磁電式儀表的特點(diǎn)

【專(zhuān)家解說(shuō)】：[編輯本段]磁電系儀表概念　　用途：磁電系儀表在電工儀表中占有重要地位。 　　它廣泛地應(yīng)用于直流電流和直流電壓的測(cè)量。與整流元件配合，可以用于交流電流與電壓的測(cè)量，與變換電路配合，還可以用于功率、頻率、相位等其它電量的測(cè)量，還可以用來(lái)測(cè)量多種非電量，例如溫度，壓力等。當(dāng)采用特殊結(jié)構(gòu)時(shí)，可制成檢流計(jì)。磁電系儀表問(wèn)世最早，由于近年來(lái)磁性材料的發(fā)展使它的性能日益提高，成為最有發(fā)展前景的指示儀表之一。 　　本章主要介紹磁電系儀表的類(lèi)型、結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及其應(yīng)用。 [編輯本段]磁電系儀表結(jié)構(gòu)　　結(jié)構(gòu)：磁電系儀表根據(jù)磁路形式的不同，分為外磁式，內(nèi)磁式和內(nèi)外磁結(jié)合式三種結(jié)構(gòu)。外磁式測(cè)量機(jī)構(gòu)如圖，由于永久磁鐵放在可動(dòng)線圈之外，所以稱(chēng)為外磁式。整個(gè)結(jié)構(gòu)為兩大部分，即固定部 分和可動(dòng)部分。固定部分由永久磁鐵１、極掌２和固定在支架上的圓柱形鐵心３構(gòu)成。 　　磁鐵由硬磁材料做成；而極掌與鐵心則用導(dǎo)磁很高的軟磁材料做成。鐵心放在極掌之間，并與極掌形成一個(gè)磁場(chǎng)均勻的環(huán)形氣隙?？蓜?dòng)部分由繞在鋁框架上的可動(dòng)線圈４、線圈兩端的兩個(gè)半軸５、與轉(zhuǎn)軸相連的指針７、平衡錘６以及游絲８所組成。整個(gè)可動(dòng)部分支承在軸承上，線圈位于環(huán)形氣隙中。 [編輯本段]磁電系儀表工作原理　　(磁電系儀表工作原理定性) 　　當(dāng)可動(dòng)線圈通以電流以后，在永久磁鐵的磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。 　　反作用力矩通常由游絲產(chǎn)生，磁電系儀表的游絲一般有兩個(gè)，而且兩個(gè)游絲的繞向相反，游絲一端與可動(dòng)線圈相連，另一端固定在支架上，它的作用既產(chǎn)生反作用力矩，同時(shí)又是將電流引進(jìn)可動(dòng)線圈的引線。 　　阻尼力矩由繞制線圈的鋁架產(chǎn)生，其原理見(jiàn)圖當(dāng)鋁架在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合的鋁架切磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流ｉe，這個(gè)渦流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生一個(gè)電磁阻尼力矩Ｍa，顯然阻尼力矩的方向與鋁框架運(yùn)動(dòng)方向相反，因此能使指針較快停在讀數(shù)位置，當(dāng)然鋁架上的線圈與外電路也會(huì)構(gòu)成閉合回路，同樣也會(huì)產(chǎn)生阻尼力矩。 　　磁電系儀表內(nèi)磁式結(jié)構(gòu)組成 　　內(nèi)磁式的測(cè)量機(jī)構(gòu)如圖，與外磁式相比最大區(qū)別在于永久磁鐵做成圓柱形并放在動(dòng)圈之內(nèi)，它既是磁鐵又是鐵心。為了能形成工作氣隙，并能在工作氣隙中產(chǎn)生一個(gè)均勻的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向能處處與鐵心的圓柱而垂直，在磁鐵外面壓嵌一個(gè)扇形斷面的磁極，在線圈外面加一個(gè)導(dǎo)磁環(huán)。磁力線穿過(guò)氣隙后經(jīng)導(dǎo)磁環(huán)閉合，以形成工作氣隙的磁場(chǎng)。 　　磁電系儀表—電磁阻尼、內(nèi)磁結(jié)構(gòu) 　　磁電系儀表產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩示意圖 　　磁電系儀表內(nèi)磁式結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 　　采用這種結(jié)構(gòu)之后，由于磁極和導(dǎo)磁環(huán)都用導(dǎo)磁率很高的軟磁材料，所以閉合磁路的漏磁小、磁感應(yīng)強(qiáng)度大、儀表防御外磁場(chǎng)干擾的能力也得到增強(qiáng)、而且儀表對(duì)外界其他設(shè)備中的磁敏感元件的影響也減少了。加上內(nèi)磁式整個(gè)結(jié)構(gòu)比較緊湊，成本較低，所以與外磁式相比，是一種比較先進(jìn)的結(jié)構(gòu)。 　　內(nèi)磁式可動(dòng)部分的構(gòu)造，則與外磁式基本相同，有時(shí)也采用張絲結(jié)構(gòu)，例如Ｃ36型的直流表。 　　內(nèi)外磁結(jié)合式這種形式除了在可動(dòng)線圈外部裝了永久磁鐵之外，線圈內(nèi)部的圓柱形鐵心也改用永久磁鐵，所以稱(chēng)它為內(nèi)外磁結(jié)合式。這種形式的特點(diǎn)是工作氣隙內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度比較強(qiáng)，其他特點(diǎn)與外磁式相似。 　?。ù烹娤祪x表工作原理定量分析 ） 　　電磁驅(qū)動(dòng)力 M=2IBLNr=IBSN 　　B—工作氣隙中磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度； 　　L—線圈有效邊長(zhǎng)； 　　I—通過(guò)線圈的電流； 　　N—線圈的匝數(shù)； 　　S—線圈有效面積=2Lr。 　　游絲阻力矩 Ｍα=Dα 　　D— 游絲反作用力矩系數(shù)， 　　α—線圈偏轉(zhuǎn)角。 　　偏轉(zhuǎn)角α： 　　靈敏度SI由儀表結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定，對(duì)于某一儀表來(lái)講，它是一個(gè)常數(shù)。因此，其指針偏轉(zhuǎn)角與通過(guò)可動(dòng)線圈的電流Ｉ成正比。 [編輯本段]磁電系儀表表頭參數(shù)　　滿偏電流（ 表頭量程）Ig 　　一般幾十μA—幾十mA 　　表頭內(nèi)阻Rg(線圈+游絲直流電阻） 　　一般幾十歐 —幾百歐 　　注意：表頭內(nèi)阻不能直接用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量，否則會(huì)燒毀表頭線圈。 [編輯本段]磁電系儀表技術(shù)特性　　準(zhǔn)確度高 　　靈敏度高 　　刻度均勻 　　功耗小 　　過(guò)載能力小 　　只能測(cè)量直流