直讀式儀表測量各種電量的基本原理利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用,使可動部分受 到轉矩而發(fā)生轉動。轉動轉矩與通入的電流之間有 t = f ( i )
直讀式儀表的基本組成部分
1)產(chǎn)生轉動轉矩 t 的部分使儀表可動部分受到轉矩而發(fā)生轉動。
2)產(chǎn)生阻轉矩 t c 的部分當阻轉矩 t c 等于轉動轉矩 t 時,儀表可動部分平衡在 一定的位置。
3)阻尼器能產(chǎn)生制動力(阻尼力)的裝置,使儀表可動部分能 迅速靜止在平衡位置。
一、磁電式儀表
1. 結構
2. 工作原理
(1) 轉動轉矩t的產(chǎn)生 線圈通入電流i → 電磁力 f→ 線圈受到轉矩 t → 線圈和指針轉動,線圈受到的轉矩 t = k1i
(2) 阻轉矩 t c 的產(chǎn)生 在線圈和指針轉動時,螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉矩 t c 。 彈簧的 t c 與指針的偏轉角 a 成正比,即 t c = k 2 a, 當彈簧的阻轉矩 t 與線圈受到的轉矩 t c 達到平衡時,可動部分停止轉動,此時有 t = t c 。 當彈簧阻轉矩與轉動轉矩達到平衡即 t c = t 時,可轉動 部分便停止轉動, t = k 1 i , t c = k 2 a 。
結論: 指針偏轉的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比。
3. 阻尼作用的產(chǎn)生
當線圈通入電流而發(fā)生偏轉時,鋁框切割磁通,在框內 感應出電流,其電流再與磁場作用,產(chǎn)生與轉動方向相 反的制動力,于是可轉動部分受到阻尼作用,快速停止 在平衡位置。
4.用途
測量直流電壓、直流電流及電阻。
5. 優(yōu)點:
刻度均勻;靈敏度和準確度高;阻尼強;消耗 電能 量??;受外界磁場影響小。
6. 缺點:
只能測量直流;價格較高;不能承受較大過載。
二、電磁式儀表
1. 結構
主要部分是固定的圓形線圈、線圈內部有固定的鐵片、 固定在轉軸上的可動鐵片。
2. 工作原理
線圈通入電流 i→磁場→固定和可動鐵片均被磁化( 同一 端的極性是相同的 )→可動片因受斥力而帶動指針轉動, 儀表的轉動轉矩 t = k i 2 , 彈簧的阻轉矩 t c 與指針的偏轉角 a 成正比,即彈簧的阻轉矩 t c = k 2 a , 當 t = t c 時,可動部分停止轉動, 即指針的偏轉角a=(k1/k2)i 2=ki 2
結論: 指針偏轉的角度與直流電流或交流電流有效值的平方成正比。
因指針的偏轉角度與直流電流或交流有效值平方成正比,所以儀表標度尺上的刻度是不均勻的。與軸相聯(lián)的活塞在小室中移動產(chǎn)生阻尼力—— 空氣阻尼器。
3. 用途
測量交流電壓、交流電流。
4. 優(yōu)點:
構造簡單;價格低廉;可用于交直流;能測量較大的電 流;允許較大的過載。
5. 缺點:
刻度不均勻;易受外界磁場及鐵片中磁滯和渦流(測量 交流時)的影響,因此準確度不高 。
三、電動式儀表
1. 結構
有兩個線圈:固定線圈和可動線圈??蓜泳€圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上。
2. 工作原理
固定線圈中的電流 i 1 ( i 1 )→磁場可動線圈中的電流 i 2 ( i 2 ) 與磁場相互作用→電磁力 f 線圈受到轉矩 t→線圈和指針轉動,
3. 用途
測量交直流電壓、電流及功率
4. 優(yōu)點: 可用于交直流;準確度較高。
5. 缺點: 受外界磁場影響大; 不能承受較大過載。