第四章电动系仪表 >电动系仪表用于交流精密测量及作为标准表,与 电磁系相比最大区别是以可动线圈代替可动铁芯, 可以消除磁滞和涡流的影响,使它的准确度得到 提高。另外电动系有固定和可动两套线圈,可以 用来测量象功率、电能等这类与两个电量有关的 物理量。 电动系仪表是由可动线圈中电流所产生的磁场与 个或几个固定线圈中的电流所产生的磁场相互 作用而工作的仪表。 电动仪表驱动装置=固定线圈+可动线圈
第四章 电动系仪表 ➢ 电动系仪表用于交流精密测量及作为标准表，与 电磁系相比最大区别是以可动线圈代替可动铁芯， 可以消除磁滞和涡流的影响，使它的准确度得到 提高。另外电动系有固定和可动两套线圈，可以 用来测量象功率、电能等这类与两个电量有关的 物理量。 ➢ 电动系仪表是由可动线圈中电流所产生的磁场与 一个或几个固定线圈中的电流所产生的磁场相互 作用而工作的仪表。 ➢ 电动仪表驱动装置=固定线圈+可动线圈
电动系仪表的测量机构 公N松公 F 图4-1电动系测量机构的结构示意图 l一固定线圈;2—可动线圈;3—指针;4—游丝 5一空气阻尼器叶片;6—空气阻尼器外盒 图4-2电动系测量机构的工作原理
电动系仪表的测量机构
电动系仪表的结构 电动系仪表的结构如图所示。固定线圈1分为二段,目的 是为了获得较均匀的磁场分布,也便于改换电流量程。可 动部分包括可动线圈2、指针3、阻尼翼片4等。它们均 固定在转轴5上。游丝6既作为产生反作用力矩又作为引 导电流的元件。阻尼力矩由空气阻尼装置产生,图中7为 阻尼箱。 若把固定线圈绕在铁心上,就构成铁磁电动系仪表。这种 仪表优点是:磁场强、转矩大。但由于铁磁材料的磁滞和 涡流损耗,会造成误差。铁磁材料因为存在非线性影响故 对铁心材料要求较高,多用于安装式仪表
电动系仪表的结构 ➢ 电动系仪表的结构如图所示。固定线圈１分为二段，目的 是为了获得较均匀的磁场分布，也便于改换电流量程。可 动部分包括可动线圈２、指针３、阻尼翼片４等。它们均 固定在转轴５上。游丝６既作为产生反作用力矩又作为引 导电流的元件。阻尼力矩由空气阻尼装置产生，图中７为 阻尼箱。 ➢ 若把固定线圈绕在铁心上，就构成铁磁电动系仪表。这种 仪表优点是：磁场强、转矩大。但由于铁磁材料的磁滞和 涡流损耗，会造成误差。铁磁材料因为存在非线性影响故 对铁心材料要求较高，多用于安装式仪表
电动系仪表的原理 >电动系仪表的固定线圈通入直流电流工1,产生一磁场其磁 感应强度为B1,若可动线圈通入电流I2,则可动线圈在 磁场中受到电磁力矩M。并在这个力矩的作用下,驱使它 产生偏转,如图所示 >直流时: M=kB,L B,=k M=k,k、I,I=kI k Da=hlI I=Kl/ >上式表示,电动系仪表测量直流时,其可动部分 的偏转角与两线圈电流的乘积有关,可测交流
电动系仪表的原理 ➢ 电动系仪表的固定线圈通入直流电流I1，产生一磁场其磁 感应强度为Ｂ1，若可动线圈通入电流I2，则可动线圈在 磁场中受到电磁力矩M。并在这个力矩的作用下，驱使它 产生偏转，如图所示。 ➢ 直流时： ➢ 上式表示，电动系仪表测量直流时，其可动部分 的偏转角与两线圈电流的乘积有关，可测交流。 M k B I = 1 1 2 1 2 1 B = k I M k k I I kI I = = 1 2 1 2 1 2 M = M 1 2 1 2 k I I KI I D = = D 1 2 = kI I
电动系仪表的原理 >上式表示,电动系仪表测量直流时,其可动部分 的偏转角与两线圈电流的乘积成比例, 两线圈通入交流时: m=hii,=klm sin wtl,m sin(wt-)=klImIm-lcos -coS(2wt-) kl,l, cos -kl, l, cos(2wt-) M=kl12 cos o Da= kLI 2 cos pp
电动系仪表的原理 ➢ 上式表示，电动系仪表测量直流时，其可动部分 的偏转角与两线圈电流的乘积成比例， ➢ 两线圈通入交流时： 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 sin sin( ) [cos cos(2 )] 2 cos cos(2 ) m ki i kI wtI wt kI I wt m m m m kI I kI I wt = = − = − − = − − M p = k I1 I 2 cos M = M p D = kI1 I 2 cos
电动系仪表的原理 k a=ll, cos o=Kll, cos o D 上式表明,如果电动系仪表用来测量交流其指针偏转 角a与两线圈的电流有效值和它们间的相位差余弦的 乘积有关
电动系仪表的原理 1 2 1 2 cos cos k I I KI I D = = 上式表明，如果电动系仪表用来测量交流其指针偏转 角α与两线圈的电流有效值和它们间的相位差余弦的 乘积有关
技术特性 >准确度高 可以交直流两用,可精确测量电压、电流、功率 还可以测量功率因数、频率、电容、电感和相位 差 易受外磁场影响 >本身消耗的功率较大 过载能力小 >电动系电流表、电压表的标度尺刻度不均匀
技术特性 ➢ 准确度高 ➢ 可以交直流两用，可精确测量电压、电流、功率 还可以测量功率因数、频率、电容、电感和相位 差 ➢ 易受外磁场影响 ➢ 本身消耗的功率较大 ➢ 过载能力小 ➢ 电动系电流表、电压表的标度尺刻度不均匀
电动系电流表 >电流表的指针偏转角q与电流平方成比例。和电磁系一样, 为了使仪表有足够安匝数,当被测电流为一定时,要求线 圈有足够匝数,这就使得内阻和表耗功率都增大,一般电 动系仪表内阻比电磁系还大。电动系电流表和电磁系一样, 也不采用分流器扩程,理由与电磁系相同,常用的扩程方 法是改变线圈的串并联组合,交流扩程方法则多用互感器。 被测电路 自负载 Q 图4-3电动系电流表原理电路图 1一固定线圈;2—可动线圈 图4-4D26-A型电流表电路
电动系电流表 ➢ 电流表的指针偏转角α与电流平方成比例。和电磁系一样， 为了使仪表有足够安匝数，当被测电流为一定时，要求线 圈有足够匝数，这就使得内阻和表耗功率都增大，一般电 动系仪表内阻比电磁系还大。电动系电流表和电磁系一样， 也不采用分流器扩程，理由与电磁系相同，常用的扩程方 法是改变线圈的串并联组合，交流扩程方法则多用互感器
电动系电压表 图4-5电动系电压表原理电路图 图4-6三量限电压表的测量电路 在电流表的基础上串联附加电阻构成电动系电压表
电动系电压表 ➢在电流表的基础上串联附加电阻构成电动系电压表
电动系电压表 >电动系电压表可动部分的偏转角与被测电压的平 方有关,其标尺同样具有平方特性,为不均匀刻 度 多量限的电动系电压表,主要是利用附加电阻的 改变来实现的。附加电阻的接法见图。电动系电 压表和电磁系电压表一样,既要保证线圈能产生 足够的磁化力,又要尽量减少匝数,以免产生频 率误差和温度误差。所以电动系电压表具有较大 表耗电流,或者说它的内阻比较小。 >有些电压表为了适应较宽频率范围的测量,可采 角并联电容C的办法,如图所示
电动系电压表 ➢ 电动系电压表可动部分的偏转角与被测电压的平 方有关，其标尺同样具有平方特性，为不均匀刻 度。 ➢ 多量限的电动系电压表，主要是利用附加电阻的 改变来实现的。附加电阻的接法见图。电动系电 压表和电磁系电压表一样，既要保证线圈能产生 足够的磁化力，又要尽量减少匝数，以免产生频 率误差和温度误差。所以电动系电压表具有较大 表耗电流，或者说它的内阻比较小。 ➢ 有些电压表为了适应较宽频率范围的测量，可采 用并联电容Ｃ的办法，如图所示