机车电测量仪表温度补偿

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摘要：近年来，随着铁路事业的跨越式发展，对机车电测量仪表（以下简称机车仪表）的准确性提出了更高的要求，由于我国幅员辽阔南北温差很大，为了保证机车仪表在各种不同温度工作环境下能显示机车运行各工作状态下的参数，机车仪表应该更多地考虑各种不同温度工作环境下工作准确性和可靠性。

关键词：

电测量；仪表；温度补偿

中图分类号：

TB

文献标识码：A

文章编号：16723198（2013）21018501

1概述

机车奔驰我国大江南北，同一季节在我国温差比较大，不同季节温差更大，这样要求运行中机车上的机车仪表应能正确显示机车运行的各工作状态的参数。中华人民共和国铁道行业标准TB1334-93《直接作用模拟指示机车电测量仪表技术条件》第5条技术要求中5.2.2.1明确规定：“环境温度引起的改变量：在-25℃～50℃环境温度范围内，其示值的改变量不得超过等级指标100%”，我公司是专业生产机车仪表的单位，在制造的机车电仪表采用温度补偿方法来消除环境温度变化引起仪表的示值误差，让机车仪表适应于不同温度工作环境下机车使用。

2机车仪表的原理和组成

机车仪表的原理是系永久磁钢的恒定磁场与仪表动圈通过电流后所产生的磁场间的相互作用力产生力矩而使指针偏转。反作用力矩由仪表的游丝弹性获得。它是直接作用模拟指示电测量仪表。

机车仪表的仪表属磁电系结构，主要有测量机构和测量线路、外壳结构件等组成，测量机构是仪表的核心，它由固定的磁路系统和可动部分组成，磁路系统的磁钢采用高矫顽力材料，可动部分由线圈、游丝组成等。

3机车仪表误差的产生

下面来分析一下机车仪表随着环境温度变化对永久磁铁材料性能、游丝材料性能、线圈材料性能影响而引起仪表产生示值误差。

3.1游丝弹性改变

环境温度变化时，会引起游丝的弹性发生变化。当温度升高时，产生反作用力矩的游丝以及弹片的弹性将减弱，当温度升高10℃时，弹性将减弱0.3%-0.4%，仪表读数偏快，呈现正的附加误差。

3.2永久磁铁的磁性改变

当温度变化时，产生固定磁场永久磁铁的磁性变化，磁性温度系数是一个负值，也就是说，温度每升高10℃，永久磁铁的磁性将减弱0.2%-0.3%，仪表读数出现负的附加误差。

3.3存在电阻温度系数

由铜线绕成的可动线圈电阻、弹性零件的电阻以及线路部分的电阻会随着温度的变化而变化，因此带来一定的附加误差。

3.4综合误差分析

当温度变化时，仪表弹性零件的变化与永久磁铁磁性减弱所引起的附加误差符号相反，可互相抵消一部分但并不能完全抵消，温度每升高10℃，减弱大约0.1%-0.2%。对于铜线绕成的可动线圈，温度每升高10℃，电阻值相应变化4%，对低量程的电压表和具有分流电阻的电流表，会引起较大的温度误差。在测量线路内必须采取相应的补偿措施。

4机车仪表温度误差补偿措施

4.1负温度系数器件补偿法

有些元件具有负的温度系数，且灵敏度较高，如热敏电阻等，其电阻温度系数比铜的温度系数大得多，采用负温度系数器件补偿温度误差，线路简单，并且与桥路补偿法相比，可以使得电流表的内阻减小。需要指出的是，由于热敏电阻具有非线性特性，采取并联适当的金属类电阻来补偿非线性误差。

4.2串并联电阻补偿线路

如图1所示中R4是分流器；R0是测量机构线路的电阻；R1是锰电阻；R3是铜电阻；R0和R1相串联温度系数小于R3温度系数；R2是锰电阻。这种线路的温度补偿为：当温度升高时，电阻R0将增大，R3也增大，R0和R3的并联电阻随之增大，电流I2减小，而R2基本上是不堕温度而变化，所以df之间的电压I2R2减小，在ab之间的电压不变的情况下，ef之间的电压将有所增加，如果正确地选择线路的参数，虽然电流I2减小，但可以改变电流I1和I3的分配，基本上保持I1不变，达到补偿的目的。

5结束语

机车仪表采用温度补偿方法和其他新的技术，使得机车仪表在不同温度工作环境下正确显示机车运行的各工作状态的参数，保证机车正常运行。