电工仪表测量课程设计

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1、 电工仪表与测量 大 作 业 专业名称：电气工程及其自动化 班 级：电气工程及其自动化） 学 号： 姓 名： 指导教师： 日期： 2017 年 6 月 1 日 I 目录目录 一、磁电系仪表的结构 . 1 二、磁电系仪表的工作原理 . 4 三、应用范围 . 6 四、测量电路 . 7 五、磁电系仪表测量误差的主要来源及补偿方法 8 六、参考书目、资料 10 七、总结学习心得 11 1 磁磁电电系仪表系仪表 磁电系仪表在电气测量指示仪表中找有极其重要的地位， 广泛应用于直流电 流和电压的测量。如果和整流元件配合，可以用于交流电流和电压的测量；与变 换器配合，可以测量交流功率、频率、相位以及温度压力等

2、；此外，它还广泛用 作电子仪器中的指示器。采用特殊结构时还可以构成检流计，用来测量极其微小 的电流。 一、一、磁电系仪表的结构磁电系仪表的结构 1、磁电系仪表根据磁路形式的不同，分为内磁式，外磁式和内外结合式三种结 构。外磁式的永久磁铁在可动线圈的外面，主要结构如图 1（a）所示，它包括 固定部分和可动部分： 图 1 磁电系仪表的结构 2、磁电系测量机构根据其磁路系统的结构形式不同，分为外磁式、內磁式和内 外磁式三种： 2 固定的磁路由马蹄形永久磁铁、磁轭、极掌和圆柱形铁芯组成，在它们之间 的空隙内，形成强辐射状的均匀磁场。安装在气隙中的动框，是一个用绝缘细导 线绕制成的矩形线圈。动框上下的侧

3、面固定着带轴尖的轴尖座，轴尖支撑在轴承 的凹槽中，使可动部分可以在气隙中转动。两对游丝的盘旋方向相反，内端与轴 固定，外端固定的支架上。游丝不仅产生阻尼力矩，而且是电流引入和引出线。 轴上的平衡锤可用来调节可动部分的机械平衡，使可动部分的重心在转轴上 。 磁铁由硬磁材料做成；而极掌与铁心则用导磁很高的软磁材料做成。铁心放 在极掌之间，并与极掌形成一个磁场均匀的环形气隙。可动部分由绕在铝框架上 的可动线圈、 线圈两端的两个半轴、 与转轴相连的指针、 平衡锤以及游丝所组成。 整个可动部分支承在轴承上，线圈位于环形气隙中。 图 2 外磁式测量机构 （1） 外磁式测量机构的结构如图 2-1 所示.该巩

4、构通常由固定部分的磁路系统和 活动部分组成，其固定部分的永久磁铁置于活动部分可动线圈的外面，所以称之 为外磁式. 测量机构的活动部分，分别由铝框及绕在上面的活动线圈 (简称动圈)、转 轴、指针、平衡锤、弹簧游丝、调零螺杆和零位调节器组成.游丝有两盘，成螺 3 旋状，且方向相反地将其中的一端固定在转轴上，另一端固定在支架.上.同时起 导流和反作用力矩的作用.当转轴上各零件重量不平衡时，可由平衡锤来调节。 当指针偏离原始零位时，可用零位调节器来调整. 测量机构的阻尼力矩，山绕制动圈的铝框产生.其原理如图 2-2 所示。 根据磁感应原理，当动圈在磁场中运动时，铝框中将产生感应电流诬。 ，其 方向可由

5、右手定则确定.这个感应电流与空气隙中的磁场相互作用，即可产生阻 尼力矩 ME，ME 的方向根据左手定则确定.从图中可以清楚地看到，ME 的方向总 是与动圈的运动方向相反，从而阻止了动圈的来回摆动，使指针平稳地停在读数 位界上.必须指出，只有动圈转动时才会产生阻尼力矩，当动圈静止下来以后， 阻尼力矩便不存在了，因此，它对测量结果没有影响。 测量机构的固定部分山永久磁铁 1,半例形的极掌 2、 以及固定在支架上的钢 质圆柱铁心 3 组成。钢质圆柱铁心放在两极掌之中，用来减少磁阻，使之在空气 隙中形成均匀的辐射磁场. （2）所谓内磁式，是因为永久磁铁放在活动线圈的内部，为使二作气隙磁场均 匀，在磁铁

6、外面嵌装有磁极，级外面还加装了一个闭合的导磁环，以形成一个完 全叁的闭合磁路.这样，六仅减小了漏磁，还增大了磁感应强度.内磁式的活动部 分与外磁式大致相同.内磁式结构紧凑、尺寸小、重量轻、仪表防御外磁场的能 力强，磁性材料消耗少.近年来得到广泛的应用. （3）内外磁式结构则在活动线圈内外面均装有永久磁铁，因此，磁场更强，使 空气隙的磁感应强度比内磁式更高，且结构尺寸更加紧凑，与前两种结构形式的 仪表相比，性能更好，因此，在精密和高灵敏度的磁电系仪表中，常采用这种结 构. 3、技术特性和应用 （1）准确度高。磁电系测量机构由于采用了永久磁铁，且工作气隙比较小，所 以气隙磁场的磁感应强度较大， 可以在很小的电流作用下， 产生较大的转动力矩。 可以减小由于摩擦、外磁场等原因引起的误差，提高了仪表的准确度。磁电系测 量机构的准确度可以达到 0.10.05 级。 （2）灵敏度高。仪表消耗的功率很小。 （3）表盘标度尺的刻度均匀，便于读数。 （4）过载能力小。由于被测电流通过游丝导