《申忠如《电气测量技术》第三章仪表.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《申忠如《电气测量技术》第三章仪表.ppt（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、1/201/20第三章第三章 电工仪表及其应用电工仪表及其应用2/202/2021、指针式电工仪表概述指针式电工仪表概述3/203/20参参考考书书3图图 3-11、指针式电工仪表概述指针式电工仪表概述1.1 基本结构基本结构NS123456784-表针表针5-阻尼叶片阻尼叶片6-游丝游丝7-线圈线圈固定部分固定部分:1-表表 盘盘2-轴承支架轴承支架3-磁磁 铁铁可动部分可动部分:4/204/2041、指针式电工仪表概述指针式电工仪表概述1.2 工作原理工作原理图图 3-1NS12345678电磁力矩电磁力矩 驱动力矩驱动力矩机械力矩机械力矩制动力矩制动力矩机械力矩机械力矩=电磁力矩电磁力矩
2、5/205/2051、指针式电工仪表概述指针式电工仪表概述1.3 主要性能指标主要性能指标1.4 分类分类灵敏度、准确度、刻度单位、功率损耗（输入阻灵敏度、准确度、刻度单位、功率损耗（输入阻抗）、阻尼时间、过载能力抗）、阻尼时间、过载能力.磁电系；磁电系；电磁系；电磁系；电动系；电动系；静电系；静电系；感应系；感应系；热电系热电系.6/206/2061、指针式电工仪表概述指针式电工仪表概述1.5 性能符号性能符号7/207/202、磁电系仪表磁电系仪表2.1 基本结构和工作原理基本结构和工作原理 N SI1I2F1F2+-图图3-2 磁电系仪表结构磁电系仪表结构M=DM=INBSM电磁驱动力矩
3、电磁驱动力矩D机械制动力矩机械制动力矩游游丝偏偏转角角W游丝力矩系数游丝力矩系数D=WI电流的平均值电流的平均值8/208/202、磁电系仪表磁电系仪表2.2 特点特点2.3 应用应用9/209/2092、磁电系仪表磁电系仪表2.4 系统误差分析系统误差分析思路思路:从分析仪表结构从分析仪表结构和测量原理入手和测量原理入手10/2010/20102、磁电系仪表磁电系仪表磁电式仪表的时间特性磁电式仪表的时间特性RROLC图图3-4磁电式仪表测量机构的等效电路磁电式仪表测量机构的等效电路电子系子系统：衰减系数：衰减系数机械系统机械系统：特征角频率特征角频率11/2011/20113、电磁系仪表电磁
4、系仪表3.1 基本结构和工作原理基本结构和工作原理152346L固定线圈和铁芯固定线圈和铁芯 构成的系统电感构成的系统电感I电流的有效值电流的有效值12/2012/20123、电磁系仪表电磁系仪表3.3 应用应用非常适合于有效值的测量，可以测交流和直流非常适合于有效值的测量，可以测交流和直流.测量精度较低测量精度较低2.5级级3.2 特点特点13/2013/20133、电磁系仪表电磁系仪表减小频率对励磁线圈阻抗影响？减小频率对励磁线圈阻抗影响？uRSLCRi图图 3-43-43.4 系统误差分析系统误差分析14/2014/20143、电磁系仪表电磁系仪表3.5 电磁系仪表与磁电系仪表区别电磁系
5、仪表与磁电系仪表区别（2）性能上）性能上:A灵敏度低，灵敏度低，B灵敏度高；灵敏度高；A过流能力强，过流能力强，B过流能力弱；过流能力弱；A功耗大，功耗大，B功耗小；功耗小；A刻度不均匀，刻度不均匀，B刻度均匀；刻度均匀；A可测交流和直流，可测交流和直流，B直接测量量是直流直接测量量是直流.（1）结构上结构上:电磁系仪表（电磁系仪表（A）是动铁式）是动铁式,磁电系仪表（磁电系仪表（B）是）是动圈式；动圈式；A的磁场是由被测量电流通过固定线圈产生的，的磁场是由被测量电流通过固定线圈产生的，B的磁场是由永久磁铁产生的；的磁场是由永久磁铁产生的；A的游丝中不流电流，的游丝中不流电流，B的游丝中流过电
6、流的游丝中流过电流.15/2015/20154、电动系仪表电动系仪表图图3-5 3-5 电动式仪表结构简图电动式仪表结构简图4.1 基本结构和工作原理基本结构和工作原理I1、I2电流的有效值电流的有效值16/2016/20164、电动系仪表电动系仪表4.2 特点特点（1）功耗较大、过载能力小；）功耗较大、过载能力小；（2）刻度不均匀；）刻度不均匀；（3）工作磁场弱，灵敏度较低）工作磁场弱，灵敏度较低;（4）准确较高；）准确较高；（5）平均转矩是交流有效值的函数）平均转矩是交流有效值的函数.4.3 应用应用（1）交直流电压电流表；）交直流电压电流表；（2）相位表、功率因数表、功率表）相位表、功率
7、因数表、功率表 17/2017/20174、电动系仪表电动系仪表4.3 应用应用（1 1）小电流测量）小电流测量图图 3-6N11N12N2R2R11R12IXI1I2方法方法：动、定线圈串联：动、定线圈串联18/2018/20184、电动系仪表电动系仪表4.3 应用应用（2 2）大电流测量）大电流测量图图 3-7N11N12N2R2R11R12IXI1I2R方法方法：动线圈与电阻串联：动线圈与电阻串联 后，再与定线圈并联后，再与定线圈并联19/2019/20194、电动系仪表电动系仪表4.3 应用应用（3 3）电压测量）电压测量图图 3-8R+=R11+R12+R2+R N11N12N2R2
8、R11R12UXI1I2R20/2020/20204、电动系仪表电动系仪表4.3 应用应用（4 4）功率测量）功率测量N11N12N2R2R11R12*IURLRVILI2U图3-9 电动系功率表接线图ILRLU接入电动式仪表，使其具有测量功率的功能？21/2021/20214、电动系仪表电动系仪表4.3 应用应用（4 4）功率测量）功率测量N11N12N2R2R11R12*IURLRVILI2U图3-9 电动系功率表接线图22/2022/20225、静电系仪表静电系仪表3-10 静电电压表结构图5.1结构与工作原理结构与工作原理23/2023/20235、静电系仪表静电系仪表图3-11U被测
9、电压有效值被测电压有效值C系统电容系统电容电场能能：瞬瞬时力矩力矩：平均作用力矩平均作用力矩：W=M5.1结构与工作原理结构与工作原理24/2024/20245、静电系仪表静电系仪表5.2 特点与应用特点与应用 基本测量量是电压有效值的平方，所以刻度不均匀；基本测量量是电压有效值的平方，所以刻度不均匀；灵敏度低，适合于测量高压；灵敏度低，适合于测量高压；频率范围宽，可用于直流几频率范围宽，可用于直流几MHZ的交流电压；的交流电压；准确度一般为准确度一般为0.5%5%；读数与外磁场无关，但易受外电场干扰读数与外磁场无关，但易受外电场干扰.25/2025/20256、感应系仪表感应系仪表6.1 基
10、本结构和工作原理基本结构和工作原理26/2026/2026 利用交流电流产生的扫描或位移磁通，作用在一个可转动的铝盘利用交流电流产生的扫描或位移磁通，作用在一个可转动的铝盘 使之产生涡流，并与之相互作用来得到偏转力矩；使之产生涡流，并与之相互作用来得到偏转力矩；永久磁铁和它的磁轭构成动态平衡阻尼器，产生制动力矩，用来永久磁铁和它的磁轭构成动态平衡阻尼器，产生制动力矩，用来 稳定铝盘转动速度，制动力矩稳定铝盘转动速度，制动力矩=偏转力矩；偏转力矩；铝盘的转速正比于电功率的大小。铝盘的转速正比于电功率的大小。6.1 基本结构和工作原理基本结构和工作原理6、感应系仪表感应系仪表27/2027/202
11、76、感应系仪表感应系仪表6.2 应用应用 电能表电能表电能表规格电能表规格 ：DD28型，型，220V，5（10A），），50HZ，3000r/kWh,型号型号准确度等级准确度等级额定电压额定电压额定电流额定电流最大电流最大电流额定频率额定频率转数转数/度度28/2028/20286、感应系仪表感应系仪表图图 3-12 3-12 电子式三费率电度表原理框图电子式三费率电度表原理框图 电子式三费率电度表电子式三费率电度表29/2029/20297、热电系仪表热电系仪表电流电流 I焦尔热焦尔热 I2R热电动势热电动势 e动圈式仪表动圈式仪表 图图3-13 3-13 热电系仪表的结构热电系仪表的结
12、构7.1 基本结构和工作原理基本结构和工作原理7.2 特点与应用特点与应用 是一种真有效值仪表；是一种真有效值仪表；可测量电流、电压、功率等；可测量电流、电压、功率等；被测信号的频率在被测信号的频率在100MHz以下；以下；当被测信号的频率较高时，测量将当被测信号的频率较高时，测量将 受受“集肤效应集肤效应”和和“谐振谐振”影响影响.30/2030/20本章小结本章小结（1）指针式电工仪表主要按其工作原理，分为磁电系、电磁系、电动）指针式电工仪表主要按其工作原理，分为磁电系、电磁系、电动 系、静电系、感应系、热电系；系、静电系、感应系、热电系；（2）磁电系仪表也称动圈式仪表，其测量原理是）磁电
13、系仪表也称动圈式仪表，其测量原理是它直接测量量是直流电流，指针偏转的角度与电流的平均值成正它直接测量量是直流电流，指针偏转的角度与电流的平均值成正比，刻度均匀并用有效值标度，测量准确度受被测量波形影响；比，刻度均匀并用有效值标度，测量准确度受被测量波形影响；（3）电磁系仪表也称动铁式仪表，刻度非线性，用有效值标度，是交）电磁系仪表也称动铁式仪表，刻度非线性，用有效值标度，是交 直流两用表，非常适合于有效值的测量；直流两用表，非常适合于有效值的测量；（7）分析电工仪表系统误差的出发点主要从电、磁及构造三方面入手）分析电工仪表系统误差的出发点主要从电、磁及构造三方面入手.（4）电动系仪表可用做交直
14、流电压电流表、相位表、功率因数表等；）电动系仪表可用做交直流电压电流表、相位表、功率因数表等；（5 5）静电系仪表常用做高压电压表，交直流均可；）静电系仪表常用做高压电压表，交直流均可；（6 6）感应系仪表常用做电能表，热电系仪表）感应系仪表常用做电能表，热电系仪表利用焦耳热效应原理工作利用焦耳热效应原理工作 的仪表的仪表；31/2031/2031本章思考题本章思考题（1）如何提高磁电系仪表的灵敏度？）如何提高磁电系仪表的灵敏度？（2）从结构和性能上比较磁电系仪表和电磁系仪表；）从结构和性能上比较磁电系仪表和电磁系仪表；（3）磁电系仪表的结构、工作原理？）磁电系仪表的结构、工作原理？（4）（）（）仪表存在磁滞误差，（）仪表存在磁滞误差，（）仪表不存在磁滞仪表不存在磁滞 误差；误差；（5）（）（）可以测量交流和直流，（）的直接测量量）可以测量交流和直流，（）的直接测量量 是直流电流，电度表属于（）；是直流电流，电度表属于（）；a-磁电系仪表，磁电系仪表，b-电磁系仪表，电磁系仪表，c-感应系仪表感应系仪表（6）（）仪表，可制成电压表、电流表、功率因数表、）（）仪表，可制成电压表、电流表、功率因数表、功率表等；功率表等；（7）（）（）和（）和（）仪表的指示值几乎与波）仪表的指示值几乎与波 形无关形无关.