第4章.3 电磁系仪表

4.3电磁系仪表电磁系仪表是测量交流电压与交流电流的最常用的一种仪表。它具有结构简单、过载能力强、造价低廉以及交直流两用等一系列优点，在实验室及工程仪表中应用十分广泛。4.3.1电磁系测量机构一、结构电磁系仪表测量机构主要是通过被测电流的固定线圈和位于其内的动、静软磁铁片所组成。主要包括吸引型、排斥型和排斥-吸引型三种。1．吸引型结构特点：仪表功率损耗小、容易受外磁场的影响、测量机构上都装有分磁片图4-1吸引型测量机构的结构图4-2固定线圈与可动铁片产生吸引力的示意图2．排斥型结构图4-3排斥型测量机构的结构1、固定线圈；2、定铁片；3、转轴；4动铁片；5、游丝；6、指针；7、阻尼片；8、平衡锤；9、磁屏蔽图4-4排斥型测量机构的结构产生排斥力的示意图特点：准确度高，刻度均匀3．排斥-吸引型结构特点：读数精度高，但磁滞误差相对较大。电磁系仪表的转动力矩是靠被测电流的线圈与铁心的吸引力产生的，因此线圈的磁场能量为：上式表示：在直流的情况下，电磁系测量机构可动部分的偏转角α，与电流的平方成正比，由于线圈的自感L会随着可动铁心偏转而发生变化，则可动部分的偏转角α还与之成比例。二、工作原理LIW221I-被测线圈电流值；L-线圈自感系数ddLIddWM221在交流情况下，由于可动铁心的惯性，可动部分的偏转来不及跟着瞬时力矩变化，所以其转动力矩决定于瞬时转矩在一个周期的平均值。可见测量直流的式子与测量交流的式子完全相同，只要将电流换成交流有效值即可，也就是说，可以用直流刻度测量交流有效值。TTPdtiTddLdttMTM020121)(1ddLIMP221反力矩：当平衡时有：刻度特性：电磁系仪表的刻度是不均匀的。如果K为常数，刻度具有平方律特性，如果不是常数，刻度与dL/dα的变化有关，如果适当选择铁心形状，调节铁心与线圈的相对位置，使刚好能补偿平方律的前密后疏缺点，使刻度比较均匀。DM2221KIddLID偏转角与电流的关系使用范围：交直流两用，电磁系仪表即可用于测量直流，也可用于测量交流。因为线圈电流方向改变时，线圈磁极性与铁心磁极性同时改变，而保持受力方向不变，这是电磁系仪表特点之一。仪表结构简单；仪表中铁磁物质存在着磁滞误差；灵敏度较低，受外磁场影响大，功耗大；感抗大，不易用于高频测量。三、电磁系仪表的技术特性4.3.2电磁系电流表和电压表一、电磁系电流表电磁系交流电流表通常由电磁系测量机构组成。由于电磁系电流表的固定线圈直接串联在被测电路中，所以，要制造不同量程的电流表时，只要改变线圈的线径和匝数即可。安装式电磁系电流表：一般制成单量程，但最大量程不得超过200A。在测量较大的交流电流时，仪表须与电流互感器配合使用。便携式电磁系电流表：一般都制成多量程的。但它不能采用并联分流电阻的方法扩大量程。而是采用将固定线圈分段，然后利用分段线圈的串、并联来实现。双量程电磁系电流表原理线圈串联线圈并联电磁系交流电压表由电磁系测量机构与分压电阻串联组成。安装式交流电压表:一般都做成单量程的，且最大量程不超过600V。要测量更高的交流电压时，仪表要与电压互感器配合使用。便携式交流电压表:一般都做成多量程的，并采用了共用式分压电路。二、电磁系电压表单、多量程电磁系电压表