2 直读式和比较式电测仪表

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1、第2章直读式和比较式电测仪表前言电测仪表按测量方式可分为：直读式仪表、比较式仪表直读式电测仪表按显示方式又可分为:模拟量指示仪表、数字量显示仪表直读式模拟量指示仪表按内部结构和原理分为：磁电系仪表电磁系仪表电动系仪表静电系仪表感应系仪表前言比较式电测仪表将被测对象直接与标准量作比较，从而确定被测对象的大小。使用的标准量包括标准电压（标准电池、齐纳管稳压值等）、标准电阻、标准电容、标准电感等。本章内容磁电系仪表电磁系仪表电动系仪表直流电位差计直流电桥交流电桥2.1磁电系仪表利用可动线圈中的电流与固定的永久磁铁产生的磁场相互作

2、用而工作的测量仪表称“磁电系仪表”。磁电系仪表概述磁电系电流表磁电系电压表磁电系欧姆表磁电系检流计2.1.1磁电系仪表概述1.磁电系仪表的结构外磁式内磁式螺旋弹簧IINS指针永久磁铁圆柱形铁心O'O线圈(1)固定部份：马蹄形永久磁铁、极掌NS及圆柱形铁心等。(2)可动部份：铝框及线圈，轴O和O，两根螺旋弹簧及指针。极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中产生均匀的辐射方向的磁场。2.1.1磁电系仪表概述1.磁电系仪表的结构外磁式内磁式螺旋弹簧IINS指针永久磁铁圆柱形铁心O'O线圈命名：由于永久磁铁放在可动线圈外面，所

3、以称外磁式。动作：可动线圈通电后，通电线圈在磁场中受力（左手定则），可动线圈两侧受力大小相等、方向相反，形成转动力矩，使线圈偏转，游丝产生发作用力矩平衡。2.1.1磁电系仪表概述1.磁电系仪表的结构外磁式内磁式１——指针２——游丝３——线圈４——磁铁５——磁极６——导磁环结构：与外磁式区别在于把永久磁铁做成圆柱形，并放在可动线圈之内。即是磁铁，也作为线圈的铁芯，磁极与导磁环作用是使磁场方向处处与铁芯柱面垂直。磁电系仪表的工作原理线圈在气隙磁场中所受的力矩为：磁电系仪表磁场分布图游丝产生的反作用力矩为：当时，磁电系仪表的工作

4、原理上式中，为可动线圈有效面积；为穿过可动线圈的磁链。若为被测电流，则可求得磁电系测量机构的灵敏度所以有：单位偏转角对应的被测量称为“仪表常数”磁电系测量机构的特点输入输出单值函数，零点一般在标尺的中间，这样可由指针的偏转方向确定电流的流动方向，磁电系测量机构只能测量直流而不能测量交流。电流通过游丝导入线圈的，游丝的电阻较大，流过大电流时容易发热而改变其弹性，引起测量误差，所以，磁电系测量机构的耐过载能力较差。可动线圈的磁链大小取决于永久磁铁的磁感应强度B，一般做得很大，可动线圈中流入很小的电流就可以产生很大的转矩。磁电系

5、测量机构的灵敏度高、功耗小、抗干扰强。磁电系仪表的阻尼方式磁电系仪表的可动线圈通以被测电流后，除了形成转动力矩和游丝的反作用力矩外，为了加速可动部分停在平衡位置的过程，仪表还必须有阻尼力矩。磁电系仪表的阻尼力矩有两种：一种是由可动部分的铝框架产生的阻尼力矩；另一种是由线圈和外电路闭合成回路时产生的阻尼力矩。阻尼的产生仪表工作时总的阻尼力矩为:（1）铝框架在磁场中，必和框架两侧切割磁力线产生电动势（右手定则），框架中有电流形成阻尼力矩M1（2）线圈与外电路成闭合回路，线圈运动产生感应电动势与附加电流转矩：2.1.2磁电系电流

6、表电流表按其量限和测量单位可分为：微安表毫安表安培表千安表专门用来测量直流的电流表，都是磁电系电流表。微安表和毫安表的测量电路可由指针的偏转角读得被测电流的大小：大电流电流表的分流器测量电路当被测电流的值大于100mA时，游丝的弹性减弱会造成测量误差，应采用分流器降低流经游丝的电流。灵敏度降低，量程扩大多量限电流表测量电路例如选择量限２时，被测电流分别为则有：多量限电流表测量电路即：同理，可对其它量限进行求解，得：量限越高，分流电阻越小，分流系数越大。指针偏转角与被测电流值的关系：接触电阻的影响分流器、仪表及被测电流用的顺

7、序连接时,考虑到接触电阻的影响，其等效电路如下：其中：ΔRA、ΔRB分别为A、B端仪表与被测电路接触电阻ΔR’A、ΔR’B分别为A、B端仪表与分流器接触电阻接触电阻的影响四端钮分流器接线方法及其等效电路图为了消除外附分流器与仪器间接触电阻造成的测量误差，外附定值分流器一般采用“四端钮”结构，也称“凯尔文”接法应用：测量时，电位端A’、B’端与仪表相接，电流端A、B与被测电路相接。电流段接触电阻与被测电流电路串联，不影响结果，电压端接触电阻远小于仪表内阻，可以忽略影响。2.1.3磁电系电压表磁电系测量机构的指针偏转角只与流过

8、可动线圈的电流有关，常用的方法是串联附加电阻。磁电系电压表的测量电路电压表的指针偏转角表示为Ux为被测电压，RV为附加电阻，电压量限越大，RV越大流过仪表的电流主要由附加电阻确定，与仪表内阻关系不大。多量限电压表电路图多量限电压表附加电阻越大，电压量限越高，量限低于600Ｖ的电压表采用内附附加电阻。在选