浅析电工仪表的分类及其应用

发表时间:2020/5/18   来源:《基层建设》2019年第35期   作者:杜博1 吴琼2
[导读] 摘要:随着社会的发展,我国的科学技术水平不断进步,其中,电工仪表作为电子工程技术人员和电子设备检测人员的常用工具,已被越来越多的人应用起来,随着电力建设的不断加速,我国的电工仪表也进入了一个快速发展的时期,电工仪表制造企业紧跟时代步伐,在一些技术领域达到了世界先进水平,企业的集中度不断提高,生产规模不断扩大,技术核心竞争力也在不断增强,已具备了相当的优势。
        1身份证号码:23010319870411XXXX 2身份证号码:23011919870116XXXX 1黑龙江省电工仪器仪表工程技术研究中心有限公司  150028 2 哈尔滨电工仪表研究所有限公司  150028
        摘要:随着社会的发展,我国的科学技术水平不断进步,其中,电工仪表作为电子工程技术人员和电子设备检测人员的常用工具,已被越来越多的人应用起来,随着电力建设的不断加速,我国的电工仪表也进入了一个快速发展的时期,电工仪表制造企业紧跟时代步伐,在一些技术领域达到了世界先进水平,企业的集中度不断提高,生产规模不断扩大,技术核心竞争力也在不断增强,已具备了相当的优势。随着电力事业的发展,电工仪表的进一步发展也是可以预见的。不断发展的电力事业对电工仪表行业形成了新的挑战,同时也是电工仪表业的一个重要机遇和新的发展空间。
        关键词:电工仪表;分类;应用
        引言
        电能作为人类应用最广泛的能源,被广泛应用于人们的生产和生活中。随着现代社会电能的用途越来越多,用电设备品种和功能越来越多样化和复杂,电工仪表制造技术也得到了一定的发展。电工仪表是实现电磁测量过程中技术工具的总称,其技术发展不仅影响电能生产、输送、应用诸多领域的技术发展。随着人们对电工仪表功能和精度要求的不断提高,电工仪表制造和应用技术的发展更是受到社会的广泛重视。
        1电工仪表概念
        1.1电工仪表定义
        电能在我们生活中无处不在,这种特殊的能量是人们感官不能直接感觉和反映的。在电能的生产、分配中,只有通过电工仪表的测量才能对其加以监测从而保证电力系统安全经济的运行。通常人们把电工仪表叫做电力工业的“眼睛”。
        1.2电测量指示仪表构成
        电测量指示仪表可以分为测量线路和测量机构两个部分。其中测量线路是将被测量a转为测量机构的过度量b;之后测量机构再把过度量b转化为指针的角位移c。通常情况下测量机构的过度量和角位移是保持一定的函数关系,通过角位移的值就能得到被测量的值。
        2电工仪表的分类
        2.1磁电系仪表
        磁电系仪表的测量机构由固定部分和可动部分组成。其中永久磁铁、极掌和固定在支架上的圆柱形铁芯组成固定部分;铝框架上的可动线圈、前后两根半轴与转轴相连的指针、平衡锤、游丝组成可动部分。磁电系仪表的工作原理是利用可动线圈中通过的电流和气隙中永久磁铁产生的磁场相互作用,产生电磁力而使可动部分转动。当线圈中通入电流,电表的可动部分受到转动力矩、反作用力矩和阻尼力矩的作用。其中转动力矩是在线圈中通入电流时,载流导体在磁场中受到力的作用,遵守左手定则:F=BINL(B—气隙的磁场磁感应强度。L—线圈的有效边长;I—通过线圈的电流;N—线圈的匝数)当考虑到磁力线方向和圆柱面垂直时,引入转动力矩的概念:M=Fr=2BLINr=BSIN=KI(K与气隙中磁感应强度、线圈尺寸及匝数有关)反作用力矩是线圈在电磁力作用下,受到游丝产生的反作用力的效果,其大小与游丝的形变大小成正比,即与线圈偏转角c成正比:Mc=Dc(D是系数,与游丝材料性质、形状和尺寸有关)仪表的阻尼力矩属于电磁阻尼力矩,它由铝框中产生的感应电流和磁场相互作用产生。根据右手定则可判断电流在磁场中的方向,通过左手定则可判断受力,该阻尼力矩总是反抗铝框运动。同时在指针的稳定位置时,阻尼力矩就消失了。
        2.2电动系仪表
        电动系的测量机构是通过两个通电线圈之间的电动力来产生转动力矩的。它由固定线圈和可动线圈组成,游丝产生反作用力矩的同时可引入引出可动线圈的电流,空气阻尼器用来产生阻尼力矩。当固定线圈和可动线圈分别通电流I1和I2时,可动线圈会在力矩作用下发生偏转,因为通电的可动线圈处在固定线圈产生的磁场中。根据电磁感应定律可知M=kB1I2,同时B1=kI1由此可知M=kI1I2。(B1—固定线圈产生的磁场。I1—固定线圈通过的电流;I2—可动线圈通过的电流;k为系数)反作用力矩由游丝产生Mc=Dc。由转动力矩的公式可知当通入交流时,同时改变I1和I2的方向,力矩的方向仍然保持不变。


        2.3电磁系仪表
        电磁系仪表是利用动铁片和通电的固定线圈之间或与被此线圈磁化的静铁片之间的作用力制成的仪表。一般分为两种:一种为吸引型,一种为排斥型。无论是哪种仪表,当通过固定线圈的电流增大时,可动部分的转动力矩会增大。由数学关系得:
        M=KC(IN)2(KC是个系数)。电磁系仪表的反作用力矩由游丝或弹簧产生,反作用力矩为:Mc=Dc。而仪表的阻尼器通常有“磁感应阻尼器”和“空气阻尼器”两种,以磁感应阻尼器为例,当金属片在阻尼磁场中切割磁力线时,会在金属中产生感应电流,电流和磁场相互作用产生电磁力,其方向可以根据左手定则加以判断。
        3电工仪表的应用分析
        电子信息技术的发展,促进了我国电工仪表制造技术发展,随着用电设备的精密化,电工技术领域对电工仪表的精度和便携要求也越来越高,电工仪表的微型化、智能化、网络化、可靠性、高精度将是发展的趋势。
        3.1模拟式传统电工仪表的应用
        在民用电工仪表领域,模拟式万用表已经逐渐被精度更高的数字万用表所取代,但在专业领域,由于传统电工仪表使用寿命长、可靠性高等优点,仍然具有一定的应用价值。因此,模拟电工仪表向着高精度、高质量发展着,其在应用中会与智能或数字电工仪表协同使用,以满足对测量准确度要求高的测量工作的需要,确保测量结果的准确性。因此,在数字万用表工作稳定性容易受影响的特殊领域,受环境影响更小的模拟式电工仪表仍然具有一定的应用价值。
        3.2数字万用表和智能万用表的应用
        数字万用表操作简单,显示直观,不仅是技术人员工作的好帮手,在民用领域也有较高的应用价值。随着我国数字仪表生产技术的提高,数字仪表已经成为电工仪表市场上的主流产品,社会影响力巨大。但我国数字仪表生产技术不足,导致国内数字仪表厂家主要生产民用的低端电工仪表,而能够出产满足电力和工业生产的高质量电动仪表的厂家并不多,因而国内数字电动仪表的会向着高技术含量发展,并提高对特殊应用电工仪表的技术研发力度,使我国数字仪表制造技术逐渐与国际接轨,在满足国内高端电工仪表需求的同时,能够占领海外市场,使企业获得更广阔的发展空间。
        4电工仪表与电气测量课程教学的问题
        第一,学生应用意识不强。该课程是一门实践性非常强的学科,学生需要将理论与实践结合在一起,才能够凸显出该课程的价值。日常学习中,往往将重点放在理论知识学习中,忽略实践应用,导致学生应用能力较差。第二,教学内容落后。时代在发展,技术也在不断的创新与改革中。电工仪器与电气测量课程的内容,无法满足高校学生学习需求,与实际生活脱轨。课堂教学中,教师应对教学内容进行优化,结合时代发展特点,融入新的内容,使学生掌握先进的知识与技能,为职业发展奠定基础。第三,忽略实践教学。电工仪表与电气测量课程是一门综合性较强的课程,学生不仅需要掌握理论知识,同时还要实践操作。在实际教学中,学校资源不足,导致实践平台资源缺乏。实践是提升学生应用能力的重要因素,学生只有不断实践,才能够积累操作经验,为就业发展奠定基础。缺乏实践平台导致学生失去动手操作的兴趣,进而影响学习效率。
        结语
        综上所述,电工仪表产业的良性发展离不开技术创新,是产业升级的必然结果。伴随电力事业的发展,电工仪表产业需要走的路还很长,为保障国家电力运转并使得企业自身获得发展是电工仪表企业的必走之路。
        参考文献:
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