1、模塊八 磁電系儀表項目1 磁電系測量機構項目2 磁電系電流表項目3 磁電系檢流計項目4 磁電系電壓表項目5 磁電系電流表，電壓表的使用模塊八 磁電系儀表模塊概述磁電系測量機構通常由固定的磁路系統(tǒng)和可動線圈兩部分組成。磁電系測量機構具有準確度高，靈敏度高，受外磁場影響小，表盤標度尺刻度均勻，便于讀數(shù)的優(yōu)點，因此應用十分廣泛。但該測量機構過載能力小，只能測量直流。下一頁返回模塊八 磁電系儀表教學目標1.了解磁電系測量機構的組成、技術特性、應用范圍;2.理解磁電系測量機構的工作原理;3.了解磁電系電流表、檢流計、電壓表的結(jié)構、技術特性、應用范圍、維護保養(yǎng)等;4.理解磁電系電流表、檢流計、電壓表的工作

2、原理;5.掌握各種儀表的使用技能。上一頁返回項目1 磁電系測量機構一、結(jié)構磁電系測量機構的結(jié)構如圖8-1(a)所示，通常由固定的磁路系統(tǒng)和可動線圈兩部分組成。磁路系統(tǒng)由永久磁鐵、固定在磁鐵兩極的極掌以及處于兩個極掌之間的圓柱形鐵芯組成。圓柱形鐵芯固定在儀表支架上，使兩個極掌與圓柱形鐵芯之間的氣隙中形成均勻的輻射狀磁場。可動部分由繞在鋁制框架上的可動線圈、指針、平衡錘和游絲組成。當可動部分發(fā)生轉(zhuǎn)動時，游絲變形產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方向相反的反作用力矩。另外，游絲還具有把電流導入可動線圈的作用，如圖8-1(b)所示。下一頁返回項目1 磁電系測量機構磁電系測量機構根據(jù)其磁路系統(tǒng)的結(jié)構不同，可分為外磁式、內(nèi)磁式和

3、內(nèi)外磁式三種，如圖8-2所示。外磁式結(jié)構的永久磁鐵在可動線圈的外部。內(nèi)磁式結(jié)構的永久磁鐵在可動線圈的內(nèi)部，為了使磁場均勻和減小漏磁，在內(nèi)磁式的永久磁鐵外面加裝了一個閉合的導磁環(huán)。內(nèi)磁式結(jié)構緊湊，受外磁場影響較小。內(nèi)外磁式結(jié)構是可動線圈的內(nèi)部和外部都有永久磁鐵，因此氣隙磁場更強，儀表的靈敏度更高，結(jié)構更緊湊，受外磁場的影響更小。上一頁下一頁返回項目1 磁電系測量機構二、工作原理磁電系測量機構是利用通電線圈在磁場中受到電磁力的作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動的原理制成的。1.轉(zhuǎn)動力矩如圖8-3所示，當可動線圈通電時，線圈中的電流和永久磁鐵的磁場相互作用，產(chǎn)生電磁力，從而形成轉(zhuǎn)動力矩(M)，使可動部分轉(zhuǎn)動起來。根據(jù)圖

4、中所設電流和磁場方向，假設線圈中通過的電流為I,磁感應強度為B、可動線圈的匝數(shù)為N、可動線圈的有效邊長l、轉(zhuǎn)軸中心到有效邊的距離為r。運用左手定則可以判斷可動線圈兩個有效邊所受電磁力的大小為: （8-1）上一頁下一頁返回項目1 磁電系測量機構其方向與線圈平面垂直且兩個力的方向相反，使得線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動力矩大小為：由于線圈的面積為:則轉(zhuǎn)動力矩為: （8-2）由于氣隙中的磁場是均勻輻射狀的，所以磁感應強度B恒定不變;對于已繞制好的線圈，其匝數(shù)N和有效面積A也是不變的。因此，轉(zhuǎn)動力矩M的大小與被測電流I成正比，其方向決定于電流流進線圈的方向。上一頁下一頁返回項目1 磁電系測量機構2.反作用

5、力矩線圈的轉(zhuǎn)動引起游絲變形，從而產(chǎn)生一個與轉(zhuǎn)動力矩方向相反的力矩，稱為反作用力矩(Mf)，其大小與游絲的變形程度成正比，即與線圈的偏轉(zhuǎn)角度成正比。 (8-3)式中D為游絲的反作用力矩系數(shù)，其大小由游絲的材料性質(zhì)、形狀和尺寸決定。隨著偏轉(zhuǎn)角的增大，反作用力矩也將增大，而轉(zhuǎn)動力矩在被測電流不變時是恒定的。當反作用力矩增大到一定程度時將與轉(zhuǎn)動力矩相等，可動部分達到平衡，此時可動部分將停止在某一平衡位置，指針也就停止在某一偏轉(zhuǎn)角上。根據(jù)力矩平衡條件Mf=M可得上一頁下一頁返回項目1 磁電系測量機構所以 （8-4）由上式可知，指針偏轉(zhuǎn)角與被測電流I成正比。因此在儀表中就可以用偏轉(zhuǎn)角來衡量被測電流的大小。

6、并通過指針在標度尺上直接指示出電流的數(shù)值。根據(jù)指示儀表靈敏度的定義可得 （8-5）上一頁下一頁返回項目1 磁電系測量機構3.阻尼力矩當可動線圈轉(zhuǎn)動時，繞制線圈的閉合鋁框切割氣隙磁場中的磁力線而產(chǎn)生感應電流，這個感應電流與氣隙中的磁場相互作用，產(chǎn)生一個與可動部分轉(zhuǎn)動方向相反的電磁力矩，這個力矩稱為阻尼力矩，如圖8-4所示。當可動線圈靜止時，鋁框不切割磁力線，就不會產(chǎn)生感應電流，也就不會產(chǎn)生阻尼力矩。由此可見，阻尼力矩是在可動部分轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生，而一旦可動部分靜止下來以后，阻尼力矩就消失。所以阻尼力矩不影響可動部分的力矩平衡條件，對測量結(jié)果沒有影響。上一頁下一頁返回項目1 磁電系測量機構一方面阻尼力矩

7、對可動部分在平衡位置附近的擺動起到抑制作用，使可動部分盡快在平衡位置靜止下來;另一方面阻尼力矩對儀表可動部分起到保護作用，可以防止各種原因引起的可動部分的快速擺動，以免損壞軸承及指針等。例如，靈敏度較高的儀表在不使用時，通常把兩個接線端鈕用導線連接起來(從外部把可動線圈短路)，使可動線圈也構成感應電流的閉合回路，加強阻尼作用，以避免在搬動過程中使可動部分快速擺動，達到保護儀表的作用。上一頁下一頁返回項目1 磁電系測量機構三、技術特性1.準確度高可達0.10.05級。2.靈敏度高由于測量機構內(nèi)部磁場很強，所以線圈中通過很小的電流，就可以產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)動力矩。3.受外磁場影響小4.標度尺刻度均勻.

8、便于讀數(shù)上一頁下一頁返回項目1 磁電系測量機構5.過載能力弱一方面由于被測電流是通過游絲導入可動線圈，游絲很細，若電流過載會使得游絲彈性發(fā)生變化產(chǎn)生較大誤差，甚至因過熱而燒毀游絲。另一方面線圈的線徑很小，若電流過載也會使線圈發(fā)熱而燒毀。6.只能測量直流因為永久磁鐵產(chǎn)生的磁場方向恒定不變，所以只有通入直流電流時才能產(chǎn)生恒定的偏轉(zhuǎn)。如果直接通入交流電流時，由于交流電流的方向是交變的，所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩方向也是交變的，可動部分由于慣性作用而來不及轉(zhuǎn)動，導致指針只能在零位左右擺動，無法正確讀數(shù)。上一頁下一頁返回小錦囊 磁電系測量機構的應用范圍磁電系測量機構主要用于構成直流儀表，如直流標準表、便攜式儀表和

9、安裝式儀表。磁電系測量機構的過渡電量是直流電流，只要把被測電量通過測量線路按一定關系變換為直流電流，就可以用它來構成不同功能、不同量程的儀表。如模擬式萬用表的交流電壓檔，就是利用二極管整流電路，把交流電壓變換為直流電流實現(xiàn)對交流電壓進行測量的。另外，磁電系測量機構配上轉(zhuǎn)換器，還可以用于其他非電量的測量。如配上溫差電偶，可以測量溫度。配上應變電阻片，可以測量壓力等。磁電系測量機構的應用十分廣泛，它在電工儀表中占有十分重要的地位。上一頁返回項目2 磁電系電流表一、結(jié)構1.基本組成磁電系測量機構本身所允許通過的直流電流很小(即過載能力弱)，若直接用于直流電流的測量，電流的量程很小，只有幾十微安至幾十

10、毫安，所以必須進行分流，以便擴大電流表量程，這就構成了磁電系電流表。磁電系電流表由磁電系測量機構(俗稱表頭)和分流器(即測量線路)兩部分構成。圖8-5是最基本的磁電系電流表電路圖，Rc為測量機構內(nèi)阻，Rf是分流電阻，與測量機構并聯(lián)，I為被測電流。下一頁返回項目2 磁電系電流表分流器一方面對被測電流進行分流，使流過測量機構的電流在其承受范圍內(nèi);另一方面可以使流過測量機構的電流與被測電流保持一定的比例關系。對于被測電流較小的場合分流器通常采用分流電阻，接在表殼內(nèi)部，對于被測電流較大的場合(大于50A)通常采用外附分流器，接在表殼外部。2.量程擴展通過在表頭兩端并接不同阻值的分流電阻，可以擴展多量程

11、電流表。上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表如圖8-6(a)所示，該擴展電路各量程具有獨立的分流電阻，互不干擾，調(diào)整方便。但它存在嚴重的缺點，因為開關的接觸電阻包含在分流電阻支路內(nèi)，使儀表的誤差增大，甚至會因開關接觸不良引起電流過大而損壞表頭;另外當轉(zhuǎn)換量程擋時，被測電流全部流經(jīng)表頭，將會使表頭過載甚至損壞。所以開路連接方式實際上是不使用的。如圖8-6(b)所示，該擴展電路的接觸電阻對測量誤差沒有影響，也不會使表頭過載。但這種電路中，任何一個分流電阻的阻值發(fā)生變化時，都會影響其他量程，所以調(diào)整和修理都比較繁瑣。上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表3.外附分流器外附分流器主要用于測量50A以上的

12、電流，這是因為測量大電流時，分流電阻的溫度較高體積也很大，采用外附分流器可以減小溫度對儀表的影響。外附分流器上有兩對接線端鈕，粗的一對稱為“電流端鈕”，細的一對稱為“電位端鈕”，如圖8-7(a)所示。測量時先將“電位端鈕”與表頭并聯(lián)，再將“電流端鈕”串接在被測電路中，如圖8-7(b)所示。這種連接方法可以使分流電阻中不包含接觸電阻，減小接觸電阻對測量誤差的影響。上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表外附分流器上一般不標明電阻值，而是標注“額定電流”和“額定電壓”。額定電流是指電流表量程擴大后允許測量的最大電流值;額定電壓是指當分流器工作在額定電流下，分流器電位端鈕兩端的電壓值。國家標準規(guī)定，外附

13、分流器的額定電壓有30 mV,45 mV,75 mV,100 mV,150 mV和300 mV幾種。上一頁下一頁返回小錦囊 外附分流器的選配應注意(1)要讓表頭的電壓量程(即電流量程Ic表頭內(nèi)阻 Re)與外附分流器的額定電壓相等。(2)表頭與外附分流器連接后，電流量程就等于外附分流器的額定電流。例如，某表頭的電壓量程為75 mV，標度尺按150A刻度，如果該表配用“150A,75 mV”分流器時，它的量程就是150A。如該表配用“450A,75mV”分流器時，它的量程就是450A，此時指示值應乘以3，才是實際測得的電流值。上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表二、工作原理如圖8-5所示，根據(jù)并聯(lián)

14、電路分流知識可得 (8-6)對于某一量程的電流表而言，Rf、Rc大小不變，由上式可知，流過表頭的電流Ic與被測電流I成正比關系，標度尺在刻度時按照這一比例關系進行刻度，就可以指示出被測電流的大小。設電流表量程需擴大的倍數(shù)為n(即n =I/Ic)，由式(8-6)可得分流電阻的大小為: (8-7)上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表由上式可知，將測量機構的電流量程擴大n倍，則分流電阻Rf應為測量機構內(nèi)阻Rc的 倍，即量程擴展的倍數(shù)越大，所用分流電阻的阻值越小。【例1】一只三個電流量程的磁電系電流表如圖8-8所示。其中及。Rc = 900,Ic =100A，Im1=100mA, Im2=10mA，I

15、m3=1mA。,求RfL1 RfL2, RfL3各為多大?解:根據(jù)公式可知要計算RfL1 RfL2, RfL3 ，先計算各電流量程擴大倍數(shù)分別為 上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表n1=Im1/Ic=100mA/100A=1000n2=Im2/Ic=10mA/100A=100n3=Im3/Ic=1mA/100A=10總分流電阻 RfL1+ RfL2+ RfL3=Rc/（n3-1）=900/（10-1）=100RfL1+ RfL2=（Rc+ RfL1+ RfL2 + RfL3）/n2=（900+100）/100=10RfL1= （Rc+ RfL1+ RfL2 + RfL3）/n1=（900+1

16、00）/1000=1則RfL2=（ RfL1+ RfL2 ）- RfL1=10-1=9RfL3=（ RfL1+ RfL2 + RfL3 ）-（ RfL1+ RfL2 ）=100-10=90上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表三、技術特性磁電系電流表除具備磁電系測量機構的相關技術特性(如靈敏度高、準確度高、刻度均勻等)，還具有如下特性:內(nèi)阻很小，對被測電路的影響很小;結(jié)構較復雜，成本較高。四、應用范圍磁電系電流表主要用于直流電路中電流的測量。利用分流器擴展量程，其量程范圍可以從幾微安到幾百安培。 上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表五、使用方法(一電流表的選擇1.準確度等級的選擇根據(jù)不同使用場合

17、及測量要求，合理選擇儀表的等級。通常0.10. 2級的磁電系電流表適合用于精密測量;0.51.5級磁電系電流表適合實驗室中使用;1.05. 0級磁電系儀表適合工礦企業(yè)中作為電氣設備運行監(jiān)測和電氣設備檢修使用。2.量程的選擇根據(jù)被測電流的大小，選擇合適量程的電流表。一般應使儀表的指示值在量程值(滿刻度值)的2/3以上的范圍。 上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表3.儀表內(nèi)阻（Re）的選擇對于電流表而言，要求其內(nèi)阻越小越好。一般要求電流表內(nèi)阻與被測電阻之比不大于相對誤差的1/5，或要求電流表內(nèi)阻小于被測電阻的百分之一。(二)測前檢查測量前，應檢查電流表指針是否指在“0”刻度位置。如果沒對準，應進行

18、機械調(diào)零(一般在指針的根部有一螺絲)，使指針對準“0”刻度線。 上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表 (三)電流表的連接因為磁電系電流表是直流儀表，所以要注意線路連接時的正負極性。對于單量程電流表，被測量電流應從標有“+”的端鈕流入，從標有“一”的端鈕流出;對于多量程電流表，先找出公共端鈕(一般標“*”)，再根據(jù)其余端鈕的標號來確定接線。在選擇了合適的量程后，將電流表串聯(lián)接入被測電路(連接線路時最好斷開電源，并注意極性問題，檢查無誤后接通電源)。 上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表 (四)電流表的讀數(shù)待指針穩(wěn)定后，從標度尺上讀出數(shù)據(jù)。對于多量程電流表，儀表可能會有幾根不同刻度的標度尺(或幾個

19、量程共用一根標度尺)，要根據(jù)所用量程選擇相應的標度尺讀數(shù)，并考慮是否需要將讀數(shù)乘以一定的系數(shù)，從而得到被測電流的大小。【例2】如圖8-9所示為一磁電系電流表的標度尺簡圖，若所選電流表量程分別為1A,10A，請問所測電流分別為多少? 答:此電流表為1A量程、10A量程共用一根標度尺，從圖中可知儀表指示數(shù)值為0. 80。當量程為1A時，被測電流大小即為0. 80A;當量程為10A時，被測電流大小為0. 80 x 10=8. 0A 上一頁下一頁返回小錦囊 維護保養(yǎng)測量時先斷開電源，然后連接測量線路，檢查無誤后接通電源。磁電系電流表的過載能力很小，若在測量中發(fā)現(xiàn)指針反向偏轉(zhuǎn)或正向偏轉(zhuǎn)超過標度尺上滿刻度

20、線，應立即斷電停止測量，待連接正確或重新選擇更大量程的電流表后再進行鋇lj量。測量完畢后，應先斷電源，再從測量電路中取下電流表，將其放置在干燥、通風和陰涼的環(huán)境處。對于靈敏度、準確度很高的微安表和毫安表，應用導線將正負端鈕連接起來，以保護儀表的測量機構。 上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表六、簡單校驗電工儀表在使用一段時間后，由于機械磨損、外磁場干擾、材料老化等多方面因素影響，其測量的準確度會發(fā)生變化，因此必須按照規(guī)定對儀表進行校驗。所謂校驗，就是檢查儀表性能是否達到規(guī)定的技術指標，尤其是準確度是否達到規(guī)定值。有關電工儀表的詳細校驗項目及方法可參考國家標準電流表、電壓表和功率表的檢定規(guī)程，本

21、處只作簡單介紹。一般常用的校驗方法是將被校表與標準表直接比較的方法，稱為直接比較法。如圖8-10所示為直流電流表的校驗電路。 上一頁下一頁返回項目2 磁電系電流表其中圖(a)適用于校驗量程較小的電流表，通過調(diào)節(jié)電阻的大小來改變流過標準表與被校表的電流大小，記錄下兩只表的相應示數(shù)，然后通過誤差計算，確定被校表是否符合技術要求。圖(b)是利用標準毫伏表檢驗電流表的電路，它需要通過公式 計算出實際電流值，然后與被校表的示數(shù)相比較(計算)來確定被校表是否符合技術要求。上一頁返回項目3 磁電系檢流計磁電系檢流計是一種專門用來檢測微小電流(或電壓)的高靈敏度儀表。對于微小的電流(或電壓)來講，用一般的儀表

22、很難直接進行測量，因為微小的被測量，不能讓測量機構有所反應。此時必須提高測量機構的靈敏度，檢流計就是為適應這一需求而制造的一種高靈敏度儀表。它主要用于比較法測量中作為平衡指示器，檢測電流的有無，如在電橋或電位差計中作為指零儀表，所以它的標度尺一般不標注電流(或電壓)值。 下一頁返回項目3 磁電系檢流計一、結(jié)構磁電系檢流計一般有指針式和光點式兩種。其中指針式檢流計由于指針不可能做得太長而限制了靈敏度的提高，通常用于攜帶式電橋或電位差計中。光點式磁電系檢流計的結(jié)構與普通磁電系儀表相比，有兩大特點:一是采用張絲或懸絲結(jié)構來代替軸尖和軸承支撐的結(jié)構，以消除摩擦對測量的影響;二是采用光標指示裝置來代替指

23、針，可以進一步提高檢流計的靈敏度。上一頁下一頁返回項目3 磁電系檢流計如圖8-11所示為磁電系檢流計的結(jié)構圖。動圈由懸絲懸掛起來，懸絲的作用是支撐可動部分，產(chǎn)生反作用力矩，為動圈導入電流。動圈的另一端的電流引線為金屬絲，此金屬絲用金或銀的材料制成，只起到導流的作用而不產(chǎn)生力矩。另外在動圈上方還裝有用來反射光線的反射鏡。上一頁下一頁返回項目3 磁電系檢流計二、工作原理當動圈中通過電流時，動圈中的電流與固定磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。如圖8-12為光標指示裝置，當可動部分偏轉(zhuǎn)了角度時，反射鏡上光源的入射角和反射角也是，根據(jù)反射到標度尺上的光點，即可得到讀數(shù)。在圖8-12中，當反射鏡與標度尺的距離一定

24、時，偏轉(zhuǎn)角度越大，則光點在標度尺上的偏轉(zhuǎn)格數(shù)d也越多，因此可以用偏轉(zhuǎn)格數(shù)d多少來表示偏轉(zhuǎn)角度0的大小，即表示被測電流的大小。上一頁下一頁返回項目3 磁電系檢流計另一方面，當偏轉(zhuǎn)角度一定時，若反射鏡與標度尺的距離l越長，則偏轉(zhuǎn)格數(shù)d越多，此時測量的靈敏度就越高。光點式檢流計分為兩種:一種是便攜式檢流計，其光路系統(tǒng)和標度尺安裝在儀表的內(nèi)部，通過采取光線多次反射的方法來提高靈敏度，如圖8-13所示;另一種是安裝式檢流計，其標度尺和光路系統(tǒng)是單獨的部件，使用時需將部件固定安裝在穩(wěn)定位置或堅實的墻壁上，其靈敏度很高，常用于精密測量，如圖8-14所示。上一頁下一頁返回項目3 磁電系檢流計三、技術特性及應用

25、范圍（表8-1）四、使用方法（一）檢流計的選用(1)選擇與被測電路準確度相適應的靈敏度或電流常數(shù)。(2)選擇在合適的阻尼狀態(tài)下工作。通常使得回路電阻稍大于檢流計的外臨界電阻，以使獲得稍微欠阻尼的狀態(tài)工作。此時，指示器達到平衡的時間最短。(3)應選用阻尼時間較短的檢流計。一般阻尼時間應小于5s。(二)檢流計的使用使用時，應按正常工作位置將檢流計放好，對裝有水平儀的檢流計應先調(diào)好水平裝置，然后檢查檢流計，看其偏轉(zhuǎn)是否良好，有無卡阻現(xiàn)象。檢查無誤后，將檢流計接入電路。上一頁下一頁返回小錦囊 維護保養(yǎng)(1)使用時必須輕拿輕放，在搬動時應將檢流計的活動部分用止動器鎖上，無止動器的檢流計要將兩個接線端鈕短

26、接。(2) 測量中，如果不清楚流過檢流計電流的大小，不能隨便提高靈敏度，應配用一個萬能分流器或串接一個很大阻值的保護電阻進行測試，確信不會損壞檢流計時，再逐步提高檢流計的靈敏度。(3)不能用萬用表或歐姆表等測量檢流計的內(nèi)阻，以防止通入的電流過大而燒毀檢流計。上一頁返回項目4 磁電系電壓表一、結(jié)構1.基本組成若將磁電系測量機構直接并接在被測電路兩端，可以實現(xiàn)直流電壓的測量，其量程大小為測量機構允許通過的最大電流與測量機構內(nèi)阻的乘積，但由于測量機構本身允許通過的電流很小，因此量程很小，只有幾十毫伏。要實現(xiàn)大電壓的測量，就必須進行分壓，由此構成了磁電系電壓表。磁電系電壓表由磁電系測量機構和附加電阻(

27、即測量線路)兩部分構成。圖8-15是最基本的磁電系電壓表電路圖，Rj是附加電阻，與測量機構串聯(lián)。下一頁返回項目4 磁電系電壓表附加電阻通常用溫度系數(shù)很小的錳銅絲繞制而成，測量過程中既可以使流過測量機構的電流不超過允許的范圍(即對被測電壓進行分壓)，又與測量機構組成串聯(lián)型溫度補償電路，以補償測量機構的動圈、游絲等部分因溫度變化而對測量造成的影響。2.量程擴展在磁電系測量機構支路上串聯(lián)多個附加電阻，就可以構成多量程電壓表，如圖8-16所示。上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表二、工作原理如圖8-15所示，根據(jù)串聯(lián)電路分壓知識可得 （8-8）其中Uc為測量機構兩端的電壓。對于某一量程的電壓表而言，R

28、j,Rc大小不變，由上式可知，測量機構兩端的電壓與被測電壓U成正比關系，標度尺在刻度時按照這一比例關系進行刻度，就可以指示出被測電壓的大小。上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表若電壓表的量程需擴大m倍(即 ）由公式(8. 8 )可得分流電阻的大小為: （8.9）由此可知，對于同一測量機構，量程擴展的倍數(shù)越大，需要串聯(lián)的附加電阻的阻值也越大。上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表三、技術特性磁電系電壓表除具備磁電系測量機構的相關技術特性(如靈敏度高、準確度高、刻度均勻等)，還具有如下特性:1.內(nèi)阻較高，對被測電路的影響小磁電系電壓表的內(nèi)阻Rc為測量機構內(nèi)阻Rj與附加電阻風之和，即Rv = Rc +

29、 Rj 。在測量機構不變的情況下，電壓表量程越大，內(nèi)阻越大，則電壓表對被測電路的分流作用越小，即對被測電路的影響就越小，因此測量誤差也越小。但是量程擴大之后，電壓表的靈敏度就會下降，因此要制造高內(nèi)阻電壓表，必須選擇靈敏度較高的磁電系測量機構。上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表一般電壓表銘牌上標注的內(nèi)阻為電壓表相應量程的內(nèi)阻值與量程值的比值，其單位為【例3某電壓表銘牌上標注有“l(fā)0k/V”，的字樣，請問該電壓表1V擋、l0V擋、100V擋的內(nèi)阻值分別為多少?解:由標注“l(fā)0k/V，可知1V擋的內(nèi)阻 RV=1V l0k/V=10k10V擋的內(nèi)阻 RV=10V l0k/V=100k100V擋的內(nèi)阻

30、 RV=100V l0k/V=1M2.量程范圍較廣通過串聯(lián)不同阻值的附加電阻，其量程可從幾毫伏至幾千伏。上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表四、應用范圍磁電系電壓表主要用于直流電壓的測量，可以制成便攜式和安裝式電壓表，應用廣泛。五、使用方法1.電壓表的選擇、檢查磁電系電壓表的選擇及檢查與磁電系電流表的有關要求相近，此處不再贅述，但要注意磁電系電壓表內(nèi)阻的選擇。對于電壓表而言，要求其內(nèi)阻越大越好。一般要求負載電阻與電壓表內(nèi)阻之比不大于相對誤差的1/5上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表【例4】用量程100 V的電壓表去測量2k負載上的電壓(80V)，要求由于內(nèi)阻而產(chǎn)生的測量結(jié)果的誤差不大于11.

31、0%，應選用內(nèi)阻為多大的電壓表?解:根據(jù)規(guī)定故有即應選用內(nèi)阻大于1 M(或每伏電阻大于15 k)的電壓表。上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表2.電壓表的連接與磁電系電流表要求一樣，在連接被測電路時要注意正負極性。電壓表應并聯(lián)接在被測電路兩端，連接時先把電壓表的“-”端鈕接入被測電路的低電位端，然后再把“+”端鈕接入被測電路的高電位端。對于多量程電壓表，先找出公共端鈕(一般標“*”)，再根據(jù)其余端鈕的標號來確定接線。當需要變換量程時，應將電壓表與被測電路斷開后，再改變量程。3.電壓表的讀數(shù)與磁電系電流表讀數(shù)方法相同，只是數(shù)據(jù)的單位不一樣。上一頁下一頁返回小錦囊 維護保養(yǎng)不使用電壓表時，應按電壓

32、表的技術說明書的要求妥善保管。對量程較小的電壓表，如毫伏表、微伏表，不使用時應將其正負端鈕用導線短接，以避免外界電磁脈沖的干擾，使電壓表損壞。上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表六、簡單校驗磁電系電壓表為直流電壓表，圖8-17所示為直流電壓表的校驗線路，屬于直接比較法。其中RP1, RP2用來調(diào)節(jié)電壓表兩端的電壓，通常RP1的阻值比RP2的阻值大很多倍，因此可將RP1作為粗調(diào)， RP2作為細調(diào)，使得電壓的變化比較平滑，從而便于獲得校驗所需的數(shù)據(jù)。例判斷:磁電系測量機構在沒有通電的情況下不會產(chǎn)生阻尼力矩。錯誤。上一頁下一頁返回項目4 磁電系電壓表錯誤原因:磁電系測量機構阻尼力矩產(chǎn)生的原理為可動線

33、圈通電后，線圈在轉(zhuǎn)動力矩的作用下轉(zhuǎn)動，此時，用來繞制線圈的閉合鋁框切割磁力線產(chǎn)生阻尼力矩。所以認為只有在通電的情況下才會產(chǎn)生阻尼力矩，忽視了阻尼力矩產(chǎn)生的本質(zhì)條件。正確思路:磁電系測量機構只要可動部分轉(zhuǎn)動(例如在斷電的情況下搬動儀表)，就會產(chǎn)生阻尼力矩，所以不通電可動部分也可能因為其他原因而轉(zhuǎn)動。上一頁下一頁返回知識庫 磁電系儀表的溫度誤差及其補償技術磁電系儀表測量精度高，使用方便，但環(huán)境溫度變化時會產(chǎn)生測量誤差。溫度誤差產(chǎn)生的原因:游絲彈性改變。環(huán)境溫度變化時，會引起游絲的彈性發(fā)生變化。永久磁鐵的磁性改變。當溫度變化時，產(chǎn)生固定磁場永久磁鐵的磁性變化，磁性溫度系數(shù)是一個負值，也就是說，溫度每

34、升高10，永久磁鐵的磁性將減弱0.2%0.3%，儀表讀數(shù)出現(xiàn)負的附加誤差。存在電阻溫度系數(shù)。由銅或鋁線繞成的可動線圈電阻、彈性零件的電阻以及線路部分的電阻會隨著溫度的變化而變化。綜合誤差分析。當溫度變化時，儀表彈性零件的變化與永久磁鐵磁性減弱所引起的附加誤差符號相反，可互相抵消一部分但并不能完全抵消。上一頁下一頁返回知識庫在測量線路內(nèi)必須采取相應的溫度誤差補償措施:磁路補償法。溫度升高時，磁場變?nèi)酰稍趦x表系統(tǒng)中采用特殊材料制成磁分路器，如采用銅鎳合金或鐵鎳合金。當溫度升高時，磁分路的作用減弱，當溫度降低時，磁分路的作用增強，從而補償由于溫度變化而引起的永久磁鐵磁性的變化，提高儀表線性特性和精度。雙金屬片調(diào)節(jié)法。當溫度變化時，游絲的張力發(fā)生變化，致使反作用力矩變化，起到溫度補償?shù)淖饔谩Ｘ摐囟认禂?shù)器件補償法。有些元件具有負的溫度系數(shù)，且靈敏度較高，如熱敏電阻等，其電阻溫度系數(shù)比銅和鋁的溫度系數(shù)大得多，采用負溫度系數(shù)器件補償溫度誤差，線路簡單，并且與橋路補償法相比，可以使得電流表的內(nèi)阻減小。需要指出的是，由于熱敏電阻具有非線性特性，可采取并聯(lián)適當?shù)慕饘兕愲娮鑱硌a償非線性誤差。上一頁返回項目5 磁電系電流表、電壓表的使用一、訓練目的(1