【內容提要和要求】
(一)內容提要
1.電磁式測量機構是利用栽流線圈的磁場對可動鐵片產生吸引力或排斥力而製成。
2.電磁式測量機構的驅動轉矩與定圈電流(直流或交流有效值)的平方有關。
3.適當選擇動鐵片和固定鐵的形狀,可使電磁式儀表的標尺刻度在大部分範圍內比較均勻。
4.電磁式測量機構可以直接作為電流表來使用,為保證固定線圈一定的安匝數,電磁式電流表的低量限不能做得太小。
5.電磁式電壓袁由電磁式測量機構串聯附加電阻構成,由於固定線圈的電流不能太小,所以附加電阻不能太大。電磁式電壓表的內阻比磁電式電壓表的內阻小得多。
6.電磁式儀表的主要優點是結構簡單、價格便宜、過載能力強和交直流兩用。
7.鉗形表由電流互感器和整流式電流表構成,被測載流導線相當於電流互感器的一次側繞組。
(二)教學要求
1.能說明電磁式測量機構主要部件的作用。
2.能闡明電磁式測量機構的工作原理,說明轉矩、偏轉角與定圈電流的關係。
3.能說明電磁式電流表的構成。
4.能說明電磁式電壓表的構成及其內阻比磁電式電壓表小得多的原因。
5.能說明鉗形表的構成和工作原理。
14.1電磁式測量機構
電磁式測量機構是利用固定載流線圈的磁場對可動鐵片產生吸引力或排斥力而製成,電磁式也稱動鐵式。
一、結構
有吸引型和排斥型兩種。
1.吸引型
它由固定不動的扁線圈1、偏心可動鐵片2組成電磁係統,轉軸上並裝有遊絲3、空氣阻尼器4和指針5等。
固定扁線圈通電時,產生的磁場將偏心可動鐵片吸引,使可動鐵片發生偏轉,帶動轉軸和指針,同時遊絲產生阻轉矩。當驅動轉矩和阻轉矩平衡時,指針指示通過電流的大小。空氣阻尼器中的扇片與轉軸相連,可動部分擺動時,扇片在空氣箱中擺動,產生阻尼力矩。
這種機構既可測量直流,也可測量交流,因為電流方向改變時,反方向的磁場仍然吸引鐵片。
2.排斥型
其固定部分由圓線圈1和線圈內壁的固定鐵片2,活動部分由連接在轉軸上的可動鐵片3、空氣阻尼器4、指針5和遊絲6等組成。
固定圓線圈通電時,產生的磁場使兩個鐵片同時磁化,它們的同一側磁化成相同的極性,因而互相排斥。電流方向改變時,兩鐵片仍互相排斥,故可動鐵片的轉動方向不變。所以,排斥型機構仍然交直流兩用。
在吸引型機構中,對動鐵片的吸引力可看成是兩個磁場相互作用的結果。其一是固定扁線圈的磁場,它的強度與線圈中的電流,成正比。另一是被磁化的鐵片產生磁場,隻要鐵片未達磁飽和,則線圈的磁場越強,鐵片的磁性也越強,因而鐵片的磁場也與線圈的電流的大小有關。這樣,吸引力也就與線圈電流的平方,2有關。
在排斥型機構中,排斥力決定於兩個鐵片磁性的強弱,而它們在未達磁飽和前,強弱程度又都與線圈電流,的大小有關,所以排斥力也與線圈電流的平方,2有關。
14.2電磁式電流表和電壓表
一、電磁式電流表
在電磁式測量機構中,電流通過的是固定線圈,它可以用粗導線繞製,允許較大電流通過。咽而,電磁式測量機構可以直接作為電流表來使用。
電磁式測量機構的磁場,大部分以空氣為介質,為產生足夠強的磁場和轉矩,要求固定線圈的安匝數在200~300A左右。對於低量限電流表,必須增加線圈匝數,但匝數增多,會使分布電容和電感增大,從而產生較大頻率誤差。且匝數增多,線圈電阻增加,使功率損耗增大,對被測電路工作狀態的影響也加大。因而電磁式電流表的低量限不能做得太小,一般為1nn。
一般贏接接入的電磁式電流表,當通過的電流太大時,會在接線端鈕處引起發熱,接觸不良時,發熱嚴重,因而不製造超過100A量限的NN電流表。測量大:f100A以上的交流電流,應與電流互感器配合使用,相應電流表的量限均為5A。
安裝式電流表一般為單量限,便攜式電流表一般為多量限。多量限電磁式電流表通常采用將固定線圈分段,然後通過串並聯換接來實現量限的改變。
電磁式測量機構串聯附加電阻,就構成電磁式電壓表。由於電壓表的工作電流很小,為保證固定線圈有足夠的安匝數,線圈的匝數需要很多,一般用很細的漆:包線幾千匝。因受製造上的限製,匝數也不能太多,所以電流就不能太小。這樣,附加電阻就不能太大。因此,電磁式電壓表的內阻比磁電式電壓表的內阻小得多,一一般隻有每伏幾十歐,多則也隻有每伏幾百歐,而磁電式電壓表的內阻可達每伏幾千歐。內阻小,對被測電路的影響就大。