磁電系儀表是電子儀器儀表的一種,磁電系儀表主要用于直流電流和電壓的測量,,與整流器配合之后,,也可用于交流電流和電壓的測量。其優(yōu)點是:準(zhǔn)確度和靈敏度高,、功耗小,、刻度均勻等。缺點是:過載能力差,。該儀表主要由磁電系測量機構(gòu)和測量線路組成,。
1.測量機構(gòu)和工作原理
磁電系儀表測量機構(gòu)主要由固定部分和可動部分組成,如圖
3-1-1。固定部分由馬蹄形*磁鐵,、極掌和圓柱形鐵心等組成表頭的磁路系統(tǒng),。固定于表殼上的圓柱形鐵心處于兩極掌之間,并與兩極掌形成輻射均勻的環(huán)形磁場,??蓜硬糠钟衫@在矩形鋁框架上的可動線圈、與鋁框相連的兩個半軸以及固定在半軸上的指針,、游絲等組成,。整個可動部分經(jīng)兩半軸支承在軸承上,線圈則位于環(huán)形磁場中,。
當(dāng)電流經(jīng)游絲流入可動線圈后,,通電線圈在*磁鐵的磁場中受到電磁力,產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩,,使可動線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn),,轉(zhuǎn)矩∝。同時與可動線圈固定在一起的游絲因動圈的偏轉(zhuǎn)而發(fā)生變形,,從而產(chǎn)生反作用力矩,,與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比,即∝,。
當(dāng) =時,,可動部分將不再轉(zhuǎn)動而停留在平衡位置,此時偏轉(zhuǎn)角與輸入電流的關(guān)系為α∝I,。
如果在儀表盤上直接按電流值刻度,,則儀表標(biāo)尺上的刻度是均勻等份的,而且指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向有關(guān),。當(dāng)電流反向時,,可動線圈的偏轉(zhuǎn)也隨之反向。
如果可動線圈通入交流電,,在電流方向變化時轉(zhuǎn)矩的方向也隨之變化,。若電流變化的頻率小于可動部分的固有振動頻率,指針將會隨電流方向的變化而左右擺動,;若電流變化的頻率高于可動部分的固有振動頻率,,指針偏轉(zhuǎn)角將與一個周期內(nèi)轉(zhuǎn)矩的平均值有關(guān)。由于一個周期內(nèi)的平均驅(qū)動轉(zhuǎn)矩為零,,所以指針將停留在零位不動,??梢?,磁電系儀表只能直接測量直流電,而不能測量交流電,。若要測量交流電,,則必須配上整流裝置構(gòu)成整流系儀表,。
2.電流的測量
磁電系儀表可直接作為電流表使用。但由于被測電流要流過截面積極細(xì),、允許流過很小電流(<1mA)的游絲和可動線圈,,所以zui大量程只能是微安或毫安級。為了擴大量程,,可在測量機構(gòu)上并聯(lián)低值電阻即分流器,,如圖3-1-2所示。此時流過表頭的電流只是被測電流的一部分,,兩者的關(guān)系是,。多量程電流表由幾個不同阻值的分流器構(gòu)成,并通過量程轉(zhuǎn)換開關(guān)分別與表頭并聯(lián),。需要擴大的量程越大,,分流器的電阻越小。圖3-1-2中,,儀表的量程分別為<<<,。
測量時,電流表應(yīng)串聯(lián)在被測電路中,,否則將燒壞電流表,。接線時,電流應(yīng)從表的“+”端流入,,“-”端流出,。使用時,應(yīng)根據(jù)被測電流的大小選擇合適的量程,,一般應(yīng)取被測量的1.2~2倍,。
3.電壓的測量
磁電系表頭串聯(lián)高值電阻即分壓器后可制成直流電壓表,如圖3-1-3所示,。由圖可知,,由于與被測電壓成正比,因此表頭指針偏轉(zhuǎn)角可直接指示被測電壓大小,,并按擴大量程后的電壓值做出表盤刻度,。需要擴大的量程越大,分壓器的電阻應(yīng)越大,。多量程電壓表由不同阻值的分壓器構(gòu)成,,并通過量程轉(zhuǎn)換開關(guān)分別與表頭串聯(lián)。圖3-1-3中,,儀表量程為<<<,。
電壓表的內(nèi)阻越大,對被測電路的影響越小。電壓表各量程內(nèi)阻與相應(yīng)量程的比值稱為內(nèi)阻常數(shù),。它是電壓表的一個重要參數(shù),,常被標(biāo)注在表盤上。如表盤標(biāo)注內(nèi)阻為500Ω/V,,則對應(yīng)250V量程,,其實際內(nèi)阻為125kΩ。