磁电系仪器仪表测量机构与工作原理

1、磁电系仪表是电子仪器仪表的一种，磁电系仪表主要用于直流电流和电压的测量，与整流器配合之后，也可用于交流电流和电压的测量。其优点是：准确度和灵敏度高、功耗小、刻度均匀等。缺点是：过载能力差。该仪表主要由磁电系测量机构和测量线路组成。1. 测量机构和工作原理磁电系仪表测量机构主要由固定部分和可动部分组成，如图3-1-1 。固定部分由马蹄形永久磁铁、 极掌和圆柱形铁心等组成表头的磁路系统。固定于表壳上的圆柱形铁心处于两极掌之间，并与两极掌形成辐射均匀的环形磁场。可动部马蹄形永久磁铁分由绕在矩形铝框架上的可动线圈、与铝框相连的两个半轴以及固定在半轴上的指针、游丝等组成。整个可动圆柱形铁心部分经两半轴支

2、承在轴承上，线圈则位于环形磁场中。508010铝框及当电流 I 经游丝流入可动线圈后，通电线圈在永久可动线圈磁铁的磁场中受到电磁力，产生电磁转矩M ，使可动线圈发生偏转， 转矩 M I 。同时与可动线圈固定在一I起的游丝因动圈的偏转而发生变形，从而产生反作用力矩 M F ， M F 与指针的偏转角成正比，即M F 极掌。指针游丝当 M = M F 时，可动部分将不再转动而停留在平衡I图3-1-1磁电系仪表测量机构位置，此时偏转角与输入电流的关系为I 。如果在仪表盘上直接按电流值刻度， 则仪表标尺上的刻度是均匀等份的， 而且指针偏转方向与电流方向有关。当电流反向时，可动线圈的偏转也随之反向。如果

3、可动线圈通入交流电，在电流方向变化时转矩M 的方向也随之变化。若电流变化的频率小于可动部分的固有振动频率，指针将会随电流方向的变化而左右摆动；若电流变化的频率高于可动部分的固有振动频率，指针偏转角将与一个周期内转矩的平均值有关。由于一个周期内的平均驱动转矩为零， 所以指针将停留在零位不动。 可见，磁电系仪表只能直接测量直流电，而不能测量交流电。若要测量交流电，则必须配上整流装置构成整流系仪表。2. 电流的测量磁电系仪表可直接作为电流表使用。 但由于被测电流要流过截面积极细、 允许流过很小电流（ 1mA）的游丝和可动线圈，所以最大量程只能是微安或毫安级。为了扩大量程，可在测量机构上并联低值电阻即

4、分流器， 如图 3-1-2 所示。此时流过表头的电流 I 0 只是被测电流I X 的一部分，两I0I AR0者的关系是 I 0RA4。多量程电流表由几个RA4RA3RA2RA 1I XRA 4R0不同阻值的分流器构成，并通过量程转换开关分别与表I4 I3I 2I1头并联。需要扩大的量程越大，分流器的电阻越小。图3-1-2 中，仪表的量程分别为I1 I2 I3 I4。I X负载U图3-1-2多量程电流表接线图测量时，电流表应串联在被测电路中，否则将烧坏电流表。接线时，电流应从表的“+”端流入，“ - ”端流出。 使用时，应根据被测电流的大小选择合适的量程，一般应取被测量的2 倍。3. 电压的测量

5、I 0R0RV 1RRV 3RV 4磁电系表头串联高值电阻即分压器后可制成直流电压表，V 2如图 3-1-3 所示。由图可知 I 0U X，由于 I 0 与被测电U1 U2U3 U4RV 1R0负载压 U X 成正比，因此表头指针偏转角可直接指示被测电压大小，U X图3-1-3多量程电压表接线图并按扩大量程后的电压值做出表盘刻度。需要扩大的量程越大，分压器的电阻应越大。多量程电压表由不同阻值的分压器构成，并通过量程转换开关分别与表头串联。图3-1-3中，仪表量程为U 1 U 2 U 3 U 4 。电压表的内阻越大，对被测电路的影响越小。电压表各量程内阻与相应量程的比值称为内阻常数。它是电压表的一个重要参数，常被标注在表盘上。如表盘标注内阻为500 /V ，则对应 250V 量程，其实际内阻为125k。测量时，电压表必须并联在被测电