电气自动化测量设备的技术原理与应用

吕东

摘要 电气自动化是现代先进的科学技术中的核心技术，而电气自动化测量设备则是电气自动化技术的重要组成部分。随着相关技术的不断发展，尤其是电子信息技术的发展，电气自动化测量设备向着全数字化、智能化、网络化、低耗能化、多功能化及集成化方向发展。本文主要对电气自动化的重要性、电气自动化测量设备的技术原理及其在电网企业中的应用进行了论述。

关键词 电气自动化；测量设备；技术原理

中图分类号TM93 文献标识码A 文章编号1674-6708（2015） 153-0094-01

在电气信息领域中，虽然电气工程及自动化兴起的时间并不是很长，但由于其和工业生产以及人们的日常生活关系比较紧密，因此在发展速度及所取得的成果方面都比较丰硕。电气自动化已经成为高新技术产业的重要组成部分。电气自动化的应用范围较为广阔，例如农业、工业、经济、国防等领域。随着技术的不断发展和信息时代的到来，电气自动化也受到信息技术的推动，发展的愈加快速。

1 电气自动化的重要性

电子自动化的发展是我国高科技产业发展的重要标志。目前随着自动控制技术、计算机技术及微电子技术在电气化测量设备中的应用，电气测量设备不断朝着更加自动及高精度的方向发展。加上它在其他行业以及实验室等的应用范围的广泛性，其在现代高科技技术发展及众多行业中扮演着越来越重要的角色。同时它也为我国实现工业化及信息化奠定了良好的基础。只有首先实现自动化，才能继续发展，朝着工业化及信息化方向迈进。

2 电气自动化测量设备的技术原理

2.1 电动系仪表设备的技术原理

电动系仪表设备是一种合成的电气测量系统，它是由两种固定线圈及可动线圈合成的。通电后，系统会形成一种根据指针稳定时的数据及状态计算出可动线圈受到的驱动力矩的能量。当该系统作为电流表或电压表时，如果两组线圈检测的是同一电流或同一电流的一部分，那么被测电压或电流的平方都随着指针的偏转角度而变化，且电压或电流的平方与指针的偏转角度之间呈正比关系。此外，指针的偏转角也随着互感随偏转角的变化率的变化而变化，二者之间也呈正比关系。电动系仪表设备具有的特征是：要实现其大量程电流表的功能，可将固定及可动两线圈并联；要实现其小量程电流表的功能，可将两种线圈串联；要实现其电压表的功能，在控制量程方面可串联不同的附加电阻。

2.2 电磁系仪表设备的技术原理

电磁系仪表设备的结构主要分为两类：原线圈排斥型及扁线圈吸引型。排斥型线圈在通电后会同时磁化可动铁心及固定铁心，且两铁心同一侧磁化的极性一致导致形成排斥力，促使指针发生偏转；吸引型线圈则刚好相反，形成吸引力，促使指针发生偏转。驱动力矩产生的反作用力矩与游丝刚好平衡时，指针会出现停留在固定位置的情况，从而测量出目标数据。电磁系仪表设备具有的特征是：可动铁心在接入交流电的前提下，瞬时值的变化速度非常快。与此同时指针的偏转角与被测电流的瞬时值的平方以及交流电路有效值的平方都呈正比关系。由此可见，电磁系仪表设备既能对交流电进行测量，也能对直流电进行测量。

2.3 磁电系检流计设备的技术原理

磁电系检流计设备的技术原理是：通电后，检流计使可动线圈产生力矩并在力矩作用下运动。根据牛顿第二定律，所产生的力矩惯性力矩、阻尼力矩以及所产生的力矩之间具有平衡关系。驱动力矩的变化使得可动线圈也随之变化。因此磁电系检流计设备在从静止到稳定的过程中会受到外电阻所产生的阻尼的影响。

2.4 磁电系仪表设备的技术原理

磁电系仪表设备的技术原理是：通过对可动线圈通电，实现电磁力矩带动指针转动的功能。在这种技术原理的前提下，当可动线圈处于稳定状态之后，驱动力矩与反作用力矩相同，偏转角也与可动线圈中的电流成正比。如果在交流电路中必须使用磁电系仪表设备，就要安装整流器。磁电系仪表设备具有的优势是：指针的偏转角度随着可动线圈经过的电流的变化而变化，且两者之间成正比；标尺刻度也较为均匀，因此在标尺制作方面非常容易；仪表灵敏度及准确性较高。原因是制作仪表所使用的永久磁铁及铁心之间的气隙较小，导致气隙间对磁的感应能力较强。磁感应能力强时，驱动力矩就会相应增大，指针的稳定性也增加。且内部磁场较强使得受外部磁场的影响较小，保证仪表测量结果的准确性及科学性；功率消耗小。

3 电气自动化测量设备的应用

电气自动化测量技术在许多行业都得到广泛应用。本文主要对其一般应用、典型应用及在电网企业的应用讲行介绍。