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(cè)量，如與各種變換器配合，在交流及高頻測(cè)量中也得到較廣泛的應(yīng)用，因此在電氣測(cè)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(lái)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(chǎng)，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(chǎng)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。框架的兩端分別固定著半軸，半

2、軸上的另一端通過(guò)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(chǎng)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(guò)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(lái)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(wú)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)

3、構(gòu)是永久磁鐵在可動(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(chǎng)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(chǎng)中受力的原理，即電動(dòng)機(jī)原理而制成的。 磁電式儀表測(cè)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(cè)量交流電流與電壓最常見(jiàn)的一種儀表。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過(guò)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(cè)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

4、上。從表盤上就可區(qū)分開(kāi)這兩種儀表。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(guò)它的電流的平均值，因此它的直接被測(cè)量只能是直流電流或電壓；而電磁式儀表反映的是通過(guò)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(cè)量。但其測(cè)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(lái)產(chǎn)生均勻、恒定的磁場(chǎng)； 可動(dòng)部分的核心是一線圈，被測(cè)

5、電流流經(jīng)線圈時(shí)，利用通電導(dǎo)線在磁場(chǎng)中受力的原理（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(cè)電流流經(jīng)的線圈，有電流 通過(guò)即可形成較強(qiáng)的磁場(chǎng)；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(jiǎn)單、成本低廉，在電工測(cè)量中獲得了廣泛的應(yīng)用，尤 其是開(kāi)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(cè)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(cè)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

6、電磁式儀表的結(jié)構(gòu)如圖5-1（a）所示。吸引型電磁式儀表是由固定線圈I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(cè)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(cè)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(cè)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(chǎng)是由永久磁鐵建立的，當(dāng)利用通有電流的固定線圈來(lái)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(guò)直流，而且還可通過(guò)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0.1

7、0.05級(jí)的準(zhǔn)確度。使電動(dòng)式儀表的準(zhǔn)確度得到了提高。電動(dòng)式儀表不但能精確地測(cè)量電流、電壓和功率，而且還可以測(cè)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(guó)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IW，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

8、范圍。顯而易見(jiàn)，電動(dòng)式儀表在各類指示儀表中，保持著明顯的優(yōu)勢(shì)。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(cè)量機(jī)構(gòu)主要由建立磁場(chǎng)的固定線圈1和在此磁場(chǎng)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(guò)轉(zhuǎn)軸。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是能獲得均勻的工作磁場(chǎng)，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?？蓜?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(lái)產(chǎn)生反作用力矩，并起引導(dǎo)電流的作用。 可動(dòng)線圈比固定線圈小些、輕些，常見(jiàn)的線圈形狀有圓形、橢圓形及矩形等。由于線圈工作 磁場(chǎng)很弱，通常只有磁電式儀表磁場(chǎng)的1 %5%，故易受外磁場(chǎng)影響。為此電動(dòng)式儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)應(yīng)置于磁屏蔽罩內(nèi)，以減少對(duì)測(cè)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。可動(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(guò)電流J,和可動(dòng)線圈通過(guò)電 流I2時(shí)，固定線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，可動(dòng)線圈和該磁場(chǎng)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