电气自动化测量设备技术原理及应用
龙源学报网电气自动化测量设备的技术原理及应用作者：秦国新来源：《科学技术展望》2014年第25期 【摘要】 电气自动化是现代科学的重要标志，是工业现代化的核心技术。其中，电气自动化测量设备是电气自动化过程中不可缺少的组成部分。目前，电气自动化测量设备也向全数字化、网络化、智能化的发展方向伸出橄榄枝。在本文中，笔者试图对电气自动化测量设备的技术原理进行讲解，并探讨电气自动化测量设备在实际中的应用。【关键词】电气自动化测量设备；技术原理；应用 在电气测量设备中，电气测量设备在不断变化，正慢慢向自动化和高精度发展。目前，电气自动化测量技术广泛应用于实验室等行业，其在现代科学技术中的作用越来越显着。1 电气自动化测量设备技术原理概述1.1 电气仪表技术原理 当指针稳定时，可计算动线圈的驱动力矩。当用作电压表或电流表时，如果两组线圈检测到部分电流，或两组线圈检测到相同的电流，被测电流的平方或被测电压的平方与指针的偏转角成正比；指针的偏转角也与互感随偏转角的变化率成正比[1]。
电表的典型特点是：作为电压表使用时，可以串联不同的附加电阻来控制量程；用作大量程电流表时，固定线圈和活动线圈可并联；用作小量程电流表时，可将固定线圈和可动线圈串联。1.2 电磁仪表技术原理 吸引线圈通电后会吸引可动铁芯，使指针偏转；而斥力线圈通电后会同时磁化固定铁芯和动铁芯，两铁芯同侧的磁化极性相同，导致斥力使指针偏转。当驱动力矩与游丝产生的反作用力矩平衡时，指针稳定在某一位置，从而指示出待测尺寸。电磁系统仪表的特点是：当接通交流电时，由于动铁芯有一定的惯性，瞬时值会迅速变化。指针的偏转角等于被测电流瞬时值的平方与交流电流有效值的平方。比例关系，电磁系统仪表可以测量直流，也可以用来测量交流。这些条件导致电磁系统仪器的尺度具有前密后疏的平方律特性。
一旦驱动扭矩发生变化，可动线圈的角度就会发生变化。因此，磁电振镜在从静态到稳定的过程中会受到外部电阻产生的阻尼的影响。阻尼可以决定动圈的稳定性。此外，由于可动部件重量轻、摩擦小，如果对其施加一定的驱动力矩，惯性冲量就会越过平衡点。一旦超过平衡点，就会导致动圈左右摆动；但是，如果动圈产生的回路电阻和外部电阻较小，则可以产生较大的阻尼，从而有效避免振动情况的发生。1. 4 磁电系统仪表的技术原理 磁电系统仪表的技术原理是对动线圈通电，使线圈在磁场中的电磁转矩的作用下，使指针转动。动圈稳定后，驱动力矩等于反作用力矩，偏转角与流过动圈的电流成正比[3]。磁电系统仪表的主要技术特点是只能用于直流电路。如果必须在交流电路中使用仪表，则需要安装整流器。由于磁电仪指针的偏转角与动圈的电流成正比，所以刻度的刻度也很均匀，使秤非常方便。此外，磁电仪具有高灵敏度。这是因为磁电仪表中使用的永磁体与铁芯之间的气隙比较小，所以气隙之间的磁感应强度比较高。当磁感应强度高时，驱动力矩会逐渐增大，使用反作用力矩系数大的游丝可以保证指针稳定。
内部磁场强度很大，外部磁场的影响会比较小，从而保证磁电系统的精度比较高。另外，磁电系统的功耗很低，被测电路对其影响很小。总之，磁电系列仪器是一种灵敏度高、功耗低的设备。2 电气自动化测量设备的应用 随着计算机、机械、电子等领域的飞速发展，电气自动化测量技术在周边行业也得到了相应的发展，并在各个领域得到了广泛的应用，如复合材料结构自动测量设备，其应用主要是包括以下几个方面。2.1 电气自动化测量的一般应用。原材料的自动化计量主要是针对大批量生产的原材料的计量。根据原材料的特性，采用超声波或涡流等测量方法进行测量。这种新材料、新工艺结构的超声波自动测量，主要针对近年来在航天、航空等重要现代产业中发展迅速的复合材料和焊接技术的应用。电气自动化测量设备的应用，不仅为自动化检测技术增添了活力，也为科学研究中材料微观结构表征和缺陷评价的测量带来了便利。在制造过程中，采用自动测量对重要的锻件和铸件进行测量，可采用自动超声扫描、射线成像法、焊缝超声自动扫描等方法。该工艺主要用于重要管道、专用设备和服务设备的电气自动化测量。
2.2 电气自动化测量设备典型应用龙源期刊。某公司为航天工业生产的某种复合材料，如果用现有的传统测量方法来测量，需要很多技术人员花几天时间作为复合材料的承重结构和内部结构越来越复杂，人们对复合材料的质量、安全性和可靠性的要求也越来越高。因此，此时应使用自动化测量设备对复合材料进行测量。具体来说，可以采用超声波穿透法，使用安装在两个对称多轴扫描机构上的超声波换能器，使两个探头可以在被测复合材料的组分之间自动扫描，并利用复合材料中的入射声波。衰减变化用于衡量复合材料的缺陷[4]。此外，通过特定的技术控制和综合扫描自动测量设备，超声波测量设备可以同时控制相邻工件的轮廓，并利用入射声波来评估和识别复合材料中的反射信息。
