电工仪表与测量教案.doc

课程名称：电工仪表与测量
适用专业：电气自动化、机电一体化
授课课题：磁电系电流表
知识目标：掌握磁电系电流表的分类、基本结构及工作原理
掌握多量限电磁系电流表各种分流器的结构、特点及连接方式
掌握电磁系电流表的技术特性和应用范围
能力目标：能用相关结论灵活解题
能根据题目要求及实际需要选择合适的分流器
教学重难点：磁电系电流表的基本结构及工作原理
用相关结论灵活解题
根据题目要求及实际需要选择合适的分流器
教学时数：2学时
教学过程及内容
引入新课：
上节课，我们一起了解了磁电系测量机构的有关知识，这节课我们来一起学习在磁电系测量机构的基础上构成的磁电系电流表的一些内容。
进入正课：
一、分类（根据量限不同）
　　　　微安表、毫安表、安培表、及千安表四类。
二、结构及其原理
1、结构
由磁电系测量机构和测量线路――分流器构成，如下图：

原因：（1）、磁电系测量机构的过载能力小，如果直接用于电流测量，电流量限很小，只有几十微安至几十亳安。
　　 （2）、利用分流器进行分流可扩大量限。
要求：使ＩC与被测量电流I之间保持严格的比例关系。
2、工作原理
参照结构图，根据欧姆定律及并联电路的特点，可以得到：
　　　　ICRC=If1Rf1
I=IC+If1 IC=I Rf1/(RC+ Rf1)
（对某一电流表而言，RC和Rf1是固定不变的，所以通过表头的电流与被测电流I成正比。根据这一正比关系，对电流表标度尺进行刻度，就可以指示出被测量电流的大小。）
如果用n表示量限扩大倍数，即： n=I/Ic
由式IC=I Rf1/(RC+ Rf1)可得： Rf1=RC/（n-1）
由式可看出量限扩大倍数越大，分流电阻的阻值就越小。
（采用不同电阻值的分流电阻，可制可多量限电流表）
三、多量限磁电系电流表
1、（用来测量50A以下小电流，封装在仪器仪表壳之内的）多量限电流表的分流器
（1）、开路连接（实际上不采用）

优点：各量限具有独立的分流电阻，互不干扰，调整方便。
缺点：（开关的接触电阻包含在分流电阻支路内，即）仪表的误差增大甚至损坏表头。
（2）闭路连接

优点：（接触电阻对分流关系没有影响，即）对电流表的误差没有影响，也不会使表头过载。
缺点：调整和维修都比较繁琐。
2、外附分流器
（1）、特点：减温度对仪表的影响
（2）连接：两对端子粗：电流端钮 串联被电路中外侧。
细：电位端钮 与测量机构并联内侧。
优点：使分流电阻中不包含接触电阻，减小接触电阻对测量误差的影响。
（3）外附分流器的额定电压值：30mV、45 mV、75 mV、
100 mV、150 mV、和300 mV。
3、标称值
不标明电阻值，而标明“额定电流”和“额定电压”。
（额定电流指电流量程扩大后的最大电流值，额定电压值是指当分流器工作在额定电流下，分流器电位端钮两端的电压值。）
表头与外附公流器连接后其量限就等于外附分流器的额定电流。
例如一只量限为150A的磁电系电流表，标明需配用“150A，75mV”的分流器，它的标度尺按满刻度150刻度。如该表配用“150A，75mA”的分流器时它的量程就是150A，如配用“450A，75mV”的分流器时，它的量程就是450A。此时，该表的指示数应乘以3，才是实际测到的电流值。
例1有一只磁电系表头，满偏电流为500μA,内阻为200Ω。现在要把它制成量程为1A的电流表，则应选用阻值为多少的分流电阻？若需利用该保头测量100A的电流，应选用何种规格的外附分流器？
已知：IC=500μA RC=200Ω I=1A
求： Rf1 外附分流器的额定电压和电流值
解：量程扩大倍数为
n=I/IC=1/（500×10-6）=2000
Rf1=RC/（n-1）=1/（2000-1）×200Ω=0.1Ω
故应选用0.1Ω的分流电阻
若要用此表测量100A的电流，选用外附分流器时，应考虑测量机构满偏时的电压，即：
UC= IC×RC=500×10-6×200V=100mV
所以，应选用“150A，100mV”的外附分流器。
四、技术特性和应用范围
1.技术特性
磁电系电流表除具备磁电系测量机构共有的技术特性外，作为电流测量仪表还具有如下特性：
（1）、内阻很小。由于分流电阻并联在表头两端，可扩大表头的量限，所以磁电系电流表的内阻很小，在测量过程中，对被测电路影响很小。
（2）结构比较复杂，成本较高。
（3）应用范围广。
2、应用范围
磁电系电流表主要用于直流电路中电流的测量。利用外附分流器，其量程范围从几微安到几百安培。
五、使用维护方法
１、 合理选择电流表
２、 测量前的检查
３、 电流表与被测电路的连接
４、 正确读数
５、 维护方法
作业：与本节内容有关的习题