磁電式電磁式電動(dòng)式儀表的定義原理

1、磁電式、電磁式、電動(dòng)式儀表的定義、原理1 什么是磁電式儀表?磁電式儀表廣泛地應(yīng)用于直流電壓和電流的測量，如與各種變換器配合，在交流及高頻測量中也得到較廣泛的應(yīng)用，因此在電氣測量指示儀表中占有極為重要的地位。2 磁電式儀表是由哪幾部分構(gòu)成的?磁電式儀表是由固定的磁路系統(tǒng)和可動(dòng)部分組成的。儀表的磁路系統(tǒng)是在永久磁鐵1的兩極，固定著極掌2。兩極掌之間是圓柱形鐵心3。圓柱形鐵心固定在儀表的支架上，用來減小磁阻，并在極掌和鐵心之間的氣隙中形成沿圓柱形表面均勻輻射的磁場，其磁感應(yīng)強(qiáng)度處處相等，方向與圓柱形表面垂直。處在這個(gè)磁場中的可動(dòng)線圈4是用很細(xì)的漆包線繞制在鋁框架上的?？蚣艿膬啥朔謩e固定著半軸，半軸上

2、的另一端通過軸尖支承于軸承中。指針6安裝在前半軸上。當(dāng)可動(dòng)線圈4通入電流時(shí)，在磁場的作用下便產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使指針隨著線圈一起轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈中通過的電流越大，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩也越大，因此指針轉(zhuǎn)動(dòng)的角度也大。反作用力矩可以由游絲、張絲或懸絲產(chǎn)生。當(dāng)采用游絲時(shí)，還同時(shí)用它來導(dǎo)人和導(dǎo)出電流，如圖4-1(b)所示。因此裝設(shè)了兩個(gè)游絲，它們的螺旋方向相反。儀表的阻尼力矩則由鋁框產(chǎn)生。高靈敏度儀表為減輕可動(dòng)部分的重量，通常采用無框架動(dòng)圈，并在動(dòng)線圈中加短路線圈，以產(chǎn)生阻尼作用。磁電式儀表按磁路形式又分為內(nèi)磁式、外磁式和內(nèi)外磁式三種，如圖4-2所示。內(nèi)磁式的結(jié)構(gòu)是永久磁鐵在可動(dòng)線圈的內(nèi)部。外磁式的結(jié)構(gòu)是永久磁鐵在可

3、動(dòng)線圈的外部。內(nèi)外磁式的結(jié)構(gòu)是在可動(dòng)線圈的內(nèi)外都有永久磁鐵，磁場較強(qiáng)，可使儀表的結(jié)構(gòu)尺寸更為緊湊。3 磁電式儀表是如何工作的?磁電式儀表是根據(jù)載流導(dǎo)體在磁場中受力的原理，即電動(dòng)機(jī)原理而制成的。磁電式儀表測量機(jī)構(gòu)產(chǎn)生力矩的原理如圖4-3所示。 4.什么是電磁式儀表?電磁式儀表是測量交流電流與電壓最常見的一種儀表。它具有結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強(qiáng)、造價(jià)低廉以及可交直流兩用等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此電磁式儀表在電力工程，尤其是固定安裝的測量中得到了廣泛的應(yīng)用。5.電磁式儀表與磁電式儀表有何不同?電磁式儀表與磁電式儀表是兩種不同類型的儀表。它們有很多不同之處，突出的表現(xiàn)在性能、結(jié)構(gòu)和表盤上。從表盤上就可區(qū)分開這兩種

4、儀表。除它們的圖形符號(hào)不同外，磁電式電流表和電壓表的刻度基本上是均勻的，而電磁式儀表的刻度則由密變疏。從性能上看，磁電式儀表反映的是通過它的電流的平均值，因此它的直接被測量只能是直流電流或電壓；而電磁式儀表反映的是通過它的電流的有效值，因此，不加任何轉(zhuǎn)換，電磁式儀表就可用于直流、交流，以至非正弦電流、電壓的測量。但其測量靈敏度和精度都不及磁電式儀表高，而功耗卻大于磁電式儀表。結(jié)構(gòu)和工作原理的不同是兩種儀表的根本區(qū)別。雖然它們都分為固定和可動(dòng)兩大部分，但其具體組成內(nèi)容不同。磁電式儀表的固定部分是永久磁鐵，用來產(chǎn)生均勻、恒定的磁場；可動(dòng)部分的核心是一線圈，被測電流流經(jīng)線圈時(shí)，利用通電導(dǎo)線在磁場中受

5、力的原理(即電動(dòng)機(jī)原理)，實(shí)現(xiàn)可動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)。電磁式儀表的固定部分是被測電流流經(jīng)的線圈，有電流通過即可形成較強(qiáng)的磁場；可動(dòng)部分的核心是一片可被及時(shí)磁化的軟磁性材料(如鐵片，坡莫合金等)，利用被磁化酌動(dòng)鐵片與通電線圈(或被磁化的靜鐵片)磁極之間的作用力，實(shí)現(xiàn)可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)。由于電磁式儀表構(gòu)造簡單、成本低廉，在電工測量中獲得了廣泛的應(yīng)用，尤其是開關(guān)板式交流電流、電壓表，基本上都采用這種儀表。電磁式儀表根據(jù)測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式不同，分有扁線圈吸引型和圓線圈排斥型兩種。6. 什么是吸引型電磁式儀表?電磁式儀表的測量機(jī)構(gòu)主要有吸引式和排斥式兩種類型，扁線圈吸引型電磁式儀表的結(jié)構(gòu)如圖5-1(a)所示。吸引型

6、電磁式儀表是由固定線圈l和偏心裝在轉(zhuǎn)軸上的可動(dòng)鐵片2構(gòu)成的一個(gè)電磁系統(tǒng)。轉(zhuǎn)軸上還裝有指針3、阻尼片4及游絲5。游絲的作用和在磁電式測量機(jī)構(gòu)中不同，它只產(chǎn)生反作用力矩。7.什么是電動(dòng)式儀表?電磁式儀表的測量準(zhǔn)確度一般不高，其主要原因是由于電磁式儀表鐵磁材料的磁滯和渦流效應(yīng)等造成的。用于交流精密測量大多采用電動(dòng)式儀表，基本上消除了磁滯和渦流的影響。磁電式儀表的磁場是由永久磁鐵建立的，當(dāng)利用通有電流的固定線圈來代替永久磁鐵時(shí)，便構(gòu)成了"電動(dòng)式儀表"。固定線圈不僅可以通過直流，而且還可通過交流，因此，電動(dòng)式儀表的主要優(yōu)點(diǎn)是能交直流兩用，并能達(dá)到0.10.05級(jí)的準(zhǔn)確度。使電動(dòng)式儀表

7、的準(zhǔn)確度得到了提高。電動(dòng)式儀表不但能精確地測量電流、電壓和功率，而且還可以測量功率因數(shù)、相位及頻率等。它可使用的頻率范圍較寬，可用在452500Hz的交流電路中。所以，電動(dòng)式儀表用途廣泛，在精密指示儀表巾占有重要地位?，F(xiàn)在，電動(dòng)式儀表正朝著提高靈敏度、擴(kuò)大量程和頻率范圍，以及降低功耗、縮小外形、減小質(zhì)量、降低成本和提高使用壽命的方向發(fā)展。目前，國內(nèi)外出現(xiàn)了張絲支承、陶瓷支架、陶瓷轉(zhuǎn)軸、小偏轉(zhuǎn)角以及光標(biāo)指示的電動(dòng)式儀表，其準(zhǔn)確度為1，功率損耗小于lW，交流使用的額定頻率可達(dá)15-5000Hz，擴(kuò)展頻率范圍則達(dá)10000Hz，這樣就更擴(kuò)大了電動(dòng)式儀表的應(yīng)用范圍。顯而易見，電動(dòng)式儀表在各類指示儀表中

8、，保持著明顯的優(yōu)勢。8. 電動(dòng)式儀表的結(jié)構(gòu)是怎樣的?是如何工作的?電動(dòng)式儀表的測量機(jī)構(gòu)主要由建立磁場的固定線圈1和在此磁場中偏轉(zhuǎn)的可動(dòng)線圈2組成，其結(jié)構(gòu)如圖6-1所示。固定線圈1分為平行排列，互相對(duì)稱的兩部分，中間留有空隙，以便穿過轉(zhuǎn)軸。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能獲得均勻的工作磁場，并可借助改變兩個(gè)固定線圈之間的串、并聯(lián)關(guān)系而得到不同的電流量程。可動(dòng)線圈與轉(zhuǎn)軸固接在一起，轉(zhuǎn)軸上裝有指針3和空氣阻尼器的阻尼片4。游絲5用來產(chǎn)生反作用力矩，并起引導(dǎo)電流的作用?？蓜?dòng)線圈比固定線圈小些、輕些，常見的線圈形狀有圓形、橢圓形及矩形等。由于線圈工作磁場很弱，通常只有磁電式儀表磁場的15，故易受外磁場影響。為此電動(dòng)式儀表的測量機(jī)構(gòu)應(yīng)置于磁屏蔽罩內(nèi)，以減少對(duì)測量機(jī)構(gòu)的干擾。電動(dòng)式儀表的工作原理如圖6-2所示?？蓜?dòng)線圈置于固定線圈之內(nèi)，裝在轉(zhuǎn)軸上，當(dāng)固定線圈通過電流J，和可動(dòng)線圈通過電流I2時(shí)，固定線圈產(chǎn)生磁場，可動(dòng)線圈和該磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)指示出被測