模块八_磁电系仪表
8000B产品使用说明书
三、系统组成
1．8000B 系列旋转机械监视保护装置由硬件和软件两部分组成。
1.1 硬件部分包括： z 8000B-001 电源模块 z HT-26XX 掌上电脑（内置掌上电脑组态软件） z 8000B/012 双通道轴瓦振动监测保护模块 z 8000B/022 双通道轴振动监测保护模块 z 8000B/032 双通道轴向位移监测保护模块 z 8000B/042 双通道胀差监测保护模块 z 8000B/051 转速/零转速/危急遮断监测保护模块 z 8000B/053 转速监测保护模块 z 8000B/061 偏心监测保护模块 z 8000B/072 双通道热膨胀监测保护模块 z 8000B/082 双通道阀位（油动机）行程监测保护模块 z 8000B/092 双通道油箱油位监测保护模块 z 8000B/102 双通道温度监测保护模块（热电偶） z 8000B/106 双通道温度监测保护模块（热电阻） z 8000B/142 双通道通用显示仪
江阴众和电力仪表有限公司 地址：江阴市绮山路 149 弄 6 号 电话：0510-86282529 传真：05108-86281752 邮编：214432
4
12 行程阀位
双通道 8000B/082
13 油箱油位
双通道 8000B/092
14 温度
双通道 8000B/102
15 温度
双通道 8000B/106
单通道转速/零转速/危急遮断模块
（八）、8000B/053
单通道转速模块
（九）、8000B/061
单通道偏心模块
（十）、8000B/072/082 双通道热膨胀/阀位模块
（十一）、8000B/092
双通道油箱油位模块
（十二）、8000B/102
磁电系仪表
BNs BNs U C I SU U C D D R
三、技术性能
1.灵敏度高、准确度高、表耗功率低
由于永久磁铁与铁心间的气隙小，气隙间的磁感应强度比较强，所以磁电
系仪表有比较高的灵敏度。且磁感应强度较强时，驱动力矩大，可采用反作
用力矩系数比较大的游丝。有较大的定位力矩，使摩擦力矩的影响减小。内 部磁场强度大，外磁场影响相对弱，可获得较高的准确度。且表耗功率低， 对被测电路的影响小。所以磁电系仪表是一种应用广泛具有高灵敏度、高准 确度、低表耗功率的仪表。
2.具有均匀等分的刻度
磁电系仪表的指针偏转角与可动线圈的电流成正比，标尺的刻度均匀等分， 易于标尺的制作。
3,只能用于直流电路
若在交流范围使用，必须配整流器。
四、电流表分流器 磁电系仪表可以通过分流器扩大其量程，也 可以并联若干个电阻，通过更换输入接头，可 组成多量程的电流表。
分流器电路
多量程分流器电路 分流器电路加温度补偿电阻
U
磁电系仪表
一、磁电系仪表结构
二、磁电系仪表工作原理
可动线圈通电后，由于线圈在磁场中受到电磁力矩 的作用使指针产生偏转，当可动线圈稳定后，可认为 驱动力矩等于反作用力矩，并推出仪表偏转角与电流 关系为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
M Ma 2 BlINr D BNs I SI I D 若与被测电压并联，仪表的内阻为 R ，则仪表 偏转角与电压关系为
Rsh Rc n 1
五、电压表的附加电阻
扩大电压表量程可以串联附加电阻，设直接测量的 量程为 U c，测量机构内阻为 Rc，串联附加电阻 Rad 后，可将电压量程扩大为 U ，则 U 与 U c 的关系可 由下式求得
Uc U Ic Rc Rad Rc
电磁式仪表的结构和工作原理
W = 1 Li 2 2
式中 i 为通过线圈的电流， L 为线圈的电感。此时电磁能量是用来产生转矩的，测量机构的
瞬时转动力矩为
M t = dW = 1 i 2 dL dt 2 dα
可动部分的平均转矩为
∫ ∫ 1
Mp= T
T
1 dL 1
0 M t dt = 2 dαT
T
i 2dt
0
∫ 式中， 1
T
i 2dt = I 2 （I 是交流电流的有效值） 。因此电磁系仪表的转动力矩为
T0
M p = 1 I 2 dL = K f I 2 2 dα
式中 K f 表示频率为 f 时仪表的系数。
若电磁系仪表用于直流电路时，则转矩为
M = K0I 2
式中， K 0 为直流条件下仪表的系数。
反作用力矩由游丝产生，反作用力矩为
当转动力矩平衡时， M p = M α，即
M α = D ?α
D ?α=
U
可动部分的偏转角为
2
α=
1 2W
I
2
dL =
dα
1 2W
?U ? ?? ?R?
dL
dα
图 3 电磁系电压表原理线路
由此可见，为了减小电压工作时的损耗，应使附加电阻的阻值大一些。
电磁式仪表的结构和工作原理
电磁系仪表是一种交直流两用的测量仪表， 其测量机构主要由通过电流的固定线圈和处
于固定线圈内的可动软磁铁芯组成， 可分为吸引型、
排斥型和排斥 - 吸引型三种基本类型。下面介绍吸引
型的测量机构工作原理。
吸引型测量机构如图 1 所示。它是扁平型的固
定线圈和可动的软磁铁芯所组成。扁线圈中的中间
有一条窄缝。在可动部分的转轴上，还固定有指针、
磁电式仪表的工作原理ppt课件
度
（）
A.增加线圈的匝数；
B.增强磁极间的磁感应强度；
C.减小线圈的电阻；
D.换用不易扭转的弹簧
电流表工作时，安培力产生的力矩和螺 旋弹簧产生的力矩相平衡，即：nBIS=kθ
电表的灵敏度可以表示为θ/I=nBS/k，
可见，提高电流表的灵敏度可以：增加 线圈的匝数；增强磁感应强度；增大线 圈的面积；减小k值
当M1和M2相平衡时，由M1=M2
得: q = nBLdI
k
三 、磁电式仪表的特点
1.灵敏度高，可以测量很弱的电流， 但是绕制线圈的导线很细，允许通 过的电流很小。
2.电流和安培力成正比，所以电流 表的刻度是均匀的
3.电流方向改变，安培力方向改 变 ，线圈朝相反方向转动。
下列哪些措施可以提高线圈的灵敏
安培力对转轴产生力矩： M1=F•d ， 其中安培力的大小为： F=nBIL 故安培力的力矩大小为：
M1=nBILd=nBIS
3.当线圈发生转动，不论通电线圈转 到什么位置，它的平面都跟磁感线平 行，安培力的力矩不变．当线圈转过 角 θ指针偏角也为θ时，两弹簧产生 阻碍线圈转动的扭转力矩M2=kθ
第1节电流表的工作原理
一、电流表的结构
(1) 蹄形磁铁和铁 间的磁场是均匀 地辐向分布的．
(2) 铝框上绕有线圈， 铝框的转轴上装 有两个螺旋弹簧 和一个指针
二、电流表的工作原理
1.线圈的导线处于蹄形磁铁和圆柱 铁芯间均匀辐向分布的匀强磁场 中.
2. 设导线所处磁感应强度大小为B， 线框长为L、宽为d、匝数为n，当 线圈中通有电流时，
正确选项 AB
3.1磁电动圈式仪表
3
2.记录型显示仪表
记录型显示仪表能将工艺过程中各种过程参数的变化情况和变化数值，以 曲线图和数字的记录方式记录、存储下来，便于管理人员了解工艺过程参数变 化的全貌。
该类仪表在我国一直得到广泛应用，现阶段，该类仪表已进入一个从有纸 记录仪过渡到无纸记录仪的发展阶段。
根据其功能和所使用的元器件不同，记录型显示仪表一般可分为自动平衡 记录仪、微机型数据记录仪和无纸记录仪三类。
Taiyuan University of Technology
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§3.1 磁电动圈式仪表
Taiyuan University of Technology
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§3.1 磁电动圈式仪表 二、动圈测量机构
右图是一个永久磁铁构成 的恒定磁场，在磁场里面设臵 一个由相互绝缘的铜线绕制成 的矩形动圈。当电流流经动圈 时，它和永久磁铁的恒定磁场 相互作用，在动圈的有效边上 （垂直边）将产生电磁力F。 根据电磁感应的左手定则，由 于两个有效边上的电流流动方 向相反，因此，在动圈上作用 了两个大小相等，方向相反的 一对力，它引起动圈绕转轴的 转动力矩，该力矩称为偏转力 矩。
20世纪80年代以前，自动平衡记录仪在我国获得广泛应用，主要的品种 有：大型圆图记录仪系列、大型长图记录仪系列、中型圆图记录仪系列、中型 长图记录仪系列、小型长图记录仪系列等。
微机型数据记录仪是在20世纪90年代才被引入的。主要有：单通道微机 型记录显示仪和多通道微机型记录显示报警仪等产品。该类仪表大多采用电子 式的信号处理方法，并以打印记录、数字显示等较先进的方式，取代自动平衡 显示记录仪的记录笔和指针式显示方式，较大地提高了记录仪的显示精度，以
式中： G ——动圈的扭转刚度 θ——动圈的扭转角 当转动力矩M开始产生时，仪表指针开始偏转Mθ,张丝开 始扭曲产生一个反力矩Mθ,当转动力矩增加到与力矩Mθ平衡时， 仪表指针偏转到一定的角度θ，并稳定地指示在某一刻度上， 即 M M
磁电系仪表的结构和工作原理
磁电系仪表的结构和工作原理磁电系仪表的基本测量机构由固定部分和可动部分组成，如图1所示，其特点是由一个或几个永久磁铁和一个或几个载流线圈所构成的磁场能量来推动可动部分偏转。
可动部分的转动力矩中由永久磁铁与载流线圈的磁场相互作用产生的。
磁电系测量机构根据可动部分是载流线圈还是永久磁铁，可分为动圈式和动磁式两类。
在动圈式仪表中根据永久磁铁安装的位置不同，又分为三种：外磁式、内磁式和内外磁相结合三种形式。
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。
磁电系仪表的作用原理是以永久磁铁间隙中的磁场与载流线圈相互作用为基础。
当可动线圈中有电流通过时，根据左手定理，在可动线圏的两个侧边上将产生如图2所示的1F 和2FBNIl F F F ===21式中，B 为空气隙中的磁感应强度，N 为线圈的匝数，I 为通过线圈的电流，l 为线圈中受力边的长度，若在线圈上产生的转动力矩为M ，则SBNI bBNIl bF F bF b M ===+=2122 式中，b 为线圈非受力边的长度，即线圈的宽度；S 为线圈的有效面积，即bl S = 在转矩的作用下，使可动部分转动。
此时仪表的游丝被扭转而产生一个反作用力矩M α。
当偏转角随着测量电流I 增大时，游丝的反作用力矩也增大，因此有M D αα=⋅式中，D 为游丝反矩系数，α为指针的偏转角。
当转动力矩与反作用力矩相等时，表头上的指针就静止在稳定的偏转位置，此时有1.永久磁铁2.磁轭3. 极掌4.圆柱形铁芯5.动框6.游丝7.平衡锤8.磁分路9.指针图1 磁电系测量机构1.永久磁铁2.圆柱形磁铁3.可动线圈 图2磁电作用原理αM M =即 SBNI D α=⋅i SBNI S I Dα== 式中，i S 称为测量机构的电流灵敏度。
磁电系仪表的原理结构和特点
磁电系仪表的原理结构和特点磁电系仪表是一种利用磁性和电性相互作用原理测量电流、电压和功率等电参数的仪器。
它主要由磁路系统、电路系统和指示系统组成。
1. 磁路系统：磁路系统是磁电系仪表的核心部分，它由磁芯、线圈和移动部件组成。
磁芯通常采用铁芯或软磁材料，通过线圈通有电流，形成磁场。
当电流通过线圈时，磁场会引起移动部件受力，使其发生位移。
移动部件通常是一个指针或移动线圈，用于指示或输出测量结果。
2. 电路系统：电路系统是磁电系仪表的另一个重要组成部分，它包括电流、电压和功率测量电路。
电流测量电路通常由电流互感器和电阻组成，用于将被测电流转换为对应的电压信号。
电压测量电路通常由电阻和电位器组成，用于将被测电压转换为对应的电流信号。
功率测量电路通常由电流互感器、电阻和电位器组成，用于测量电流和电压的乘积，即功率。
3. 指示系统：指示系统用于将测量结果以可视化的方式显示出来。
常见的指示系统包括指针式指示器和数字显示器。
指针式指示器通常由一个指针和刻度盘组成，通过移动指针的位置来指示测量结果。
数字显示器通过数字显示屏将测量结果显示出来，通常具有更高的精度和可读性。
磁电系仪表的特点如下：1. 非接触测量：磁电系仪表利用磁性和电性相互作用原理进行测量，不需要直接接触被测电路，因此可以避免电路互连带来的影响和损耗。
2. 高精度：磁电系仪表采用精密的磁路和电路设计，能够实现高精度的电参数测量。
3. 宽测量范围：磁电系仪表的测量范围广泛，可以测量不同电流、电压和功率等电参数。
4. 可靠性高：磁电系仪表采用稳定可靠的磁路和电路设计，具有较高的抗干扰能力和工作可靠性。
5. 易于安装和使用：磁电系仪表通常体积小巧，安装方便，操作简单，适用于各种场合的电参数测量。
磁电系仪表通过利用磁性和电性相互作用原理，实现对电流、电压和功率等电参数的测量。
它具有非接触测量、高精度、宽测量范围、可靠性高和易于安装和使用等特点，广泛应用于电力系统、工业自动化、电子设备等领域。
电磁式、磁电式和感应式电工仪表工作机理
1.1、磁电系电工仪表(1)磁电系仪表的主要结构磁电系电工仪表的测量机构是由固定的磁路系统和可动部分组成的,其结构如图(辽宁科学技术出版社出版的《进网作业电工培训教材》P300图11-2(a))所示。
仪表的磁路系统包括永久磁铁1,固定在磁铁两极的极掌2以及处于两个极掌之间的圆柱形铁芯3。
圆柱形铁芯固定在仪表支架上,用来减小磁阻,并使极掌和铁芯间的空气隙中产生均匀的辐射形磁场。
处在这个磁场中的可动线圈4绕转轴偏转时,两个有效边上的磁场也总是大小相等,并且方向是与线圈边相互垂直的。
可动线圈绕在铝框上。
转轴分成前后两部分,每个半轴的一端固定在动圈铝框上,另一端则通过轴尖支撑于轴承中。
在前半轴还装有指针,当可动部分偏转时,用来指示被测电量的大小。
反作用力矩可以由游丝、张丝或悬丝产生。
当采用游丝时,还同时用它来导入和导出电流。
因此,装设了两个游丝,它们的螺旋方向相反,如图辽宁科学技术出版社出版的《进网作业电工培训教材》P300图11-2(b))所示。
仪表的阻尼力矩则由铝框产生。
磁电系测量机构按其磁路形式的不同,又分为外磁式、内磁式和内外磁式三种,如图辽宁科学技术出版社出版的《进网作业电工培训教材》P300图11-3所示。
外磁式结构,永久磁铁在可动线圈的外部。
内磁式结构,永久磁铁则在可动线圈的内部。
为使气隙磁场均匀,在内磁式仪表的磁铁外面,要加装一个闭合的导磁环,以减小漏磁。
内磁式结构紧凑,受外磁场的影响小,所以近年来得到广泛的使用。
内外磁式结构则在可动线圈内外都用永久磁铁,因此磁场更强,仪表的结构尺寸可以做得更加紧凑。
(2)磁电系仪表的工作原理磁电系测量机构产生转动力矩的原理如图辽宁科学技术出版社出版的《进网作业电工培训教材》P301图11-4所示。
当可动线圈通电时,流过线圈的电流和永久磁铁的磁场相互作用的结果是产生电磁力,从而形成转动力矩,使可动部分发生偏转。
根据安培力定律和左手定则,可以定出电磁力的大小和方向。