第二章磁電系儀表

第二章磁電系儀表第一節(jié)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)第五節(jié)萬用電表第四節(jié)磁電系電壓表第三節(jié)磁電系檢流計(jì)第二節(jié)磁電系電流表學(xué)習(xí)目標(biāo)：

2．理解磁電系電流表、檢流計(jì)、電壓表、萬用表的結(jié)構(gòu)、測(cè)量線路、工作原理、技術(shù)特性和應(yīng)用范圍。

1．了解磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、工作原理、技術(shù)特性和應(yīng)用范疇。

4．掌握電流表、電壓表擴(kuò)大量程的方法。

3．掌握以上儀表的使用與維護(hù)方法。第一節(jié)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)圖2-1磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖一、結(jié)構(gòu)和工作原理通常的磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)由固定的此路系統(tǒng)和可動(dòng)的線圈部分組成，其結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。1．結(jié)構(gòu)第一節(jié)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)

磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)根據(jù)其磁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式不同，分為外磁式、內(nèi)磁式和內(nèi)外磁式三種，如圖2-2

所示。圖2-2磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的磁路結(jié)構(gòu)第一節(jié)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)2．工作原理

磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的基本原理是利用可動(dòng)線圈中的電流與氣隙中磁場(chǎng)中的相互作用產(chǎn)生電磁力，使可動(dòng)線圈的在例句作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)。原理如圖2-3

所示。圖2-3磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的磁路結(jié)構(gòu)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩原理圖M=2NBlI

此時(shí)電磁力的方向與線圈平面垂直，其轉(zhuǎn)動(dòng)力矩每個(gè)有效邊受電磁力F=NBlIM=2NBlI

第一節(jié)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)式中，D

游絲的反作用力矩系數(shù)。故有反作用力矩Mf

的大小與游絲形變大小成正比，即與偏轉(zhuǎn)角

乘正比由于線圈平面的有效面積A=2l

式中，

轉(zhuǎn)軸中心到有效邊的距離。(2-3)(2-3)第一節(jié)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)所以D

=NBAI

根據(jù)指示儀表靈敏度的定義，磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的靈敏度根據(jù)物體平衡條條件Mf=M

可得(2-4)(2-3)過載能力小1．技術(shù)特性靈敏度高只能測(cè)量直流表盤標(biāo)度尺的刻度均勻準(zhǔn)確度高二、技術(shù)特性和應(yīng)用范圍第一節(jié)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)2．應(yīng)用范圍

磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)主要用于直流儀表，在直流標(biāo)準(zhǔn)表、便攜式和安裝式儀表中都得到廣泛應(yīng)用。第二節(jié)磁電系電流表圖2-5電流表的分流一、結(jié)構(gòu)和工作原理磁電系電流表由磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)和測(cè)量線路

分流器構(gòu)成。圖2-5是最基本的磁電系電流表電路。1．結(jié)構(gòu)其中，Re

─測(cè)量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻；Rf

─分流電阻第二節(jié)磁電系電流表2．工作原理則由式(2-5)可得如果用n

表示量程擴(kuò)大的倍數(shù)，即所以

如圖2-5

所示，根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點(diǎn)，可以得到(2-5)(2-5)1．技術(shù)特性結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，成本較高應(yīng)用范圍廣內(nèi)阻很小二、技術(shù)特性和應(yīng)用范圍2．應(yīng)用范圍

磁電系電流表主要用于直流電路中電流的測(cè)量。利用外附分流器，其量程范圍從幾微安到幾百安。第二節(jié)磁電系電流表1．直流電流的測(cè)量方法三、使用維護(hù)方法

電流表接入被測(cè)電路后，相當(dāng)于串聯(lián)了一個(gè)電阻，從而使被測(cè)電流比實(shí)際小第二節(jié)磁電系電流表

如圖2-8

所示，磁系電流表直接與負(fù)載串聯(lián)。圖2-8直流電流的測(cè)量方法第二節(jié)磁電系電流表2．合理選擇電流表

(4)合理選擇電流表內(nèi)阻。

(3)根據(jù)使用環(huán)境，選擇適合電流表使用條件的組別。

(2)根據(jù)被測(cè)電流大小選擇相應(yīng)量程的電流表。

(1)根據(jù)被測(cè)量準(zhǔn)確度要求，合理選擇電流表的準(zhǔn)確度。第二節(jié)磁電系電流表5．正確讀數(shù)

測(cè)量前，應(yīng)先檢查電流表指針是否對(duì)準(zhǔn)“0”

刻度線。如果沒對(duì)，應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)零器，使指針對(duì)準(zhǔn)“0”

刻度線。3．測(cè)量前檢查讀數(shù)時(shí)，應(yīng)讓指針穩(wěn)定后再進(jìn)行讀數(shù)，并盡量使視線與刻度盤保持垂直。如果刻度盤有反射鏡，應(yīng)使指針和指針在鏡中的影像重合，以減小誤差。4．電流表與被測(cè)電路的連接

測(cè)量時(shí)，應(yīng)將電流表串聯(lián)于被測(cè)電路的低電位一側(cè)。“+”進(jìn)“-”出。標(biāo)有“*”是公共端。第二節(jié)磁電系電流表6．維護(hù)方法

由于磁電系電流表的過載能力很小,使用時(shí)一定要注意連接電路的極性和量程的選擇

。

若在測(cè)量中發(fā)現(xiàn)指針反向偏轉(zhuǎn)或正向偏轉(zhuǎn)超過標(biāo)度尺上滿刻度線，應(yīng)立即斷電停止測(cè)量，待連接正確或重新選擇更大量程的電流表后再進(jìn)行測(cè)量

。

另外，當(dāng)測(cè)量工作完畢后，應(yīng)先斷電源，再?gòu)臏y(cè)量電路中取下電流表，將其放置在干燥、通風(fēng)和陰涼的環(huán)境中。對(duì)靈敏度、準(zhǔn)確度很高的微安表和毫安表，應(yīng)用導(dǎo)線將正負(fù)端鈕連接起來，以保護(hù)儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)。第三節(jié)磁電系檢流計(jì)圖2-10光標(biāo)讀數(shù)裝置一、結(jié)構(gòu)和工作原理光點(diǎn)式檢流計(jì)的結(jié)構(gòu)示意和讀數(shù)裝置如圖2-9和圖2-10所示。1．結(jié)構(gòu)磁電系檢流計(jì)常用來檢查電路中有無電流通過成，一般有指針式和光點(diǎn)式。圖2-9張絲及懸掛檢流計(jì)結(jié)構(gòu)示意第三節(jié)磁電系檢流計(jì)如圖2-11所示。

光點(diǎn)式檢流計(jì)分為兩種：安裝式檢流計(jì)便攜式檢流計(jì)如圖2-12所示。圖2-12安裝式檢流計(jì)結(jié)構(gòu)圖圖2-11便攜式檢流計(jì)結(jié)構(gòu)示意圖1．正確選擇磁電系檢流計(jì)二、磁電系檢流計(jì)的選擇和使用維護(hù)方法第三節(jié)磁電系檢流計(jì)第三節(jié)磁電系檢流計(jì)

(3)決不允許用萬用表或電阻表去測(cè)檢流計(jì)內(nèi)阻。

(1)使用時(shí)必須輕放

(2)串聯(lián)大電阻進(jìn)行保護(hù)

選擇磁電系檢流計(jì)時(shí)應(yīng)主要根據(jù)以下幾點(diǎn):2．使用維護(hù)方法

(3)選用阻尼時(shí)間較短的檢流計(jì)。

(1)選擇與測(cè)量電路準(zhǔn)確度相適應(yīng)的靈敏度或電流常數(shù)。

(2)選擇在合適的阻尼狀態(tài)下工作。第四節(jié)磁電系電壓表一、結(jié)構(gòu)和工作原理1．結(jié)構(gòu)磁電系電壓表由磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)和測(cè)量線路附加電阻組成。圖2-14是磁電系電壓表的基本電路。圖2-14磁電系電壓表的基本電路

附加電阻用溫度系數(shù)很小的錳銅絲燒制而成，通常制成內(nèi)附式裝在表殼內(nèi)部。第四節(jié)磁電系電壓表2．工作原理則

設(shè)需將磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的電壓量程擴(kuò)大m

倍，即

在圖2-14

中，根據(jù)歐姆定律有即得(2-8)(2-7)二、技術(shù)特性和應(yīng)用第四節(jié)磁電系電壓表三、直流電壓的測(cè)量方法和磁電系電壓表的使用維護(hù)方法

(1)量程范圍較廣。

(2)內(nèi)阻較高，對(duì)被測(cè)電路影響小。1．直流電壓的測(cè)量方法

工程測(cè)量中，常用磁電系電壓表與負(fù)載并聯(lián)，如圖2-17。圖2-14直流電壓的測(cè)量方法第四節(jié)磁電系電壓表2．使用維護(hù)方法

(3)多量程電壓表?yè)Q擋時(shí)應(yīng)斷開電路。

(4)不使用時(shí)，按說明書妥善保管。

(1)正確選擇磁電系電壓表。

(2)測(cè)量時(shí)應(yīng)將電壓表并聯(lián)接入被測(cè)。第五節(jié)萬用電表一、結(jié)構(gòu)萬用電表由表頭及面板，測(cè)量線路，轉(zhuǎn)換開關(guān)三部分構(gòu)成，如圖2-18所示MF30型萬用表的外形圖。圖2-18

MF30型萬用表外形圖

測(cè)量線路是萬用表的中心環(huán)節(jié)，它對(duì)萬用表的測(cè)量誤差影響較大。第五節(jié)萬用電表1．直流電流檔的測(cè)量線路

萬用表的直流電流檔實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多量程的直流電流表。一、測(cè)量線路第五節(jié)萬用電表2．直流電壓檔的測(cè)量線路

萬用表的直流電流檔實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多量程的直流電壓表。圖2-23

MF30型萬用表直流電壓擋測(cè)量線路第五節(jié)萬用電表3．交流電壓檔和電流檔的測(cè)量線路

(1)整流電路第五節(jié)萬用電表

(2)整流系多量程電壓表圖2-26

MF30型萬用表交流電壓擋測(cè)量線路第五節(jié)萬用電表

(2)整流系多量程交流電流表圖2-27

MF30型萬用表交流電流擋測(cè)量線路第五節(jié)萬用電表3．歐姆檔的測(cè)量線路

注意：隨著電阻測(cè)量倍率的擴(kuò)大，電阻表的總內(nèi)阻頁(yè)按十倍率增大，測(cè)量時(shí)電路的工作電流相應(yīng)減小，限制了電阻測(cè)量倍率的擴(kuò)大。

(2)提高電池電壓。解決辦法：

(1)提高電路靈敏度。1．萬用表的主要技術(shù)特性三、主要技術(shù)特性和維護(hù)方法第五節(jié)萬用電表存在波形誤差防御外磁場(chǎng)能力強(qiáng)工作頻率范圍較寬靈敏度高

以上所述只是萬用表主要的技術(shù)特性，每一種萬用