電工儀表及測量3課件

第三章電磁系儀表電磁系儀表是測量交流電壓與交流電流的最常用一種儀表。它具有結構簡單，過載能力強、造價低廉以及交直流兩用等一系列優(yōu)點。在實驗室和工程儀表中應用十分廣泛；電磁系儀表的結構有吸引型、推斥型和吸引—推斥型三種。結構如下圖，固定線圈１和偏心裝在轉軸的可動鐵芯２、轉軸上還裝有指針３、阻尼翼片４、游絲５；當線圈通有電流時，產生磁場，偏心鐵片被磁化，而與固定線圈互相吸引，產生偏心力矩，而帶動指針偏轉。在線圈通有交流電流的情況下，由于兩鐵片的極性同時改變，所以仍然產生推斥力。結構原理阻尼原理排斥型儀表結構排斥型儀表當線圈通有電流時，產生磁場，兩鐵片均被磁化，同一端的極性是相同的，因而互相推斥，可動鐵片因受斥力而帶動指針偏轉。在線圈通有交流電流的情況下，由于兩鐵片的極性同時改變，所以仍然產生推斥力。原理電磁系儀表的轉動力矩是靠通以被測電流的線圈與鐵芯的吸引力產生的，從電工理論可知，線圈的磁場能量為上式表示，在直流的情況下，電磁系測量機構可動部分的偏轉角α，與電流的平方成比例，由于線圈的自感Ｌ會隨著可動鐵心偏轉而發(fā)生變化，則可動部分偏轉角α還與成比例。圖表示吸引型電磁系儀表可動鐵心磁化受力的原理。I—被側電流值，L—線圈自感系數(shù)偏轉角與電流的關系反力矩：當平衡時有：刻度特性：電磁系儀表的刻度是不均勻的。如果K為常數(shù)，刻度具有平方律特性，如果不是常數(shù)，刻度與dL/dα的變化有關，如果適當選擇鐵心形狀，調節(jié)鐵心與線圈的相對位置，使剛好能補償平方律的前密后疏缺點，使刻度比較均勻。電磁系儀表的技術性能使用范圍：交直流兩用，電磁系儀表即可用于測量直流，也可以用于測量交流。因為線圈電流方向改變時，線圈磁極性和鐵心磁極性同時改變，而保持受力方向不變。這是電磁系儀表特點之一。儀表結構簡單；儀表中鐵磁物質存在著磁滯誤差；靈敏度較低，受外磁場影響大、功耗大；感抗大、不易用于高頻測量；電磁系防干擾性能防干擾性能電磁系儀表由于線圈磁場的工作氣隙大，磁場相對比較弱，外磁場的影響比較明顯，成了附加誤差的主要來源，為了防止外磁場的干擾，通常采取以下一些措施。（１）磁屏蔽：將測量機構裝在導磁良好的屏蔽罩內，外磁場的磁力線將沿磁屏蔽罩通過，而不進入測量機構，有時為了進一步削弱外磁場的影響，還采用雙層屏蔽，如圖防干擾措施電磁系電流表和電壓表電磁系測量機構本身就是電流表，只要將被測電流接入固定線圈中即可。由于固定線圈的線徑較粗，可以流入大電流，因而不需要分流器。電磁系儀表的磁場靠線圈產生，為了得到一定的磁場強度，匝數(shù)應足夠多。線徑不能用得很粗，否則重量太大。由于線徑細而匝數(shù)多，內阻因而較大，消耗功率較多，測量時將帶來一定的誤差。電磁系多量程電流表當構成多量程電流表時，不宜采用分流器。因為線圈內阻較大，對一定的電流分配關系，分流器電阻也大，它的尺寸和功耗也要增大，這樣做不合理。為構成多量限電流表，通常是將固定線圈分段繞制，采用線圈串并聯(lián)結合的方法改變量程。如圖為雙量限電流表；電磁系多量程電流表如將線圈分成四段繞制，通過四段的串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)可構成三個量限的電流表。設該線圈的線徑允許流過的電流為Ｉ，則通過串并聯(lián)可得到Ｉ、２Ｉ和４Ｉ的量限；此外，如配接內附電流互感器將各種被測電流變換成固定線圈允許流過的電流，則構成多量程電磁系交流電流表。直接測量的電流表，其最高量限一般只做到２００Ａ。例如我國生產的１Ｔ１－Ａ型，１９Ｔ１－Ａ型電磁系安裝式電流表；在發(fā)電廠和變電所中，常將一次回路的大電流變?yōu)槎位芈返臉藴手?，因此電流表必須與電流互感器配合使用。電磁系多量程電壓表電磁系測