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TPXZB电缆变频串联谐振装置厂家阐述电工仪表的非工频测量

来源:扬州拓普电气科技有限公司   2018年09月19日 09:18  

   TPXZB电缆变频串联谐振装置厂家扬州拓普电气科技有限公司为您阐述电工仪表的非工频测量电气测量。在日常生产生活中是非常重要和*的。电气测量的精度是由很多因素决定的。其中,频率和波形两个因素对测量结果的影响是非常重要和显著的。该文针对七种常用的指针式电气测量仪表和数字式仪表,论述了频率和波形对测量结果是否会造成影响和影响的趋势,给出了适合其使用的频率范围。
1 常用指针式电气测量仪表的特点
    按照工作原理来讲,常用指针式电气测量仪表包括磁电式仪表、电磁式仪表、电动式仪表、感应式仪表、静电式仪表、整流式仪表和热电式仪表。常见的各种固定式标准表、携带式仪表、配电盘式仪表和面板式仪表,都是在以上仪表的基础上加以改装而形成的。
1.1 磁电式仪表
    可以说所有的直流仪表都是这种结构,其准确度和灵敏度高。这种仪表在交流条件下不能工作,但对热电式和整流式仪表而言,它们是采用热电偶和整流器把交流变为直流后,再用磁电式仪表作为指示的仪表。除此之外,还可以把各种被测量的交流量变换成直流电流或电压进行测量,所以磁电式仪表是电气测量仪表中使用多的。
1.2 电磁式仪表
    主要用于测量工频电压和电流,其结构牢固。原理上可用于直流的测量,但由于铁片的磁滞作用易产生误差,所以在直流条件下很少使用这种仪表。
1.3 电动式仪表
    利用固定线圈和可动线圈分别通过电流时的转动力矩,正比于两个电流瞬时值乘积的原理制成,用于功率测量为理想。对于电流或电压测量,平方刻度不便于读数。可作为标准表使用,作为携带用和配电盘用功率表时需加入铁芯。
1.4 感应式仪表
    其应用的典型的例子就是电能表,也应用于许多广角仪表中。不能在直流下工作,并且容易受到频率的影响,其使用频率被限制在工频范围内。
1.5 静电式仪表
    在原理上,它是用电压来工作的仪表,在交流和直流条件下都可使用。其优点是耗电量很小,适用于高阻电源的高压测量。
1.6 整流式仪表
    它是内附整流器的磁电式仪表。整流器和热电式仪表中的热电偶一样,被作为交直流转换器,并以此和其它工作原理的仪表相区别。原理上只对平均值起作用,所以有波形误差。但由于采用磁电式仪表,所以它是交流仪表中灵敏的,且相对输入刻度大致是线性的。近年来,采用了锗二极管整流器,改善了其各种特性和可靠性。
1.7 热电式仪表
    这种仪表是根据发热现象制成的,在交流仪表中,它能可靠地指示有效值。同时由于这种仪表的高频特性好,所以广播频率范围内的电流测量都采用这种仪表。
2 数字式仪表的特点
    数字式仪表的准确度很高,如数字式电压表测量直流量的准确度可达0.001% ,甚至更高;数字式仪表的基本量限的输入阻抗高达2500 MW,输入阻抗高于1000 MW的数字电压表很常见,因此,吸收被测量的功率很小,测量结果以数字形式给出,指示数读出方便,没有读数误差;测量速度快,一般都可达到50 次/s ;灵敏度高,现代的积分式数字电压表的分辨率可达0.001 mV;数字式仪表操作简单,测量过程自动化,可自动判断极性甚至切换量程,它还可以方便地与计算机配合,以便进一步计算和控制。对于大多数的测量,数字式仪表都可以胜任,一般的频率和波形误差对它的影响极小。
3 1.5级整流式毫安表的实验
3.1 频率对测量结果的影响
     整流式毫安表的等效电路如图1所示,其一次与二次线圈匝数比为4.300/0.665 ,即6.466 。在整流式毫安表的一次线圈两端加上峰值为100 mV 的正弦电压。
    令其频率从10 Hz 增至100 Hz ,每次增加10 Hz ;再从100 Hz 增至1 kHz ,每次增加100 Hz ;后,从1 kHz 增至19 kHz ,每次增加1 kHz 。在10 Hz 和20 Hz 时,由于电流的频率很低,指针会对瞬时力矩有所响应,出现指针在电流平均值附近摆动和抖动的现象。在10~50 Hz 范围内,指示读数随着频率的增加而增大,根据以上电路图可知,整流环节中存在二极管,它的导通需要一定的电压,在其两端的电压未达到此值之前,电路未导通,正弦波的开始部分不能通过表头。且在频率较低时,由于波形的上升比较缓慢,二极管两端的电压达到导通电压需要的时间较长;随着频率的上升,这一时间会逐渐变短,这样在一个周期内流过表头的电流的平均值,会随着频率的上升而增大,当频率大于或等于50 Hz 时,在一个周期内流过表头的电流的平均值基本不会有太大的变化。在50 Hz 到19kHz 的频率范围内,指示随着频率的上升而减小,这是因为整流器存在某些静电电容,频率升高时,反向工作器件的静电电容,对电流的分流作用使指示值减小。
3.2 波形对测量结果的影响
     整流式仪表指示交流整流电流的平均值,在实际使用时则按照正弦波的有效值进行刻度,波形差距越大,误差越大。考虑到整流环节中,三角波导通时间大于正弦波,方波导通时间长,所以对于三种波形来说,同频率三角波的指示值大于正弦波,方波大于三角波。
     以上七种指针式仪表中,磁电式仪表只能用于直流的测量,但它适用于高灵敏度的仪表且刻度均匀,所以得到了广泛的应用。
    其他指针式仪表都可用于交流的测量。其中,感应式仪表只能在工频下工作,在其他频率下将会产生很大的误差;电磁式和电动式仪表在交流下的使用频率范围基本相同,可以满足大致从20~600 Hz 的一般精度的测量,波形对测量结果的影响不大,一般可满足测量的要求,除非波形畸变很严重;静电式仪表的使用频率范围较以上两者更广,约为20 Hz~2 kHz, 虽然它在原理上不受频率影响,但频率升高会使保护电阻的容抗减小,使指示值偏小;整流式仪表的使用频率范围更广,约为20 Hz~10 kHz ,虽然频率和波形都会对测量结果产生影响,但只要在以上频率范围内且波形畸变不严重,其测量精度仍可满足一般测量的要求。

信息发布:扬州拓普电气科技有限公司

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