模塊三-磁電系儀表

1、 模塊三 磁電系儀表1課題一 磁電系測量機構(gòu)2一、磁電系測量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)7.軸8.平衡錘5.游絲6.指針1.永久磁鐵4.活動線圈2.極掌3.圓柱形鐵芯構(gòu)成：（1）固定的磁路系統(tǒng)：永久磁鐵、固定在磁鐵兩極的極掌、圓柱形鐵芯（2）可動線圈部分：可動線圈、指針和游絲。各部分的作用及力矩的產(chǎn)生：（1）永久磁鐵：產(chǎn)生恒定磁場。（2）可動線圈：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。（3）游絲：導(dǎo)流、產(chǎn)生反作用力矩。（3）轉(zhuǎn)動力矩：利用通電線圈中的電流與磁場的相互作用。（4）反作用力矩：利用游絲的形變而產(chǎn)生。（5）阻尼力矩：利用閉合鋁框切割磁力線產(chǎn)生。3觀看磁電系測量機構(gòu)實物4二、工作原理（1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)運力矩M：線圈通入電流 I （磁

2、場對通電線圈）電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)動力矩 M 線圈和指針偏轉(zhuǎn)。使可動線圈轉(zhuǎn)動的力矩稱為轉(zhuǎn)動力矩。FSNF5二、工作原理（2）產(chǎn)生反作用力矩Mf：可動線圈偏轉(zhuǎn)時,引起游絲變形,產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)動力矩方向相反的力矩（稱反作用力矩）。轉(zhuǎn)動力矩與反作用力矩平衡時，指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比（刻度均勻），即游絲的作用：產(chǎn)生反作用力矩，導(dǎo)流。6二、工作原理（3）產(chǎn)生阻尼力矩： 當(dāng)線圈通入電流而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時，鋁框切割磁力線； 在框內(nèi)感應(yīng)出電流；其電流再與磁場作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方向相反的阻尼力矩-可轉(zhuǎn)動部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。思考：阻尼力矩有哪些特點？7（鏈接）阻尼力矩的特點：（1）在儀表可

3、動部分?jǐn)[動時產(chǎn)生；（2）其方向始終與擺動方向相反；（3）當(dāng)可動部分靜止不動時，阻尼作用也隨之消失。8結(jié)論： 磁電系測量機構(gòu)是應(yīng)用通電線圈在磁場中受到電磁力作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的原理制成的。 拓展： 分析測量機構(gòu)（指針式）工作原理的一般步驟： （1）轉(zhuǎn)動力矩的產(chǎn)生； （2）反作用力矩的產(chǎn)生； （3）偏轉(zhuǎn)角與被測量的關(guān)系。思考：磁電系測量機構(gòu)能否直接測量較大的電流？為什么？9 課題二 磁電系電流表（直流表）一、單量程電流表1構(gòu)成：表頭與分流電阻并聯(lián)10一、單量程電流表2原理 ：并聯(lián)分流 RCIC=RfL（I-IC） 量程擴大倍數(shù)為：分流電阻計算的一般公式：11例 有一內(nèi)阻為1，滿刻度電流量程為100m

4、A的磁電系測量機構(gòu)，現(xiàn)要將它改制成量程為5A的直流電流表。試回答以下問題：（1）應(yīng)采取什么措施？（2）畫出相應(yīng)的電路圖。（3）計算相應(yīng)的參數(shù)。（4）如果在原測量機構(gòu)兩端并聯(lián)一個0.111的分流電阻，其量程將變?yōu)槎嗌伲?2解：(1)并聯(lián)分流電阻。（2）電路略。（3）計算分流電阻的阻值電流量程擴大倍數(shù)：分流電阻為: （4）若并聯(lián)0.111的分流電阻時，通過它的電流為 A其量程為： I=Ic+IfL=100+900=1000 mA13二、多量程電流表 通常采用“閉路式分流電路”而不采用“開路式分流電路” 擴大量程。 多量程電流表原理電路圖開路式分流電路閉路式分流電路擴量程方法：并聯(lián)多個分流電阻14三

5、、分流電阻計算例一雙量程電流表，量程I1=1mA，I2=5mA。表頭內(nèi)阻Rc=300，滿偏電流Ic=0.5mA，求分流電阻Rf1和Rf2。15外附分流器： 外附 分流器接線方法2個電流端鈕2 個電位端鈕16課題三 磁電系電壓表一、單量程電壓表1結(jié)構(gòu)：表頭與分壓電阻（附加電阻）串聯(lián)2.原理：串聯(lián)分壓17例 題 有一磁電系測量機構(gòu)，滿偏電流為500微安，內(nèi)阻為200歐姆，欲制成量程為50伏的直流電壓表，應(yīng)接多大的附加電阻？該電壓表的總內(nèi)阻是多少？18解：測量機構(gòu)的額定電壓為: UC=ICRC=50010-6200=0.1 V 電壓量程擴大倍數(shù)為： 應(yīng)串聯(lián)附加電阻值為： Rfj=（m-1）RC=（5

6、00-1）200=99.8 k 電壓表的總內(nèi)阻為： R=RC+Rfj=200+99800=100 k19可見：電壓表內(nèi)阻一般很大，且與量程有關(guān)，量程愈大則內(nèi)阻愈大，通常用內(nèi)阻常數(shù)表示，單位為“/V”。20二、多量程電壓表1.結(jié)構(gòu)：串聯(lián)多個附加電阻（分壓電阻）。2.電路：3.附加電阻計算：方法同前。21例 某磁電系儀表測量機構(gòu)的滿刻度電流IC=5mA，UC=75mV。欲得到2種測量范圍，即U1=3V、U2=15V，問附加電阻應(yīng)各為多少？22解：（1）畫電路（各量程的附加電阻彼此獨立）（2）計算分壓比（3）求測量機構(gòu)的內(nèi)阻（4）根據(jù)公式計算附加電阻思考：是否還有其它可能 ？23另解：（1）畫電路（

7、2）計算分壓比（3）求測量機構(gòu)的內(nèi)阻（4）根據(jù)公式計算附加電阻 某磁電系儀表測量機構(gòu)的滿刻度電流IC=5mA，UC=75mV。欲得到三種測量范圍，即U1=3V、U2=15V和U3=150V，問附加電阻應(yīng)各為多少？24練習(xí)：計算分壓電阻例：有一磁電式表頭，內(nèi)阻為150，額定電壓為45mV，若要制成7.5V和15V的雙量限電壓表，求附加電阻，并畫出電路圖（各量程附加電阻串聯(lián)共用）。25課題四 磁電系儀表的技術(shù)性能與使用一、技術(shù)性能1只能直接測量直流量2刻度均勻（偏轉(zhuǎn)角與電流成正比）3準(zhǔn)確度高（永久磁電產(chǎn)生的磁場強）4靈敏度高（永久磁電產(chǎn)生的磁場強）5功耗?。▋?nèi)阻?。?過載能力差（電流過游絲）26磁

8、電系儀表不能直接測量交流量的原因（1）永久磁鐵產(chǎn)生的磁場大小方向不變；（2）線圈中的電流改變方向時電磁力方向也改變，指針反向偏轉(zhuǎn)；（3）測量交流電量時，由于轉(zhuǎn)動部分的慣性比較大，指針來不及隨轉(zhuǎn)動力矩的方向改變而改變，于是停留在原處不動或微微顫抖，所以磁電式儀表不能直接用來測量交流電量。27二、使用注意事項1正確選擇（1）注意被測量是否為直流量-選擇直流儀表（2）合理選擇準(zhǔn)確度等級（3）合理選擇量程（如無法確定，可先選最大擋位進行測量，然后逐步減小量程）（4）盡量選擇內(nèi)阻大的電壓表、內(nèi)阻小的電流表（5）機械調(diào)零（防零誤差）2正確接線（1）注意+、-極（2）電壓表串聯(lián)，電流表并聯(lián)。28二、使用注意事項3