現(xiàn)代電氣檢測技術

1、第三次作業(yè)P961、何為零點殘余電壓？說明該電壓產(chǎn)生的原因及消除方法。答：零點殘余電壓：當差動變壓器中間的鐵心處于中心位置時，理想條件下， 輸出電壓為0,實際上，當使用電橋電路時，在零點總有一個最小的輸出電壓。 一般把這個最小的輸出電壓稱為零點殘余壓。產(chǎn)生原因：一是由于兩個二次測量線圈的等效參數(shù)不對稱，時期輸出地基波 感應電動勢的幅值和相位不同，調(diào)整磁芯位置時，也不能達到幅值和相位同時相 同。二是由于鐵芯的B-H特性非線性，產(chǎn)生高次諧波不同，不能互相抵消。消除方法：一，在設計上，力求做到磁路對稱，線路對稱二，采用拆圈的實驗方法減小零點殘余電壓。三，在電路上進行補償（加串聯(lián)電阻，加并聯(lián)電容，加反

2、饋電阻或反 饋電容）2、高頻反射式電渦輪傳感器的基本原理是什么？答：電渦流傳感器由傳感器激勵線圈和被測金屬體組成。根據(jù)法拉第電磁感應定律，當傳感器激勵線圈中通以正弦交變電流時，線圈周圍將產(chǎn)生正弦交變磁場， 使位于該磁場中的金屬導體中產(chǎn)生感應電流，該感應電流又產(chǎn)生新的交變磁場，新的交變磁場阻礙原磁場的變化，使得傳感器線圈的等效阻抗發(fā)生變化，當金屬導體材料和電渦流傳感器中的其它參數(shù)不變時，傳感器線圈的等效阻抗變化與傳感器與被測導體之間的距離成正比，通過測量傳感器線圈的阻抗變化來測量傳感器與被測體之間的距離。補充：利用電渦輪傳感器測量板材厚度的原理是什么？答：L1為發(fā)射線圈，L2為接受線圈，M為被測

3、材料，放置位置如圖所示，L1產(chǎn)生的磁力線必然穿過M并在M中產(chǎn)生渦流I ,這個渦流損耗了部分磁場能量，使到達L2的磁力線減少, 從而引起E的下降。M厚度越大，渦流損耗越大， E就越小，E的大小反映M的厚度，通過 檢測接受線圈E的大小來測量金屬板的厚度。P1341.光電傳感器的特點是什么？采用光電傳感器可測量的物理量有哪些？答：特點：以光電器件為檢測元件，它先將被測非電量轉(zhuǎn)換成光量的變化，然后 通過光電器件將相應的光量轉(zhuǎn)化成電量?？蓽y量的物理量：電絕緣抗電線位移、線速度、角位移、角速。P155.試述磁電式傳感器的基本結(jié)構(gòu)及其簡單工作原理。答：基本結(jié)構(gòu)：磁電式傳感器由兩部分組成，一部分是磁路系統(tǒng)，由

4、它產(chǎn)生恒定 直流磁場，為減少傳感器的體積，一般采用永久磁鐵；另一部分是線圈，由它運 動切割磁力線產(chǎn)生感應電動勢。工作原理：以電磁感應原理為基礎，根據(jù)法拉第電磁感應定律，如果線圈是N匝， 磁場強度為B,每匝線圈平均長度為，線圈相對磁場運動的速度為，則整個線圈 產(chǎn)生的電動勢為，可以用來直接測量速度，如果在傳感器的信號調(diào)節(jié)電路上加一 個積分電路或微分電路，就可以用來測量位移或加速度。.試述霍爾效應的定義及霍爾傳感器的工作原理。答：將半導體薄片置于磁場中，當它的電流方向和磁場方向不一致時， 半導體薄 片上平行于電流和磁場方向的兩個面之間產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應， 該電動勢稱為霍爾電勢。霍爾效應

5、是半導體中電流的運動方向在磁場中受洛侖茲 力作用下發(fā)生橫向漂移的結(jié)果。工作原理：在垂直于外磁場B的方向上放置半導體薄片，當半導體薄片流有電流I 時，在半導體薄片前、后兩個端面之間產(chǎn)生霍爾電勢，霍爾電勢的大小與激勵電流I和磁場的磁感應強度成正比，與半導體薄片厚度 d成反比級U h = Rh型式中 dRh為霍爾常數(shù)。6.簡述霍爾傳感器測量電流，磁感應強度，微位移，壓力的原理。答：微位移和磁感應強度：由可以看出，當控制電流 叵定時，霍爾電勢與磁感 應強度B成正比；若磁感應強度為位置的函數(shù)，則霍爾電勢的大小就可以用來反 映霍爾元件的位置。壓力：當被測壓力變化時，彈簧管端部發(fā)生位移，帶動霍爾片在均勻梯度

6、磁場中 移動，作用在霍爾片上的磁場發(fā)生變化， 輸出的霍爾電勢隨之改變，由此知道壓 力的變化。P1903.半導體電阻隨溫度變化的典型特性有哪幾種？答：有三種(1)正溫度系數(shù)(PT。，電阻隨溫度的升高而增大。(2)負溫度系數(shù)(NTQ,電阻隨溫度的升高而減小。(3)臨界溫度系數(shù)(CTR,在溫度的某個點或某段區(qū)間電阻發(fā)生跳變的現(xiàn)象。5.簡述熱電偶的工作原理。答：熱電偶傳感器是一種將溫度變化轉(zhuǎn)換為電勢變化的傳感器。熱電偶的測溫原理基于物理的 熱電效應”。所謂熱電效應，就是當不同材料的導體組成一個閉合 回路時，若兩個結(jié)點的溫度不同，那么在回路中將會產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。 兩點問 的溫差越大，產(chǎn)生的電動勢就越大

7、。引入適當?shù)臏y量電路測量電動勢的大小， 就 可測得溫度的大小。9.在一測溫系統(tǒng)中，用伯銘-柏熱電偶測溫，當冷端溫度為to =30七時，在熱端溫度t時測得熱電勢E(t,30()=6.63mV,求被測對象的真實溫度。答：查表可得:E(30,0) =0.173mVE(t,30 C) =6.63mV所以，E(T ,0) -6.63 0.173-6.803mV反查伯銘-鋁分度表可得，t=750七第四次作業(yè)p303 1.補：1、有一只磁電系表頭，其內(nèi)阻為 20夏，額定壓降為50Mv.現(xiàn)將它改為量程為500mA的電流表，求分流器的電阻值。解：IC =50 10 =2.5 104An=0.52.5 10200

8、= 2000分流電阻Rsh=200=0.1-2000 -12、有一磁電系表頭，內(nèi)阻為150Q,額定壓降為45mV,現(xiàn)將它改為150mA量 程的電流表，問應接多大的分流器，若將它改為15V的電壓表，則應接多大的附加電阻？解：改為150mA量程的電流表，可先求得表頭的滿偏電流 I,45mV , Ic =0.3mA150j求得擴程倍數(shù)n= = 150 -500Ic 0.3分流器電阻sh 一n -1Rc _ 150500 -1=0.3006J改為15V的舶電壓表的擴程倍數(shù)m=5V- =333.345mV附加電阻Rad=(m-1)RC =(333-1)150 = 49800.磁電系儀表測量機構(gòu)的工作原理

9、是什么？特點是什么？為什么不能用于交流量的測量？答：工作原理：磁電系儀表主要有固定磁鐵和可動線圈組成， 是利用帶電導體處于磁場中受到的電磁力矩作用而使可動部分旋轉(zhuǎn)的原理而制成的。它由轉(zhuǎn)動力矩、反作用力矩和阻尼力矩組成。轉(zhuǎn)動力矩是當電流流入線圈時，載流導體在磁場中 受到力的作用，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。反作用力矩由游絲產(chǎn)生，它的反作用力矩和指針 偏轉(zhuǎn)的大小成正比。阻尼力矩由線圈鋁合金框架和線圈與外電路閉合成回路時產(chǎn)生，作用總是阻止線圈運動，能使線圈盡快的穩(wěn)定下來。當轉(zhuǎn)動力矩與游絲產(chǎn)生 的反作用力矩相平衡為止，指針停在某一刻度上，可讀出指示值。特點：刻度均勻、準確度高、靈敏度高、功率消耗小、過載能力小、只能

10、用于測量直流原因：固定永久磁鐵產(chǎn)生的磁場是固定的， 當可動線圈通入交流電時，可動線圈力矩的方向也隨之改變，當交流電的頻率小于可動線圈固有頻率時， 指針隨電流 方向的變化左右擺動，當交流電頻率大于可動部分的固有頻率時， 指針偏轉(zhuǎn)將與 一個周期內(nèi)平均力矩有關，如平均力矩為零，指針將停留在原處不動，所以不能 測量交流電。.簡述電動系儀表測量機構(gòu)的工作原理？答：電動系儀表由固定線圈和可動線圈組成。當固定線圈通過電流i1時，將建立一個磁場，通過電流i2的可動線圈處于固定線圈的磁場中，將受到磁場作用的電磁力，結(jié)果使儀表的可動部分在轉(zhuǎn)動力矩作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，反作用力矩由游絲產(chǎn)生，當轉(zhuǎn)動力矩與游絲產(chǎn)生的反作用力

11、矩相平衡為止， 指針停在某一刻度上，可讀出指示值。阻尼力矩采用空氣阻尼，能使指針快速停下來。第五次作業(yè)1、在測量電功率中，電動系儀表接線應遵循哪些原則？如何選擇功率表的量 程？答：（1）功率表的正確接線。即電動系功率表應遵循“電源端”守則?！半娫炊恕?用符號“*”或“士”表示，接線時要使兩線圈的“電源端”接在電源的同一極 性上，以保證兩線圈電流都能從該端子流入。功率表接線時應區(qū)別線圈繞組的“始 端”與“終端”，通常功率表繞組的“始端”用”i號標出，稱為“本”端。功 率表接線時，有電壓線圈前接和電壓線圈后接兩種連接形式。電壓線圈前接時， 應把電壓線圈和電流線圈的 ”端聯(lián)在一起，并使電流線圈串聯(lián)在

12、負載支路中， 流過電流線圈的電流等于負載電流。 電壓線圈后接時，此時電流線圈的電流等于 負載電流與電壓線圈支路的電流之和，它適用于負載為低阻抗的情況。(2)量程的選擇。功率表量程包括功率、電壓、電流三個因素。功率量程 表示負載功率因數(shù)cos1=1,電流和電壓均為額定值時的乘積。若 cosf1,即使 電壓電流均達額定值，功率也不會達到額定值。可見功率表的量程選擇，實則就 是選擇電流和電壓的額定值。在實際測量中，為保護功率表，應該接入電流表和 電壓表，以監(jiān)視負載電流和電壓使之不超過額定電壓和額定電流。2、有一單相用電器，上標 8s平=0.5, P=99w,I=0,9A,當用量程為 1/2A,75/

13、500/300V 的D26M功率表測時，應如何選擇量程？該 表的標尺分格為150,按你選用的量程測量時，若標示為49,則實際消耗功率為多少？ 答：P=UIcosV得 P 99 U = =V = 220VIcos0.9 0.5即應選擇電壓量程300V,電流量程為1A的功率表。(2)功率表常數(shù) C =UHH =300 1 =2W/div ：m 150divP = C =2W/div 49div =98W2、有一單相用電器，上面標有 cos% =0.25, P=99W,I=1.8A,當用 量程為1/2A, 75/150/300V的功率表測量時，問如何選擇該表的量程？ 若該表的標尺分格數(shù)為150,按你

14、選擇的量程測量時，指針示值為49, 問負載實際消耗的功率為多少？畫出功率表的測量接線圖。解：P 二UI cos P 99U 22(VI cos 1.8 0.25選用2A,300VW功率表儀表的分格常數(shù)為UI cos H300 2 0 251503000. 25 = 1W/ 格被測功率為P=CN=149=49W3、有一電器屬感性負載，已知 P=100W寸,I=0.9A,cos巾=0.5。若可供選擇的 功率表分別為 2.5A/150V、2.5A/300V、5A/300V、10300V,問選哪一種較為適合。若以上功率表刻度盤都是 150格，則測量時指針偏轉(zhuǎn)多少格。答：P=UIcos，得100=222.22VIcos 0.9 0.5即應選擇2.5A/300V量程的功率表較為合適(2)功率表常數(shù)C=吆.位至=5W/div：- m 150divP =C：得P 100二二一 二div =20divC 5即測量時指針偏轉(zhuǎn)20格4、電力工程中為什么要用無功電能表？(1)無功電能是設備工作時必需從電網(wǎng)吸收的用于建立工作條件的電能。雖然它并不做功，但它卻是電網(wǎng)中的供電設備提供的，發(fā)電廠為生產(chǎn)這種電能要提 供設備容量，電流。它還會造成電網(wǎng)中的能量損耗 (線損和變壓器的熱損耗