（天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津，300000）

淺析電氣自動(dòng)化的測(cè)量設(shè)備技術(shù)

商丹丹

（天津輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津，300000）

電氣自動(dòng)化作為當(dāng)前典型的現(xiàn)代化技術(shù)之一，在科學(xué)技術(shù)體系中占有核心技術(shù)地位，作為組成電氣自動(dòng)化技術(shù)的重要內(nèi)容，測(cè)量設(shè)備技術(shù)以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到了社會(huì)的廣泛關(guān)注。尤其是在當(dāng)前電子信息技術(shù)高速發(fā)展背景下，電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備逐漸朝著智能化、數(shù)字化以及多功能化方向發(fā)展，發(fā)展前景十分廣闊。本文主要就電氣自動(dòng)化的測(cè)量設(shè)備技術(shù)展開(kāi)分析，結(jié)合實(shí)際情況，提出合理的改善措施。

電氣自動(dòng)化；測(cè)量設(shè)備技術(shù)；智能化；數(shù)字化

在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)水平快速發(fā)展的背景下，電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備技術(shù)不斷更新?lián)Q代，并且朝著更高層次的方向發(fā)展。電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備智能化、數(shù)字化以及多功能化方向發(fā)展，并非是技術(shù)的簡(jiǎn)單創(chuàng)新，更是一場(chǎng)現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展成熟的重要表現(xiàn)，作為電氣自動(dòng)化技術(shù)中不可或缺的組成部分，電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備技術(shù)同樣獲得了廣闊的發(fā)展前景。電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備技術(shù)的快速發(fā)展，逐漸吸收和整合了更多其它先進(jìn)技術(shù)，包括自動(dòng)控制技術(shù)、微電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)。由此看來(lái)，加強(qiáng)電氣自動(dòng)化的測(cè)量設(shè)備技術(shù)研究是十分有必要的，對(duì)于后續(xù)理論研究和實(shí)踐工作開(kāi)展具有一定參考價(jià)值。

1 電氣自動(dòng)化的重要性

電氣自動(dòng)化是科學(xué)技術(shù)水平快速提升的一個(gè)具體表現(xiàn)，同時(shí)也是我國(guó)高新科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展成熟的重要標(biāo)志。伴隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷創(chuàng)新和完善，越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)涌現(xiàn)，并被廣泛應(yīng)用在電氣自動(dòng)化測(cè)量和設(shè)備中，取得了一定成果的，同時(shí)還朝著智能化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化以及多功能化方向發(fā)展。加之電氣自動(dòng)化技術(shù)在其他行業(yè)和實(shí)驗(yàn)中的廣泛應(yīng)用，自身所起到的作用變得愈加無(wú)法替代，為工業(yè)信息化發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。只有實(shí)現(xiàn)技術(shù)自動(dòng)化，才能促進(jìn)我國(guó)眾多行業(yè)齊頭并進(jìn)，共同發(fā)展，朝著更高層次前進(jìn)[1]。

2 電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備的技術(shù)原理

2.1 電動(dòng)系儀表設(shè)備技術(shù)原理

電動(dòng)系儀表設(shè)備是一種較為典型的電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備，主要是由可動(dòng)線(xiàn)圈以及兩種固定線(xiàn)圈組合而成。設(shè)備通電后形成能量，公式為：。在設(shè)備指針?lè)€(wěn)定后可以利用計(jì)算公式得出可動(dòng)線(xiàn)圈的驅(qū)動(dòng)力矩，公式為：M=dW/dα=I1I2xdM12/dα。如果將電動(dòng)系儀表作為電流表使用時(shí)，并且線(xiàn)圈檢測(cè)為相同電流，被測(cè)電流平方與指針偏轉(zhuǎn)角形成正比，有效電壓和指針偏轉(zhuǎn)角成形成反比[2]。電動(dòng)系儀表設(shè)備具有明顯的特征，主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：其一，為了滿(mǎn)足電壓表使用需求時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況串聯(lián)電阻，可以有效的調(diào)節(jié)量程大小，在大量程情況下為了滿(mǎn)足電流表設(shè)備需求，可動(dòng)線(xiàn)圈受到大電流限制，可以并聯(lián)可動(dòng)線(xiàn)圈和固定線(xiàn)圈，反之如果是為了滿(mǎn)足小量程電流表要求，則串聯(lián)可動(dòng)線(xiàn)圈和固定線(xiàn)圈。此外，由于電動(dòng)系儀表和電磁系儀表設(shè)備擁有相同的平方律，所以可以應(yīng)用在測(cè)量交直流電，同時(shí)也可以用作測(cè)量交流電，準(zhǔn)確度得到大大提升。

2.2 電磁系儀表設(shè)備技術(shù)原理

電磁系儀表設(shè)備同電動(dòng)系儀表設(shè)備存在相類(lèi)似的功能，依據(jù)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不同主要可以分為原線(xiàn)圈排斥型和扁線(xiàn)圈吸引型。在電磁系儀表設(shè)備通電后，排斥型線(xiàn)圈會(huì)出現(xiàn)磁化現(xiàn)象，固定鐵心與可動(dòng)鐵心被磁化后極性一致，所以互相產(chǎn)生強(qiáng)烈的排斥作用，設(shè)備指針偏轉(zhuǎn)，公式為：；吸引型線(xiàn)圈在通電后則同排斥型線(xiàn)圈完全相反，極性相反，產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸引力[3]。驅(qū)動(dòng)力矩所產(chǎn)生的反作用力矩同游絲正好處于平衡狀態(tài)時(shí)，指針停留在固定位置，即可測(cè)量得出目標(biāo)數(shù)據(jù)。就電磁系儀表設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)來(lái)看，在接通電源后，由于可動(dòng)線(xiàn)圈自身慣性帶來(lái)的作用力，導(dǎo)致初期數(shù)值變化情況較快，指針偏轉(zhuǎn)角與電流瞬時(shí)值形成正比，并決定瞬時(shí)力矩在期間內(nèi)的變化情況。總的說(shuō)來(lái)，電磁系儀表設(shè)備可以被用于測(cè)量交流電中，測(cè)量精準(zhǔn)度較高。

2.3 磁電系檢流計(jì)設(shè)備技術(shù)原理

磁電系檢流計(jì)設(shè)備在連通直流電后，所產(chǎn)生的力矩作為動(dòng)力支持，與慣性力矩保持形成平衡狀態(tài)，用方程式表示為：。通過(guò)方程式可以了解到，驅(qū)動(dòng)力矩出現(xiàn)變化，可動(dòng)線(xiàn)圈位置角α隨之增加，驅(qū)動(dòng)力矩穩(wěn)定不變，兩者之間的關(guān)系用公式表示為：M=Dα。從靜止到運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，受到外電阻回路影響，在一定程度上決定了動(dòng)圈的穩(wěn)定實(shí)踐。與此同時(shí)，由于設(shè)備可動(dòng)部分阻力較小，質(zhì)量輕，所以在受到驅(qū)動(dòng)力矩作用下，平衡點(diǎn)位置將很難確定，如果超過(guò)平衡點(diǎn)，動(dòng)圈將會(huì)出現(xiàn)不斷的搖擺現(xiàn)象，影響到設(shè)備的正常使用。如果外阻同動(dòng)圈回路電阻較小，所產(chǎn)生的電阻尼將更大，有效避免震動(dòng)問(wèn)題的出現(xiàn)[4]。

2.4 磁電系儀表設(shè)備技術(shù)原理

磁電系儀表設(shè)備技術(shù)原理主要是指在連接交流電后，設(shè)備內(nèi)部線(xiàn)圈由于受到磁場(chǎng)的影響，指針發(fā)生快速的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)指針運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后，指針偏轉(zhuǎn)角與電流之間的關(guān)系可以表示為：。磁電系儀表設(shè)備的技術(shù)特點(diǎn)則表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：只能連接直流電，還需要借助配整流器來(lái)交流電路中使用；磁電系儀表設(shè)備材料主要是選擇的永久磁鐵，這種材料內(nèi)部鐵心之間距離較小，并且在縫隙中感應(yīng)強(qiáng)度較高，伴隨著驅(qū)動(dòng)力矩的增加，反作用力系數(shù)較大的游絲可以有效提升磁電系儀表的測(cè)量精準(zhǔn)度，測(cè)量方式更加靈敏[5]。定位力矩越大，磁場(chǎng)強(qiáng)度越大，有效抵御外部磁場(chǎng)對(duì)設(shè)備的影響，并且由于磁電系儀表設(shè)備自身結(jié)構(gòu)特性，消耗功率較低，對(duì)于被測(cè)電路的影響可以忽略不計(jì)。由此看來(lái)，磁電系儀表設(shè)備較之前幾種電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備而言，自身具有更加突出的高準(zhǔn)確度、高靈敏度以及低功耗的優(yōu)勢(shì)，值得被廣泛應(yīng)用和推廣。

3 電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，高新技術(shù)領(lǐng)域呈現(xiàn)快速發(fā)展的前景，越來(lái)越多先進(jìn)技術(shù)被廣泛應(yīng)用在行業(yè)生產(chǎn)中，在一定程度上促進(jìn)了電氣自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，在實(shí)踐應(yīng)用中取得了較為可觀的成效。諸如，焊縫、復(fù)合材料的自動(dòng)化測(cè)量等方面。

3.1 電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備的簡(jiǎn)單應(yīng)用

自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用，最為典型的就是原材料自動(dòng)化測(cè)量。主要是利用超聲測(cè)量方式來(lái)對(duì)產(chǎn)品原材料成分進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量反饋而來(lái)的特點(diǎn)具體分析。原材料的自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)最初被應(yīng)用在航天事業(yè)復(fù)合材料以及焊接技術(shù)方面，取得了較為可觀的成效，相應(yīng)的促進(jìn)了超聲自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展，隨后以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)被廣泛應(yīng)用在其他行業(yè)[6]。此種技術(shù)的快速興起，在一定程度上為自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)帶來(lái)了新鮮的血液，尤其實(shí)在材料微結(jié)構(gòu)特征和缺陷檢測(cè)中，可以更加準(zhǔn)確、全面的反饋出具體信息，實(shí)際應(yīng)用效果較為突出。自動(dòng)化技術(shù)在生產(chǎn)制造中的廣泛應(yīng)用，主要是在測(cè)量鑄件、超聲掃描以及掃描焊縫一系列過(guò)程中應(yīng)用自動(dòng)化技術(shù)，尤其是在生產(chǎn)制造管道、特種設(shè)備等領(lǐng)域。

3.2 電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備在高精度領(lǐng)域應(yīng)用

電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備已經(jīng)充分證明了自身的優(yōu)勢(shì)和作用，對(duì)于一些材料精度較高的領(lǐng)域，如果仍然使用傳統(tǒng)的復(fù)合材料測(cè)量將耗費(fèi)大量人力、物力和財(cái)力，并且最終的精度難以獲得充分保障，在一定程度上影響到生產(chǎn)進(jìn)度和經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)，復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，檢測(cè)難度隨之加大，這就對(duì)檢測(cè)技術(shù)水平提出了更高的要求。在這樣的背景下，自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備和技術(shù)不可替代的作用變得越來(lái)越突出[7]。在自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備和技術(shù)實(shí)際應(yīng)用中，首先，應(yīng)該安裝超聲換能器，確保多軸掃描機(jī)構(gòu)對(duì)稱(chēng)分布。其次，借助探頭對(duì)內(nèi)部構(gòu)件進(jìn)行全面掃描，利用超聲自動(dòng)化測(cè)量技術(shù)來(lái)檢測(cè)材料中存在的質(zhì)量缺陷問(wèn)題，自動(dòng)化掃描設(shè)備和自動(dòng)化控制技術(shù)的整合，可以更有效的提升測(cè)量成效，實(shí)現(xiàn)同步控制，將材料中存在的缺陷問(wèn)題反饋出來(lái)。

3.3 電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備在電力企業(yè)中應(yīng)用

電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備具有高精度測(cè)量的優(yōu)勢(shì)，在電力企業(yè)應(yīng)用較為廣泛，最為典型的就是高精度的寬頻帶電流傳感器，能夠?qū)﹄娋W(wǎng)各項(xiàng)環(huán)節(jié)進(jìn)行檢測(cè)，及時(shí)有效的發(fā)現(xiàn)其中可能出現(xiàn)的電壓、電流異常問(wèn)題。

在大量實(shí)踐中能夠發(fā)現(xiàn)，電網(wǎng)中出現(xiàn)的一系列故障問(wèn)題大多數(shù)與系統(tǒng)過(guò)電壓存在密切聯(lián)系，而在電網(wǎng)事故原因檢測(cè)中起到十分重要的作用[8]。通過(guò)對(duì)電壓測(cè)量后可以收獲更加準(zhǔn)確的電壓信號(hào)，通過(guò)調(diào)整電容設(shè)備對(duì)地泄漏電流的方式，促使母線(xiàn)電壓波形重新構(gòu)建，滿(mǎn)足高電壓電網(wǎng)的電壓測(cè)量需求，測(cè)量結(jié)果更為精準(zhǔn)。與此同時(shí)，近些年來(lái)電子信息事業(yè)的快速發(fā)展，大量先進(jìn)電子設(shè)備不斷涌現(xiàn)，這些設(shè)備由于對(duì)用電帶來(lái)的沖擊性和不平衡性嚴(yán)重影響到供電質(zhì)量。針對(duì)此類(lèi)問(wèn)題，在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中進(jìn)行測(cè)量，可以有效控制電力系統(tǒng)內(nèi)部諧波含量，維護(hù)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全，滿(mǎn)足實(shí)際要求。

4 結(jié)論

綜上所述，電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用較為廣泛，在一定程度上促進(jìn)了社會(huì)的進(jìn)步，尤其是在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，可以有效提升測(cè)量精準(zhǔn)度。在不斷的更新?lián)Q代中，促使電氣自動(dòng)化測(cè)量設(shè)備技術(shù)朝著更高層次發(fā)展，并被廣泛應(yīng)用在行業(yè)中，所起到的作用愈加無(wú)法替代呈現(xiàn)廣闊的發(fā)展前景。

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