在電子電路測量與電力系統(tǒng)維護(hù)中,電壓測量是最基礎(chǔ)也最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一。無論是實(shí)驗(yàn)室內(nèi)搭建精密測試平臺,還是工廠車間里檢修電氣設(shè)備,都離不開伏特表這一得力工具。而交直流伏特表,顧名思義,是一種能夠同時測量直流電壓和交流電壓的儀表。它兼具直流電壓表和交流電壓表的雙重功能,方便了工程技術(shù)人員在不同電路環(huán)境下的工作。
一、交直流伏特表的工作原理
普通的磁電系電壓表只能測量直流電。這是因?yàn)榇烹娤祪x表利用永磁磁場與通電線圈的相互作用產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)力矩,當(dāng)線圈中通入交流電時,電流方向不斷交替變化,產(chǎn)生的力矩也隨之周期性地改變方向,指針在零點(diǎn)位置來回?cái)[動,無法穩(wěn)定指示,平均讀數(shù)為零。
電動系儀表則是實(shí)現(xiàn)交直流兩用的關(guān)鍵技術(shù)路徑。它的核心測量機(jī)構(gòu)由固定線圈(定圈)和可動線圈(動圈)組成。當(dāng)儀表通電后,固定線圈與動圈各自產(chǎn)生磁場,兩磁場相互作用促使可動部分產(chǎn)生偏轉(zhuǎn),從而使固定轉(zhuǎn)軸上的指針直接讀出被測電量。電動系儀表的巧妙之處在于:即便電流方向改變,由于兩套線圈的電流方向同時變換,其轉(zhuǎn)矩方向始終保持不變,因此能夠同時準(zhǔn)確地測量交流電和直流電。電動系儀表不僅可以測量電壓,還能精確測量電流、功率、功率因數(shù)、頻率、電容、電感和相位差。
電磁系儀表同樣具備交直流兩用能力。它的測量機(jī)構(gòu)利用通電固定線圈產(chǎn)生的磁場吸引或排斥動鐵芯,從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩。指針的偏轉(zhuǎn)角度與通過線圈電流有效值的平方成正比,理論上可以測量任意波形交流電的有效值而不產(chǎn)生波形誤差。電磁系儀表結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強(qiáng),但標(biāo)度尺刻度不均勻,防御外界磁場能力較差。
二、交直流伏特表的主要作用
1.電壓精確測量
交直流伏特表直接的功能就是對電路中的直流電壓和交流電壓進(jìn)行精準(zhǔn)測量。在實(shí)際使用中,使用者應(yīng)先估計(jì)被測電壓大小并選擇合適的量程,若難以估計(jì),應(yīng)先使用最大量程試觸,再根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)情況調(diào)整到更合適的量程。
2.工業(yè)設(shè)備檢測
在工業(yè)制造領(lǐng)域,被廣泛應(yīng)用于微型電機(jī)、家用電器等設(shè)備的電壓檢測,以及高頻電路測試。在電力系統(tǒng)中,定期對高壓設(shè)備進(jìn)行耐壓測試和絕緣檢查,交直流數(shù)字千伏表是不可少的檢測儀器。此外,儀表還可作為標(biāo)準(zhǔn)表使用,用于校驗(yàn)較低準(zhǔn)確度等級的其他儀表。
3.高壓電力系統(tǒng)檢測
交直流數(shù)字高壓表專門用于電力系統(tǒng)及電氣、電子設(shè)備制造部門測量工頻交流高電壓和直流高電壓。廣泛應(yīng)用于變壓器交流/直流耐壓試驗(yàn)、高壓電纜絕緣檢測、避雷器泄漏電流監(jiān)測等場合。隨著新能源技術(shù)的發(fā)展,交直流伏特表在光伏逆變器測試、風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出檢測、儲能系統(tǒng)電壓監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用也日益增多。