磁电系表头串联高值电阻即分压器后可制 成直流电压表，如图 3 3- -1 1- -3 3 所示。由图可知I。 U4。 电压表的内阻越大，对被测电路的影响越小。电压表各量程内阻 实际内阻为 125k125kQ，由于Io与被 Ro RVI 测电压U x成正比，因此表头指针偏转角可直接指示被测电压大小， 并按扩大量程后的电压值做出表盘刻度。 需要扩大的量程越大，分压 器的电阻应越大。多量程电压表由不同阻值的分压器构成， 并通过量 程转换开关分别与表头串联。图 3 3- -1 1- -3 3 中，仪表量程为U V U V U V 与相应量程的比值称为内阻常数。 它是电压表的一个重要参数，常被 标注在表盘上。如表盘标注内阻为 500500Q /V/V，则对应 250V250V 量程，其 测量时，电压表必须并联在被 测电路两端，且表的 + +”端接高 转轴 - 1 I - 4 丄 Ux- 丄- 图 3-1-3 多量程电压表接线图 游丝 指针固定线圈