电磁测量第六章.ppt

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1、电动系仪表是交直流两用表，在交流指示仪表中准确度最高(可达0.05级)、频率范围也较宽(使用频率上限可达10000Hz)。电动系测量机构工作原与磁电系测量机构类似，不同的是与被测电流相互作用而产生转动力矩的磁场不是永久磁铁产的磁场，而是通有电流的固定线圈产生的磁场。电动系测量机构除能测量电流、电压外，还能测量电功率、功率因数及频率等。电动系仪表在电气测量指示仪表中占有极其重要的位置。第六章电动系仪表电动系测量机构l一固定线圈2—活动线圈3—游丝4—指针5—空气阻尼器叶片6—空气阻尼箱定义:利用载流线圈间电磁力作用而产生转动力矩的

2、测量机构。1.电动系测量机构的结构固定线圈1和活动线圈2构成驱动装置。固定线圈1由两段线圈构成，平行排列，可以串联，可以并联，两段线圈间留有空隙，以便穿过转轴，且通电流时产生比较均匀的磁场。常见的固定线圈是圆筒形的。矩形线圈用于无定位结构仪表中，可以减小仪表的高度。活动线圈2同转轴固定在一起可在固定线圈里转动。使活动部分重量轻、运动灵活，活动线圈要用比较细的导线绕制。而固定线圈用比较粗的导线绕制，为了增强线圈中的磁场，固定线圈的匝数也较多。电动系测量机构的结构l—固定线圈2—活动线圈3—游丝4—指针5—空气阻尼器叶片6—空气阻尼

3、箱游丝3是控制装置，与磁电系机构一样，同时兼作活动线圈的导流引入线。阻尼叶片5和阻尼箱6构成的空气阻尼器为阻尼装置。固定在转轴上的指针4和标尺构成读数装置。电动系测量机构相当于用载流固定线圈代替磁电系测量机构中的永久磁铁。电动系测量机构的工作原理电动系测量机构的磁场由固定线圈中的电流产生，磁场方向随电流而变。当固定线圈和活动线圈都通入交流时，可动部分的平均转矩使它有一定的偏转。直流电流I1通入固定线圈1时，线圈中产生磁场，磁感强度为B1，方向由右手定则确定。B1的大小与I1成正比。直流电流I2经游丝通入活动线圈2时，活动线圈在固

4、定线圈所产生的磁场B1中受到转动力矩M的作用，M与B1及电流I2成正比。转动力矩M的大小与两个线圈中的电流的乘积成正比，即电动系测量机构的工作原理在转动力矩M的作用下，活动部分将产生偏转，从而使游丝变形而产生反作用力矩Mf当Mf=M时，活动部分处于平衡位置，指针指示的偏转角α为1.K1是决定于测量机构结构(如线圈的形状、尺寸等)的一个常数。2.关于f(α)，磁场是均匀的，则决定转矩的力F的分力将随α而变；磁场是不均匀的，则力F本身就随α而变。f(α)表示转矩因磁场分布情况而随α变化的一个函数,则随各种电动系仪表而异。但对于确定的

5、仪表，f(α)便是确定的。电动系测量机构的工作原理当电流I1和I2的方向同时改变时，活动线圈所受的转动力矩的方向不变，测量机构也是既可以测量直流又可以测量交流的。当固定线圈和活动线圈中通以同频率的正弦电流时，设固定线圈通入流i1为活动线圈通入电流i2为转动力矩的瞬时值m为由于仪表活动部分有惯性，指针的偏转取决于平均转动力矩M:电动系测量机构的工作原理当Mf=Dα=M时，活动部分的偏转角α:——正弦电流i1的有效值——i1和i2之间的相位差——正弦电流i2的有效值当电动系测量机构的线圈通入同频率的正弦电流时，其活动部分的偏转角与通

6、过两线圈的电流的有效值的乘积成正比，且与两电流之间的相位差的余弦成正比。当固定线圈和活动线圈中通以不同频率的正弦电流时，设固定线圈中通入电流i1为活动线圈中通入电流i2为p、q——正整数。则活动线圈所受到的平均力矩M为电动系电流表使活动部分重量轻、运动灵活，活动线圈W2要用比较细的导线绕制，且动圈电流还要通过游丝引入，故动圈容许通过的电流不大。将电动系测量机构中的动圈W2和定圈W1串联或并联，并且配置一定的分流电阻，便构成了电动系电流表。量限小于0.5A的电流表被测电流可以全部通过动圈，固定线圈1和活动线圈2串联。W1表示定圈的

7、每一段绕组，W2表示动圈绕组。通过定圈和动圈的电流是相同的，即转动力矩的瞬时值为(i1与i2间相位差=0)则平均转矩为量限小于0.5A的电流表活动部分处于平衡位置时，M=Mf=Dα，指针的偏转角为不论I的波形如何，只要I是周期变化的电流，其指针的偏转角都与该电流的有效值的平方成正比。即电动系电流表可以测量直流电流、正弦交流电流以及周期非正弦电流的有效值。电动系电流表的标尺分度是不均匀的。如果适当选择动圈和定圈的尺寸，可使偏转角较大时的减小，从而在一定范围内获得比较均匀的刻度。量限大于0.5A的电流表动圈与定圈并联的方式，动圈及游

8、丝不容许通过较大电流，则动圈不能与定圈串联。动圈支路中串入R，使动圈和定圈中电流相等。指针偏转角，但量限却扩大了一倍。电动系电流表都是做成双量限的。1.动圈与定圈中的电流不相等，但存在着固定的分流关系，且波形是相同的。2.动圈与定圈之间存在互感，感抗均随频率而变