第30講直流穩(wěn)壓電源

電工電子技術(shù)

張立宏、譚甜源辦公地點(diǎn)：3教3301

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213738876第十一次作業(yè)參考答案直流穩(wěn)壓電源9.3.2濾波電路9.4直流穩(wěn)壓電路9.3整流電路本章要求：1.理解單相整流電路和濾波電路的工作原理及參數(shù)的計(jì)算;2.了解穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路和串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的工作原理;3.了解集成穩(wěn)壓電路的性能及應(yīng)用。小功率直流穩(wěn)壓電源的組成功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓u4uou3u2u1交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓9.3

整流電路整流電路的作用:

將交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)槊}動(dòng)的直流電壓。

常見的整流電路：

半波、全波、橋式和倍壓整流；單相和三相整流等。分析時(shí)可把二極管當(dāng)作理想元件處理：

二極管的正向?qū)娮铻榱?，反向電阻為無(wú)窮大。整流原理：

利用二極管的單向?qū)щ娦?.3.1不可控整流電路1.半波整流電路uiu0（1）電路圖（2）工作波形（3）輸出電壓Rui忽略二極管正向?qū)▔航担瑔蜗喟氩ㄕ麟娐份敵雒}沖電壓的一個(gè)周期的平均電壓為：（4）二極管承受的最高反向電壓2．單相橋式整流電路（全波）（1）電路圖uiu0RuiRui（2）工作波形（3）輸出電壓（4）二極管承受的最高反向電壓D4D2D3D1+

－－

+3．三相橋式整流電路（全波）（1）電路圖（2）工作波形（3）輸出電壓RabcD1D3D5D4D6D2u0U0=2.34UABCD1D6D5D6D1D2D3D2D5D4D3D4D5D6二極管導(dǎo)通次序（4）二極管承受的最高反向電壓9.3.3濾波電路1電容濾波（1）電路組成及輸出波形實(shí)際應(yīng)用中，許多電子設(shè)備或電氣設(shè)備常要求其工作電源是輸出平穩(wěn)的直流，而僅由整流電路的輸出，脈動(dòng)太大，還需在整流電路后面加入濾波將濾除交流成分。uiu0uiu0Ruiu0Ruiu0CC(T—電源電壓的周期)(2)輸出電壓的脈動(dòng)程度與平均值Uo與放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)。

RLC

越大電容器放電越慢輸出電壓的平均值Uo越大，波形越平滑。近似估算?。?/p>

Uo

=1.2U(

橋式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）當(dāng)負(fù)載RL開路時(shí)，UO

為了得到比較平直的輸出電壓(3)外特性曲線有電容濾波1.4U無(wú)電容濾波0.45U

UooIO結(jié)論

采用電容濾波時(shí)，輸出電壓受負(fù)載變化影響較大，即帶負(fù)載能力較差。因此電容濾波適合于要求輸出電壓較高、負(fù)載電流較小且負(fù)載變化較小的場(chǎng)合。(4)流過(guò)二極管的瞬時(shí)電流很大選管時(shí)一般?。?/p>

IOM=2ID

RLC

越大ＵO

越高，IO

越大整流二極管導(dǎo)通時(shí)間越短iD

的峰值電流越大。iDtuotOO2電感電容濾波器1)電路結(jié)構(gòu)L

uRLuo++––~+C2)濾波原理對(duì)直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對(duì)諧波分量:f

越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負(fù)載上得到比較平滑的直流電壓。當(dāng)流過(guò)電感的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電勢(shì)阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。

LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合，用于高頻時(shí)更為合適。2電感濾波3復(fù)合濾波電路Ruiu0LLCLC2C1C2C1RLC濾波電路LCπ濾波電路RCπ濾波電路對(duì)直流分量:XL=0，L相當(dāng)于短路,電壓大部分降在RL上。對(duì)諧波分量:f

越高,XL越大,電壓大部分降在L上。因此,在負(fù)載上得到比較平滑的直流電壓。當(dāng)流過(guò)電感的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電勢(shì)阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。9.4直流穩(wěn)壓電路將不穩(wěn)定或不可控的直流電壓變換成穩(wěn)定的、固定或可調(diào)的電路稱為直流穩(wěn)壓電路。經(jīng)變壓、整流和濾波后的直流電壓，雖然減小諧波對(duì)穩(wěn)定性的影響，但是交流電源波動(dòng)和負(fù)載變化對(duì)穩(wěn)定性的影響仍然存在，對(duì)于要求直流電源穩(wěn)定的應(yīng)用場(chǎng)合（精密電子測(cè)量?jī)x器、自動(dòng)控制、計(jì)算裝置等），電壓的不穩(wěn)定，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生測(cè)量和計(jì)算的誤差，引起控制裝置的不穩(wěn)定，甚至根本無(wú)法正常工作。所以，還須進(jìn)行穩(wěn)壓。直流穩(wěn)壓電路按穩(wěn)壓調(diào)整器件的工作狀態(tài)可分為線性直流穩(wěn)壓電路和開關(guān)直流穩(wěn)壓電路兩大類。前者使用簡(jiǎn)便，但轉(zhuǎn)換效率低，體積大；后者體積小，轉(zhuǎn)換效率高，但控制電路較復(fù)雜。隨著電力電子技術(shù)的迅速發(fā)展，開關(guān)直流穩(wěn)壓電路（俗稱開關(guān)電源）已得到了廣泛的應(yīng)用。9.4.1線性直流穩(wěn)壓電路1.常見穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路RuiCRVS恒壓源Rf+∞+－R1R2+UVSRLU0UZ+UVSRf+∞+－R1R2RLU0UZ2.BJT串聯(lián)型線性穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的缺點(diǎn)：帶負(fù)載能力差改進(jìn)1：在輸出端加一射極輸出器（調(diào)整管）UO=UZ-0.7V改進(jìn)2：使輸出電壓可調(diào)——在射極輸出器前加一帶有負(fù)反饋的放大器。調(diào)節(jié)反饋系數(shù)即可調(diào)節(jié)放大倍數(shù)UO=AUFUZ-0.7V為了進(jìn)一步穩(wěn)定輸出電壓，將反饋元件接到輸出端構(gòu)成電壓負(fù)反饋。

由四部分組成：基準(zhǔn)電壓、調(diào)整管、取樣電路、放大比較環(huán)節(jié)。(1)串聯(lián)型穩(wěn)壓電源的構(gòu)成(2)工作原理實(shí)質(zhì)：電壓負(fù)反饋UfUoUoUo1UCEIBIC由UI（或負(fù)載）波動(dòng)引起U0變化：（3）輸出電壓的計(jì)算可見，調(diào)節(jié)R1或R2可以改變輸出電壓。用負(fù)反饋的理論計(jì)算：3集成穩(wěn)壓電源單片集成穩(wěn)壓電源，具有體積小,可靠性高,使用靈活,價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。最簡(jiǎn)單的集成穩(wěn)壓電源只有輸入，輸出和公共引出端,故稱之為三端集成穩(wěn)壓器。1）

分類XX兩位數(shù)字為輸出電壓值三端穩(wěn)壓器輸出固定電壓輸出可調(diào)電壓輸出正電壓78XX輸出負(fù)電壓79XX（1.25~37V連續(xù)可調(diào)）2）

外形及引腳功能W7800系列穩(wěn)壓器外形1—輸入端3—公共端2—輸出端78xxW7900系列穩(wěn)壓器外形1—

公共端3—輸入端2—輸出端79xx塑料封裝3）性能特點(diǎn)（7800、7900系列）輸出電流超過(guò)1.5A（加散熱器）不需要外接元件內(nèi)部有過(guò)熱保護(hù)內(nèi)部有過(guò)流保護(hù)調(diào)整管設(shè)有安全工作區(qū)保護(hù)輸出電壓容差為4%輸出電壓額定值有:

5V、6V、9V、12V、15V、18V、24V等。輸出為固定正電壓時(shí)的接法如圖所示。

①輸出為固定電壓的電路輸入與輸出之間的電壓不得低于3V！4）

三端固定輸出集成穩(wěn)壓器的應(yīng)用COW7805CiUi+_+_UO123

0.1~1F1F為了瞬時(shí)增減負(fù)載電流時(shí)，不致引起輸出電壓有較大的波動(dòng)。即用來(lái)改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)。用來(lái)抵消輸入端接線較長(zhǎng)時(shí)的電感效應(yīng)，防止產(chǎn)生自激振蕩。即用以改善波形。②同時(shí)輸出正、負(fù)電壓的電路23220V

24V+C

24V+CW7815Ci+15V123CiW79151COCO–15V1F1F0.33F0.33F1000F1000F③提高輸出電壓的電路輸出電壓UO=U+UZW78132

Ci

CO

DZ+UO+UI

+U

+UZ④擴(kuò)大輸出電流的電路可采用外接功率管T的方法來(lái)擴(kuò)大輸出電流。一般I3很小，可忽略不計(jì)，則可得出TICW78123CiCOI2RI3I1+UO+UIIRIBIO設(shè)=10，UBE=0.3V，R=0.5，I2=1A，由上式可算出IC=4A，輸出電流IO=I2+IC=5A，比I2擴(kuò)大了。⑤輸出電壓可調(diào)的電路W78

Ci

CO+UI

+U+++UOR1R2R3R4可見移動(dòng)電位器滑動(dòng)端，改變電阻R2和R1的比值，便可調(diào)節(jié)輸出電壓UO的大小。（2）可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器1）型號(hào)及技術(shù)參數(shù)三端可調(diào)輸出集成穩(wěn)壓器的主要特點(diǎn)是流經(jīng)公共端的電流近似于零，即I2=I1，利用這種集成穩(wěn)壓器，外加幾個(gè)元件就可以構(gòu)成精密可調(diào)的穩(wěn)壓或穩(wěn)流電路根據(jù)輸出電壓的極性不同，三端可調(diào)輸出穩(wěn)壓器分CW117/217/317系列——輸出正電壓CW137/237/337系列——輸出負(fù)電壓根據(jù)允許工作結(jié)溫，各系列分三類：由型號(hào)中的第一位數(shù)字區(qū)分，1、2、3分別表示Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ類。2）應(yīng)用電路連接R和RP組成輸出電壓的調(diào)節(jié)電路，調(diào)節(jié)RP即可調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。117C0C1UIRPRU0輸出正電壓系列輸出負(fù)電壓系列ⅠⅡⅢⅠⅡⅢ允許結(jié)溫（C°）-55～150-25～1500～150-55～150-25～1500～150輸出電流（A）0.1、0.5、1.5調(diào)壓范圍1.2V～37V-1.2V～-37V9.4.2開關(guān)直流穩(wěn)壓電源1.結(jié)構(gòu)框圖及參數(shù)線性直流穩(wěn)壓電路輸出電壓穩(wěn)定，紋波小是它的優(yōu)點(diǎn)，但是由于調(diào)整管工作在線性放大區(qū)，其管耗一般很大，故散熱器尺寸要大，因而電源轉(zhuǎn)換效率低（一般為40%～60%），這是它的缺點(diǎn)。為此線性直流穩(wěn)壓電路僅限于小功率的電子設(shè)備。大功率電路應(yīng)采用開關(guān)直流穩(wěn)壓電源。整流濾波AC開關(guān)調(diào)整管高頻變壓器整流濾波比較放大脈寬調(diào)制器基準(zhǔn)取樣DCUIDCU0由于調(diào)整管以開關(guān)方式工作，其輸出電壓波形則是將輸入電壓斬切成為高頻脈沖電壓，所以，需再經(jīng)高頻濾波，才能輸出紋波很小的直流平均電壓。這種直流變換（DC—DC變換）方法稱為直流斬波，相應(yīng)的變換電路稱為直流斬波器。（1）斬波的概念（2）占空比Tton調(diào)整管在一個(gè)開關(guān)周期T中導(dǎo)通時(shí)間ton所占的比例，稱占空比，用D表示。開關(guān)直流穩(wěn)壓電源，是通過(guò)調(diào)整占空比來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓功能的。可見0≤D≤1。高頻濾波開關(guān)管2.開關(guān)直流穩(wěn)壓器原理圖及各部分作用（用IGBT作為開關(guān)管）RLLC+－+－+－uDU0iLiCUI∞++－∞+－+振蕩器基準(zhǔn)ACR1R2比較放大調(diào)整采樣斬波主電路在開關(guān)直流穩(wěn)壓電路中，核心環(huán)節(jié)是由開關(guān)調(diào)整管、高頻濾波等構(gòu)成的直流斬波主電路，這種電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)很多，其中最基本的是Buck電路（降壓）和Boost電路（升壓）。3.斬波主電路分析（1）Buck電路0≤t≤DT期間，開關(guān)管工作在導(dǎo)通狀態(tài)，其等效電路如圖－RLLC+－+U0uLiCUIiL在開關(guān)管V導(dǎo)通期間，由電源輸入到電感L的能量為Win=uLILDT

Win=（Ui-U0）ILDTTton0DTTUGtRLLC+－+－+－uDU0iLiCUIUGDT≤t≤T期間，開關(guān)管工作在阻斷狀態(tài)，其等效電路如圖在開關(guān)管關(guān)斷期間，電感釋放至負(fù)載的能量為：

RLLC+－+－uDU0uLiC∵二極管導(dǎo)通，故ud=0，即Win=Woff結(jié)果表明，當(dāng)Ui為常數(shù)時(shí)，U0與占空比D成正比。電感L在一個(gè)周期內(nèi)儲(chǔ)存的能量應(yīng)等于放出的能量，即

Woff=uLIL（T－DT）=U0IL（T－DT）（Ui－U0）ILDT=U0IL（T－DT）U0=DUi（Ui－U0）D=U0（1－D）RLLC+－+－+－uDU0iLiCUITton0DTtTUGUG由電路圖可知，若在理想的情況下，Buck電路在電能傳輸過(guò)程中沒有功率損耗，則有由以上分析可知，Buck電路具有直流降壓的功能，所以,Buck電路亦稱直流降壓“變壓器”。式中：Ii、I0分別為輸入電流ii和輸出電流i0的平均值。由上式可得（2）Boost電路0≤t≤DT期間，開關(guān)管工作在導(dǎo)通狀態(tài)，其等效電路如圖－RLLC+－+U0uLUI電源輸入到電感L的能量為

i0RLC+－+－+－uGU0LiLiCUIiDiL在此期間，由于Ui恒定，電感電流近似按線性規(guī)律由I1上升至I2，電感中的磁場(chǎng)能量增加，同時(shí)負(fù)載電流由電容C提供。

Tton0DTTUGtDT≤t≤T期間，開關(guān)管工作在阻斷狀態(tài)，其等效電路如圖電感L在一個(gè)周期內(nèi)儲(chǔ)存的能量應(yīng)等于放出的能量在Toff期間，因電感儲(chǔ)有能量產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)保持iL方向不變，即電勢(shì)方向與電流方向一致，電感電流流過(guò)二極管把能量釋放給負(fù)載。其能量為－RLLC+－+U0uLiCUIiLRLC+－+－+－uGU0LiLiCUIiDTton0DTTUGt在理想的情況下，Boost電路在電能傳輸過(guò)程中沒有有功率損耗，則有由以上分析可知，Boost電路具有直流升壓的功能，所以,Boost電路亦稱直流升壓“變壓器”。式中：Ii、I0分別為輸入電流ii和輸出電流i0的平均值。由上式可得脈寬調(diào)制器是一個(gè)輸入電壓（載波信號(hào)）為鋸齒波（由振蕩器輸出），基準(zhǔn)電壓（調(diào)制信號(hào)）為uE的電壓比較器，uE的是輸出電壓波動(dòng)采樣獲得的差值信號(hào)。開關(guān)直流穩(wěn)壓電路是通過(guò)對(duì)輸出電壓脈沖寬度的自動(dòng)調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓的。具體是由脈寬調(diào)制器對(duì)uG

的脈寬的調(diào)制來(lái)達(dá)到對(duì)輸出電壓脈沖寬度調(diào)制的。輸出脈沖電壓的脈寬受uE的控制，而頻率與載波電壓（鋸齒波）的頻率相同。這種頻率固定，脈沖寬度變化的控制方法稱為脈沖寬度調(diào)制，（Pu1seWidthModulation，PWM）。4.穩(wěn)壓原理RLLC+－+－+－uDU0iLiCUI∞++－∞+－+振蕩器基準(zhǔn)ACR1R2比較放大脈沖調(diào)制器采樣斬波主電路uEuTuG其調(diào)制原理如下：當(dāng)輸入電壓ui和負(fù)載都處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，輸出電壓u0也穩(wěn)定不變，設(shè)此時(shí)對(duì)應(yīng)的誤差信號(hào)uE0和控制脈沖電壓uG的波形圖如圖（a）示。通過(guò)上述自動(dòng)調(diào)整，使輸出電壓U0基本保持不變。uTuGttuE1（b）u0波動(dòng)后的波形uTuGtuE0t（a）u0穩(wěn)定時(shí)的波形U0↑—uE↓—uG（脈寬）↓U0↓uE0如果輸出電壓U0發(fā)生波動(dòng)（例如ui上升導(dǎo)致U0上升），則比較放大電路使uE下降為uE1，脈寬調(diào)制器的輸出信號(hào)電壓uG

的脈寬變窄，即開關(guān)調(diào)整管的導(dǎo)通時(shí)間減小，于是u0的脈寬變窄，即U0下降，如圖（b）所示，RLLC+－+－+－uDU0iLiCUI∞++－∞+－+振蕩器基準(zhǔn)ACR1R2比較放大調(diào)整采樣斬波主電路uEuTuG本章小結(jié)主要知識(shí)點(diǎn)：1.了解不控整流電路的工作原理2.了解常見的濾波電路及其作用3.了解線性直流穩(wěn)壓器的工作原理4.了解開關(guān)直流穩(wěn)壓電路的工作原理作業(yè)9.8、9.11思考題填空題1.直流電源一般由下列四部分組成，他們分別為：電源變壓器、

電路、

電路和

電路。整流濾波直流穩(wěn)壓（DC-DC）思考題計(jì)算題一、圖示電路為由CW7805組成的恒流電路，已知IW=4.5mA，R=100Ω，而Rp=10～200Ω可調(diào)，求輸出電壓U0可調(diào)范圍。解：由電路圖可知所以U0的調(diào)節(jié)范圍為5.545~15.9V

。

CW7805123+Ui－+U0－RRpCIC0IwIPI對(duì)電量（如電壓、電流、功率等）常使用電工儀表進(jìn)行電測(cè)。第8章電測(cè)技術(shù)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)工程應(yīng)用當(dāng)中需要測(cè)量的物理量可分為電量和非電量?jī)深悺?duì)非電量（如溫度、壓力、速度、位移等）一般也采用傳感器將其變?yōu)殡娏亢筮M(jìn)行電測(cè)。

電工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并有足夠的精確度。

2.電工測(cè)量?jī)x表可以靈活地安裝在需要進(jìn)行測(cè)量的地方，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄。

3.電工測(cè)量?jī)x表可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測(cè)量問(wèn)題。8.1電測(cè)基本知識(shí)

8.1.1指示儀表的分類和符號(hào)1.按照被測(cè)量的種類分類

次序被測(cè)量的種類

儀表名稱

符號(hào)

電流表毫安表

電壓表千伏表功率表千瓦表

電度表相位表

頻率表歐姆表兆歐表1電流2電壓3電功率4電能5相位差6頻率7電阻AmAVkVWkWfMkWh

2.按照準(zhǔn)確度分類最大絕對(duì)誤差儀表的最大量程（滿標(biāo)值）

目前我國(guó)直讀式電工測(cè)量?jī)x表按照準(zhǔn)確度分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七級(jí)。

準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。相對(duì)額定誤差

準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。儀表的準(zhǔn)確度是根據(jù)儀表的相對(duì)額定誤差來(lái)分級(jí)的。0.5、1.0級(jí)儀表用于實(shí)驗(yàn)室，通常0.1、0.2級(jí)僅用作計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)儀表，1.5、2.5、5.0級(jí)儀表用于一般工程測(cè)量。例：一準(zhǔn)確度為2.5級(jí)的電壓表，其最大量程為50V，正常情況下,可認(rèn)為最大絕對(duì)誤差是不變的,所以被測(cè)量值比滿標(biāo)值愈小，則相對(duì)測(cè)量誤差就愈大。如用上述電壓表來(lái)測(cè)量實(shí)際值為10V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為測(cè)量實(shí)際值為40V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為在選用儀表的量程時(shí)，一般應(yīng)使被測(cè)量的值超過(guò)儀表滿標(biāo)值的一半以上。則可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差為3.指針式儀表按照工作原理分類型式符號(hào)被測(cè)量的種類磁電式整流式電磁式電動(dòng)式電流的種類與頻率電流、電壓、電阻電流、電壓電流、電壓電流、電壓、電功率、功率因數(shù)、電能量直流工頻和較高頻率的交流直流和工頻交流直流及工頻與較高頻率的交流電工測(cè)量?jī)x表上的幾種符號(hào)符號(hào)意義~~3~

或~2kV或?或~~直流交流交直流三相交流儀表絕緣試驗(yàn)電壓2000V儀表直立放置儀表水平放置儀表傾斜60°度放置60°直讀式儀表測(cè)量各種電量的基本原理

利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用，使可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與通入的電流之間有T=f(I)1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩

T的部分使儀表可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。3）阻尼器能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力）的裝置，使儀表可動(dòng)部分能迅速靜止在平衡位置。直讀式儀表的基本組成部分2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC的部分當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TC等于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T時(shí)，儀表可動(dòng)部分平衡在一定的位置。8.1.2常用指示儀表的工作原理驅(qū)動(dòng)裝置反作用裝置阻尼裝置按測(cè)量方法可分為比較式和直讀式兩類。比較式儀表需將被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較后才能得出被測(cè)量的數(shù)量，常用的比較式儀表有電橋、電位差計(jì)等。直讀式儀表將被測(cè)量的數(shù)量由儀表指針在刻度盤上直接指示出來(lái)，常用的電流表、電壓表等均屬直讀式儀表。直讀式儀表測(cè)量過(guò)程簡(jiǎn)單，操作容易，但準(zhǔn)確度不可能太高；比較式儀表的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)較昂貴，測(cè)量過(guò)程也不如直讀法簡(jiǎn)單，但測(cè)量的結(jié)果較直讀式儀表準(zhǔn)確。(詳見8.1.3)磁電式儀表1.結(jié)構(gòu)螺旋彈簧IINS指針永久磁鐵圓柱形鐵心O'O線圈(1)固定部分馬蹄形永久磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等。(2)可動(dòng)部分鋁框及線圈，軸O-O，螺旋彈簧及指針。極掌與鐵心之間的空氣隙的長(zhǎng)度是均勻的，其中產(chǎn)生均勻的輻射方向的磁場(chǎng)。2.工作原理(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生(2)阻轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生在線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC。線圈通入電流

I

電磁力

F線圈受到的轉(zhuǎn)矩T=k1IFSNF線圈通入電流

I

電磁力

F線圈受到轉(zhuǎn)矩

T線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，

彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即TC=k2當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩T與線圈受到的轉(zhuǎn)矩TC達(dá)到平衡時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)有T=TC

當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡即TC=T時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)部分便停止轉(zhuǎn)動(dòng)，T=k1I，

TC=k2。儀表的標(biāo)度尺上作均勻刻度。3.阻尼作用的產(chǎn)生當(dāng)線圈通入電流而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框切割磁通，在框內(nèi)感應(yīng)出電流，其電流再與磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力，于是可轉(zhuǎn)動(dòng)部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。即指針的偏轉(zhuǎn)角

結(jié)論:

指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比。

4.用途

5.優(yōu)點(diǎn)：刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強(qiáng)；消耗電能量??；受外界磁場(chǎng)影響小。缺點(diǎn)：只能測(cè)量直流；價(jià)格較高；不能承受較大過(guò)載。測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻。電磁式儀表1.結(jié)構(gòu)主要部分是固定的圓形線圈、線圈內(nèi)部有固定的鐵片、固定在轉(zhuǎn)軸上的可動(dòng)鐵片。