第二章_磁电系仪表

1、第二章磁电系仪表第二章磁电系仪表第一节磁电系测量机构第一节磁电系测量机构第五节万用电表第五节万用电表第四节磁电系电压表第四节磁电系电压表第三节磁电系检流计第三节磁电系检流计第二节磁电系电流表第二节磁电系电流表学习目标：学习目标：2理解磁电系电流表、检流计、电压表、万用表理解磁电系电流表、检流计、电压表、万用表的结构、测量线路、工作原理、技术特性和应用范围。的结构、测量线路、工作原理、技术特性和应用范围。1了解磁电系测量机构的结构、工作原理、技术了解磁电系测量机构的结构、工作原理、技术特性和应用范畴。特性和应用范畴。4掌握电流表、电压表扩大量程的方法。掌握电流表、电压表扩大量程的方法。3掌握以上

2、仪表的使用与维护方法。掌握以上仪表的使用与维护方法。第一节磁电系测量机构第一节磁电系测量机构图图 2 - 1磁电系测量机构的结构示意图磁电系测量机构的结构示意图一、结构和工作原理一、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，其结构如图的线圈部分组成，其结构如图 2 - 1 所示。所示。1结构结构第一节磁电系测量机构第一节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，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，如图分为外磁式、内磁式和内外磁式三种，如图 2 - 2 所所示。示。图

3、图 2 - 2磁电系测量机构的磁路结构磁电系测量机构的磁路结构第一节磁电系测量机构第一节磁电系测量机构2工作原理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作用下发生偏转。原理如图的在例句作用下发生偏转。原理如图 2 - 3 所示。所示。图图 2 - 3磁电系测量机构的磁路结构磁电系测量机构的磁路结构产生转动力矩原理图产生转动力矩原理图M = 2NBlI 此时电磁力的方向与此时电磁力的方向与线圈平面垂直，其转动力线圈平面垂直，其转动力矩矩每

4、个每个有效边有效边受电磁力受电磁力F = NBlIM = 2NBlI 第一节磁电系测量机构第一节磁电系测量机构式中，式中，D 游丝的反作用力矩系数。游丝的反作用力矩系数。故有故有反作用力矩反作用力矩 Mf 的大小与游丝形变大小成正比，的大小与游丝形变大小成正比，即与偏转角即与偏转角 乘正比乘正比由于线圈平面的有效面积由于线圈平面的有效面积A = 2l 式中，式中， 转轴中心到有效边的距离。转轴中心到有效边的距离。( (2 - 3) ) DM f( (2 - 3) )NBAIM 第一节磁电系测量机构第一节磁电系测量机构所以所以D = NBAI根据指示仪表灵敏度的定义，磁电系测量机构的根据指示仪表

5、灵敏度的定义，磁电系测量机构的灵敏度灵敏度根据物体平衡条条件根据物体平衡条条件 Mf = M 可得可得( (2 - 4) )DNBAS ( (2 - 3) )IDNBA 过载能力小过载能力小1技术特性技术特性灵敏度高灵敏度高只能测量直流只能测量直流表盘标度尺的刻度均匀表盘标度尺的刻度均匀准确度高准确度高二、技术特性和应用范围二、技术特性和应用范围第一节磁电系测量机构第一节磁电系测量机构2应用范围应用范围磁电系测量机构主要用于直流仪表，在直流标准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。表、便携式和安装式仪表中都得到广泛应用。第二节磁电系电流表第二节磁电系

6、电流表图图 2 - 5电流表的分流电流表的分流一、结构和工作原理一、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磁电系电流表由磁电系测量机构和测量线路分分流器构成。图流器构成。图 2 - 5 是最基本的磁电系电流表电路。是最基本的磁电系电流表电路。1结构结构其中，其中，Re 测量机构内阻；测量机构内阻；Rf 分流电阻分流电阻第二节磁电系电流表第二节磁电系电流表2工作原理工作原理则由式则由式( (2 - 5) )可得可得如果用如果用 n 表示量程扩大的倍数，即表示量程扩大的倍数，即所以所以如图如图 2 - 5 所示，根据欧姆定所示，根据欧姆定律和并联电路的特点，可以得到律和并联电路的特点

7、，可以得到( (2 - 5) )cf11RnR IRRRIfcfc IRRRRRIfcfccc cIIn ( (2 - 5) )1技术特性技术特性结构比较复杂，成本较高结构比较复杂，成本较高应用范围广应用范围广内阻很小内阻很小二、技术特性和应用范围二、技术特性和应用范围2应用范围应用范围磁电系电流表主要用于直流电路中电流的测量。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。利用外附分流器，其量程范围从几微安到几百安。第二节磁电系电流表第二节磁电系电流表1直流电流的测量方法直流电流的测量方法三、使用维护方法三、使用维护方法电流表接入被测电路后，相当于串联了

8、一个电阻，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从而使被测电流比实际小第二节磁电系电流表第二节磁电系电流表如图如图 2 - 8 所示，磁系电流表直接与负载串联。所示，磁系电流表直接与负载串联。图图 2 - 8直流电流的测量方法直流电流的测量方法ARRUI 第二节磁电系电流表第二节磁电系电流表2合理选择电流表合理选择电流表( (4) )合理选择电流表内阻。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根据使用环境，选择适合电流表使用条件的组别。别。( (2) )根据被测电流大小选择相应量程的电流表。根据被测电流大小选择相应量程的电流表。(

9、(1) )根据被测量准确度要求，合理选择电流表的准根据被测量准确度要求，合理选择电流表的准确度。确度。第二节磁电系电流表第二节磁电系电流表5正确读数正确读数测量前，应先检查电流表指针是否对准测量前，应先检查电流表指针是否对准“0” 刻度刻度线。如果没对，应调节调零器，使指针对准线。如果没对，应调节调零器，使指针对准“0” 刻度刻度线。线。3测量前检查测量前检查读数时，应让指针稳定后再进行读数，并尽量使读数时，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。指针和指针在镜中的影像

10、重合，以减小误差。4电流表与被测电路的连接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测量时，应将电流表串联于被测电路的低电位一侧。侧。“+”+”进进“-”-”出。标有出。标有“* *”是公共端。是公共端。第二节磁电系电流表第二节磁电系电流表6维护方法维护方法 由于磁电系电流表的过载能力很小由于磁电系电流表的过载能力很小,使用时一定要使用时一定要注意连接电路的极性和量程的选择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向偏转或正向偏转超过标度若在测量中发现指针反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，待连接正确或重尺上满刻度线，应立即断电停止测量

11、，待连接正确或重新选择更大量程的电流表后再进行测量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导线将正负端钮连接起来，以保护仪表的测量机构。第三节磁电系检流计第三节磁电系检流计图图 2 - 10光标读数装置光标读数装置一、结构和工作原理一、结构和工作原理光点式检流计的结构示意和读数

12、装置如图光点式检流计的结构示意和读数装置如图 2-9 和图和图 2-10 所示所示 。1结构结构磁电系检流计常用来检查电路中有无电流通过成，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。一般有指针式和光点式。图图 2 - 9张丝及悬挂检流计结构示意张丝及悬挂检流计结构示意第三节磁电系检流计第三节磁电系检流计如图如图 2 - 11 所示。所示。光点式检流计分为两种：光点式检流计分为两种：安装式检流计安装式检流计便携式检流计便携式检流计如图如图 2 - 12 所示。所示。图图 2 - 12安装式检流计结构图安装式检流计结构图图图 2 - 11便携式检流计结构示意图便携式检流计结

13、构示意图1正确选择磁电系检流计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二、磁电系检流计的选择和使用维护方法第三节磁电系检流计第三节磁电系检流计第三节磁电系检流计第三节磁电系检流计( (3) )决不允许用万用表或电阻表去测检流计内阻。决不允许用万用表或电阻表去测检流计内阻。( (1) )使用时必须轻放使用时必须轻放( (2) )串联大电阻进行保护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使用维护方法使用维护方法( (3) )选用阻尼时间较短的检流计。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

14、电流选择与测量电路准确度相适应的灵敏度或电流常数。常数。( (2) )选择在合适的阻尼状态下工作。选择在合适的阻尼状态下工作。第四节磁电系电压表第四节磁电系电压表一、结构和工作原理一、结构和工作原理1结构结构磁电系电压表由磁电系测量机构和测量线路磁电系电压表由磁电系测量机构和测量线路附附加电阻组成。图加电阻组成。图 2 - 14 是磁电系电压表的基本电路。是磁电系电压表的基本电路。图图 2 - 14磁电系电压表的基本电路磁电系电压表的基本电路附加电阻用温度系数附加电阻用温度系数很小的锰铜丝烧制而成，很小的锰铜丝烧制而成，通常制成内附式装在表壳通常制成内附式装在表壳内部。内部。第四节磁电系电压表

15、第四节磁电系电压表2工作原理工作原理则则设需将磁电系测量机构的电压量程扩大设需将磁电系测量机构的电压量程扩大 m 倍，即倍，即在图在图 2 - 14 中，根据欧姆定律有中，根据欧姆定律有即得即得ccccc)(RIURRIUj 和和( (2 - 8) )c)1(RmRj ccRRUIj ( (2 - 7) )cccc1RRRRRUUmjj 二、技术特性和应用二、技术特性和应用第四节磁电系电压表第四节磁电系电压表三、直流电压的测量方法和磁电系电压表的使用维三、直流电压的测量方法和磁电系电压表的使用维护方法护方法( (1) )量程范围较广。量程范围较广。( (2) )内阻较高，对被测电路影响小。内阻

16、较高，对被测电路影响小。1直流电压的测量方法直流电压的测量方法工程测量中，常用磁工程测量中，常用磁电系电压表与负载并联，电系电压表与负载并联，如图如图 2-17。图图 2-14直流电压的测量方法直流电压的测量方法第四节磁电系电压表第四节磁电系电压表2使用维护方法使用维护方法( (3) )多量程电压表换挡时应断开电路。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。不使用时，按说明书妥善保管。( (1) )正确选择磁电系电压表。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。测量时应将电压表并联接入被测。第五节万用电表第五节万用电表一、结构一、结构万用电

17、表由万用电表由表头及面板表头及面板，测量线路测量线路，转换开关转换开关三三部分构成，如图部分构成，如图 2-18 所示所示 MF30 型万用表的外形图。型万用表的外形图。图图 2 - 18MF30 型万用表外形图型万用表外形图测量线路测量线路是万用表的是万用表的中心环节，它对万用表的中心环节，它对万用表的测量误差影响较大。测量误差影响较大。第五节万用电表第五节万用电表1直流电流档的测量线路直流电流档的测量线路万用表的直流电流档万用表的直流电流档实质上就是一个多量程的实质上就是一个多量程的直流电流表。直流电流表。一、测量线路一、测量线路第五节万用电表第五节万用电表2直流电压档的测量线路直流电压档

18、的测量线路万用表的直万用表的直流电流档实质上流电流档实质上就是一个多量程就是一个多量程的直流电压表。的直流电压表。图图 2-23MF30 型万用表直流电压挡测量线路型万用表直流电压挡测量线路第五节万用电表第五节万用电表3交流电压档和电流档的测量线路交流电压档和电流档的测量线路( (1) )整流电路整流电路第五节万用电表第五节万用电表( (2) )整流系多量程电压表整流系多量程电压表图图 2 - 26MF30 型万用表交型万用表交流电压挡测量线路流电压挡测量线路第五节万用电表第五节万用电表( (2) )整流系多量程交流电流表整流系多量程交流电流表图图 2 - 27MF30 型万用表交流电流挡测量线路型万用表交流电流挡测量线路第五节万用电表第五节万用电表3欧姆档的测量线路欧姆档的测量线路