1、第二章磁電系儀表第二章磁電系儀表第一節磁電系測量機構第一節磁電系測量機構第五節萬用電表第五節萬用電表第四節磁電系電壓表第四節磁電系電壓表第三節磁電系檢流計第三節磁電系檢流計第二節磁電系電流表第二節磁電系電流表學習目標：學習目標：2理解磁電系電流表、檢流計、電壓表、萬用表理解磁電系電流表、檢流計、電壓表、萬用表的結構、測量線路、工作原理、技術特性和應用范圍。的結構、測量線路、工作原理、技術特性和應用范圍。1了解磁電系測量機構的結構、工作原理、技術了解磁電系測量機構的結構、工作原理、技術特性和應用范疇。特性和應用范疇。4掌握電流表、電壓表擴大量程的方法。掌握電流表、電壓表擴大量程的方法。3掌握以上

2、儀表的使用與維護方法。掌握以上儀表的使用與維護方法。第一節磁電系測量機構第一節磁電系測量機構圖圖 2 - 1磁電系測量機構的結構示意圖磁電系測量機構的結構示意圖一、結構和工作原理一、結構和工作原理通常的磁電系測量機構由固定的此路系統和可動通常的磁電系測量機構由固定的此路系統和可動的線圈部分組成，其結構如圖的線圈部分組成，其結構如圖 2 - 1 所示。所示。1結構結構第一節磁電系測量機構第一節磁電系測量機構磁電系測量機構根據其磁路系統的結構形式不同，磁電系測量機構根據其磁路系統的結構形式不同，分為外磁式、內磁式和內外磁式三種，如圖分為外磁式、內磁式和內外磁式三種，如圖 2 - 2 所所示。示。圖

3、圖 2 - 2磁電系測量機構的磁路結構磁電系測量機構的磁路結構第一節磁電系測量機構第一節磁電系測量機構2工作原理工作原理磁電系測量機構的基本原理是利用可動線圈中的電磁電系測量機構的基本原理是利用可動線圈中的電流與氣隙中磁場中的相互作用產生電磁力，使可動線圈流與氣隙中磁場中的相互作用產生電磁力，使可動線圈的在例句作用下發生偏轉。原理如圖的在例句作用下發生偏轉。原理如圖 2 - 3 所示。所示。圖圖 2 - 3磁電系測量機構的磁路結構磁電系測量機構的磁路結構產生轉動力矩原理圖產生轉動力矩原理圖M = 2NBlI 此時電磁力的方向與此時電磁力的方向與線圈平面垂直，其轉動力線圈平面垂直，其轉動力矩矩每

4、個每個有效邊有效邊受電磁力受電磁力F = NBlIM = 2NBlI 第一節磁電系測量機構第一節磁電系測量機構式中，式中，D 游絲的反作用力矩系數。游絲的反作用力矩系數。故有故有反作用力矩反作用力矩 Mf 的大小與游絲形變大小成正比，的大小與游絲形變大小成正比，即與偏轉角即與偏轉角 乘正比乘正比由于線圈平面的有效面積由于線圈平面的有效面積A = 2l 式中，式中， 轉軸中心到有效邊的距離。轉軸中心到有效邊的距離。( (2 - 3) ) DM f( (2 - 3) )NBAIM 第一節磁電系測量機構第一節磁電系測量機構所以所以D = NBAI根據指示儀表靈敏度的定義，磁電系測量機構的根據指示儀表

5、靈敏度的定義，磁電系測量機構的靈敏度靈敏度根據物體平衡條條件根據物體平衡條條件 Mf = M 可得可得( (2 - 4) )DNBAS ( (2 - 3) )IDNBA 過載能力小過載能力小1技術特性技術特性靈敏度高靈敏度高只能測量直流只能測量直流表盤標度尺的刻度均勻表盤標度尺的刻度均勻準確度高準確度高二、技術特性和應用范圍二、技術特性和應用范圍第一節磁電系測量機構第一節磁電系測量機構2應用范圍應用范圍磁電系測量機構主要用于直流儀表，在直流標準磁電系測量機構主要用于直流儀表，在直流標準表、便攜式和安裝式儀表中都得到廣泛應用。表、便攜式和安裝式儀表中都得到廣泛應用。第二節磁電系電流表第二節磁電系

6、電流表圖圖 2 - 5電流表的分流電流表的分流一、結構和工作原理一、結構和工作原理磁電系電流表由磁電系測量機構和測量線路磁電系電流表由磁電系測量機構和測量線路分分流器構成。圖流器構成。圖 2 - 5 是最基本的磁電系電流表電路。是最基本的磁電系電流表電路。1結構結構其中，其中，Re 測量機構內阻；測量機構內阻；Rf 分流電阻分流電阻第二節磁電系電流表第二節磁電系電流表2工作原理工作原理則由式則由式( (2 - 5) )可得可得如果用如果用 n 表示量程擴大的倍數，即表示量程擴大的倍數，即所以所以如圖如圖 2 - 5 所示，根據歐姆定所示，根據歐姆定律和并聯電路的特點，可以得到律和并聯電路的特點

7、，可以得到( (2 - 5) )cf11RnR IRRRIfcfc IRRRRRIfcfccc cIIn ( (2 - 5) )1技術特性技術特性結構比較復雜，成本較高結構比較復雜，成本較高應用范圍廣應用范圍廣內阻很小內阻很小二、技術特性和應用范圍二、技術特性和應用范圍2應用范圍應用范圍磁電系電流表主要用于直流電路中電流的測量。磁電系電流表主要用于直流電路中電流的測量。利用外附分流器，其量程范圍從幾微安到幾百安。利用外附分流器，其量程范圍從幾微安到幾百安。第二節磁電系電流表第二節磁電系電流表1直流電流的測量方法直流電流的測量方法三、使用維護方法三、使用維護方法電流表接入被測電路后，相當于串聯了

8、一個電阻，電流表接入被測電路后，相當于串聯了一個電阻，從而使被測電流比實際小從而使被測電流比實際小第二節磁電系電流表第二節磁電系電流表如圖如圖 2 - 8 所示，磁系電流表直接與負載串聯。所示，磁系電流表直接與負載串聯。圖圖 2 - 8直流電流的測量方法直流電流的測量方法ARRUI 第二節磁電系電流表第二節磁電系電流表2合理選擇電流表合理選擇電流表( (4) )合理選擇電流表內阻。合理選擇電流表內阻。( (3) )根據使用環境，選擇適合電流表使用條件的組根據使用環境，選擇適合電流表使用條件的組別。別。( (2) )根據被測電流大小選擇相應量程的電流表。根據被測電流大小選擇相應量程的電流表。(

9、(1) )根據被測量準確度要求，合理選擇電流表的準根據被測量準確度要求，合理選擇電流表的準確度。確度。第二節磁電系電流表第二節磁電系電流表5正確讀數正確讀數測量前測量前，應先檢查電流表指針是否對準，應先檢查電流表指針是否對準“0” 刻度刻度線。如果沒對線。如果沒對，應調節調零器應調節調零器，使指針對準使指針對準“0” 刻度刻度線線。3測量前檢查測量前檢查讀數時，應讓指針穩定后再進行讀數，并盡量使讀數時，應讓指針穩定后再進行讀數，并盡量使視線與刻度盤保持垂直。如果刻度盤有反射鏡，應使視線與刻度盤保持垂直。如果刻度盤有反射鏡，應使指針和指針在鏡中的影像重合，以減小誤差。指針和指針在鏡中的影像重合，

10、以減小誤差。4電流表與被測電路的連接電流表與被測電路的連接測量時，應將電流表串聯于被測電路的低電位一測量時，應將電流表串聯于被測電路的低電位一側。側?！?”+”進進“-”-”出。標有出。標有“* *”是公共端。是公共端。第二節磁電系電流表第二節磁電系電流表6維護方法維護方法 由于磁電系電流表的過載能力很小由于磁電系電流表的過載能力很小,使用時一定要使用時一定要注意連接電路的極性和量程的選擇注意連接電路的極性和量程的選擇 。若在測量中發現指針反向偏轉或正向偏轉超過標度若在測量中發現指針反向偏轉或正向偏轉超過標度尺上滿刻度線尺上滿刻度線，應立即斷電停止測量應立即斷電停止測量，待連接正確或重待連接正

11、確或重新選擇更大量程的電流表后再進行測量新選擇更大量程的電流表后再進行測量 。另外另外，當測量工作完畢后當測量工作完畢后，應先斷電源應先斷電源，再從測量再從測量電路中取下電流表電路中取下電流表，將其放置在干燥、通風和陰涼的環將其放置在干燥、通風和陰涼的環境中。對靈敏度、準確度很高的微安表和毫安表境中。對靈敏度、準確度很高的微安表和毫安表，應用應用導線將正負端鈕連接起來導線將正負端鈕連接起來，以保護儀表的測量機構以保護儀表的測量機構。第三節磁電系檢流計第三節磁電系檢流計圖圖 2 - 10光標讀數裝置光標讀數裝置一、結構和工作原理一、結構和工作原理光點式檢流計的結構示意和讀數裝置如圖光點式檢流計的

12、結構示意和讀數裝置如圖 2-9 和圖和圖 2-10 所示所示 。1結構結構磁電系檢流計常用來檢查電路中有無電流通過成，磁電系檢流計常用來檢查電路中有無電流通過成，一般有指針式和光點式。一般有指針式和光點式。圖圖 2 - 9張絲及懸掛檢流計結構示意張絲及懸掛檢流計結構示意第三節磁電系檢流計第三節磁電系檢流計如圖如圖 2 - 11 所示。所示。光點式檢流計分為兩種：光點式檢流計分為兩種：安裝式檢流計安裝式檢流計便攜式檢流計便攜式檢流計如圖如圖 2 - 12 所示。所示。圖圖 2 - 12安裝式檢流計結構圖安裝式檢流計結構圖圖圖 2 - 11便攜式檢流計結構示意圖便攜式檢流計結構示意圖1正確選擇磁電

13、系檢流計正確選擇磁電系檢流計二、磁電系檢流計的選擇和使用維護方法二、磁電系檢流計的選擇和使用維護方法第三節磁電系檢流計第三節磁電系檢流計第三節磁電系檢流計第三節磁電系檢流計( (3) )決不允許用萬用表或電阻表去測檢流計內阻。決不允許用萬用表或電阻表去測檢流計內阻。( (1) )使用時必須輕放使用時必須輕放( (2) )串聯大電阻進行保護串聯大電阻進行保護選擇磁電系檢流計時應主要根據以下幾點選擇磁電系檢流計時應主要根據以下幾點: :2使用維護方法使用維護方法( (3) )選用阻尼時間較短的檢流計。選用阻尼時間較短的檢流計。( (1) )選擇與測量電路準確度相適應的靈敏度或電流選擇與測量電路準確

14、度相適應的靈敏度或電流常數。常數。( (2) )選擇在合適的阻尼狀態下工作。選擇在合適的阻尼狀態下工作。第四節磁電系電壓表第四節磁電系電壓表一、結構和工作原理一、結構和工作原理1結構結構磁電系電壓表由磁電系測量機構和測量線路磁電系電壓表由磁電系測量機構和測量線路附附加電阻組成。圖加電阻組成。圖 2 - 14 是磁電系電壓表的基本電路。是磁電系電壓表的基本電路。圖圖 2 - 14磁電系電壓表的基本電路磁電系電壓表的基本電路附加電阻用溫度系數附加電阻用溫度系數很小的錳銅絲燒制而成，很小的錳銅絲燒制而成，通常制成內附式裝在表殼通常制成內附式裝在表殼內部。內部。第四節磁電系電壓表第四節磁電系電壓表2工

15、作原理工作原理則則設需將磁電系測量機構的電壓量程擴大設需將磁電系測量機構的電壓量程擴大 m 倍，即倍，即在圖在圖 2 - 14 中，根據歐姆定律有中，根據歐姆定律有即得即得ccccc)(RIURRIUj 和和( (2 - 8) )c)1(RmRj ccRRUIj ( (2 - 7) )cccc1RRRRRUUmjj 二、技術特性和應用二、技術特性和應用第四節磁電系電壓表第四節磁電系電壓表三、直流電壓的測量方法和磁電系電壓表的使用維三、直流電壓的測量方法和磁電系電壓表的使用維護方法護方法( (1) )量程范圍較廣。量程范圍較廣。( (2) )內阻較高，對被測電路影響小。內阻較高，對被測電路影響小

16、。1直流電壓的測量方法直流電壓的測量方法工程測量中，常用磁工程測量中，常用磁電系電壓表與負載并聯，電系電壓表與負載并聯，如圖如圖 2-17。圖圖 2-14直流電壓的測量方法直流電壓的測量方法第四節磁電系電壓表第四節磁電系電壓表2使用維護方法使用維護方法( (3) )多量程電壓表換擋時應斷開電路。多量程電壓表換擋時應斷開電路。( (4) )不使用時，按說明書妥善保管。不使用時，按說明書妥善保管。( (1) )正確選擇磁電系電壓表。正確選擇磁電系電壓表。( (2) )測量時應將電壓表并聯接入被測。測量時應將電壓表并聯接入被測。第五節萬用電表第五節萬用電表一、結構一、結構萬用電表由萬用電表由表頭及面

17、板表頭及面板，測量線路測量線路，轉換開關轉換開關三三部分構成，如圖部分構成，如圖 2-18 所示所示 MF30 型萬用表的外形圖。型萬用表的外形圖。圖圖 2 - 18MF30 型萬用表外形圖型萬用表外形圖測量線路測量線路是萬用表的是萬用表的中心環節，它對萬用表的中心環節，它對萬用表的測量誤差影響較大。測量誤差影響較大。第五節萬用電表第五節萬用電表1直流電流檔的測量線路直流電流檔的測量線路萬用表的直流電流檔萬用表的直流電流檔實質上就是一個多量程的實質上就是一個多量程的直流電流表。直流電流表。一、測量線路一、測量線路第五節萬用電表第五節萬用電表2直流電壓檔的測量線路直流電壓檔的測量線路萬用表的直萬

18、用表的直流電流檔實質上流電流檔實質上就是一個多量程就是一個多量程的直流電壓表。的直流電壓表。圖圖 2-23MF30 型萬用表直流電壓擋測量線路型萬用表直流電壓擋測量線路第五節萬用電表第五節萬用電表3交流電壓檔和電流檔的測量線路交流電壓檔和電流檔的測量線路( (1) )整流電路整流電路第五節萬用電表第五節萬用電表( (2) )整流系多量程電壓表整流系多量程電壓表圖圖 2 - 26MF30 型萬用表交型萬用表交流電壓擋測量線路流電壓擋測量線路第五節萬用電表第五節萬用電表( (2) )整流系多量程交流電流表整流系多量程交流電流表圖圖 2 - 27MF30 型萬用表交流電流擋測量線路型萬用表交流電流擋測量線路第五節萬用電表第五節萬用電表3歐姆檔的測量線路歐姆檔的測量線