1、模块八模块八 磁电系仪表磁电系仪表项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表项目项目3 磁电系检流计磁电系检流计项目项目4 磁电系电压表磁电系电压表项目项目5 磁电系电流表，电压表的使用磁电系电流表，电压表的使用模块八模块八 磁电系仪表磁电系仪表模块概述模块概述磁电系测量机构通常由固定的磁路系统和可动线圈两部分组磁电系测量机构通常由固定的磁路系统和可动线圈两部分组成。成。磁电系测量机构具有准确度高，灵敏度高，受外磁场影响小，磁电系测量机构具有准确度高，灵敏度高，受外磁场影响小，表盘标度尺刻度均匀，便于读数的优点，因此应用十分广泛。表盘标度尺刻度均匀，便于读数的
2、优点，因此应用十分广泛。但该测量机构过载能力小，只能测量直流。但该测量机构过载能力小，只能测量直流。下一页返回模块八模块八 磁电系仪表磁电系仪表教学目标教学目标1.了解磁电系测量机构的组成、技术特性、应用范围了解磁电系测量机构的组成、技术特性、应用范围;2.理解磁电系测量机构的工作原理理解磁电系测量机构的工作原理;3.了解磁电系电流表、检流计、电压表的结构、技术特性、了解磁电系电流表、检流计、电压表的结构、技术特性、应用范围、维护保养等应用范围、维护保养等;4.理解磁电系电流表、检流计、电压表的工作原理理解磁电系电流表、检流计、电压表的工作原理;5.掌握各种仪表的使用技能。掌握各种仪表的使用技
3、能。上一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构一、结构一、结构磁电系测量机构的结构磁电系测量机构的结构如图如图8-1(a)所示，通常由固定的磁路系所示，通常由固定的磁路系统和可动线圈两部分组成。磁路系统由永久磁铁、固定在磁统和可动线圈两部分组成。磁路系统由永久磁铁、固定在磁铁两极的极掌以及处于两个极掌之间的圆柱形铁芯组成。圆铁两极的极掌以及处于两个极掌之间的圆柱形铁芯组成。圆柱形铁芯固定在仪表支架上，使两个极掌与圆柱形铁芯之间柱形铁芯固定在仪表支架上，使两个极掌与圆柱形铁芯之间的气隙中形成均匀的辐射状磁场。的气隙中形成均匀的辐射状磁场。可动部分由绕在铝制框架上的可动线圈、指针、平衡锤和
4、游可动部分由绕在铝制框架上的可动线圈、指针、平衡锤和游丝组成。当可动部分发生转动时，游丝变形产生与转动方向丝组成。当可动部分发生转动时，游丝变形产生与转动方向相反的反作用力矩。另外，游丝还具有把电流导入可动线圈相反的反作用力矩。另外，游丝还具有把电流导入可动线圈的作用，的作用，如图如图8-1(b)所示。所示。下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构磁电系测量机构根据其磁路系统的结构不同，可分为外磁式、磁电系测量机构根据其磁路系统的结构不同，可分为外磁式、内磁式和内外磁式三种，内磁式和内外磁式三种，如图如图8-2所示。所示。外磁式结构的永久磁铁在可动线圈的外部。内磁式结构的永外磁式结构
5、的永久磁铁在可动线圈的外部。内磁式结构的永久磁铁在可动线圈的内部，为了使磁场均匀和减小漏磁，在久磁铁在可动线圈的内部，为了使磁场均匀和减小漏磁，在内磁式的永久磁铁外面加装了一个闭合的导磁环。内磁式结内磁式的永久磁铁外面加装了一个闭合的导磁环。内磁式结构紧凑，受外磁场影响较小。内外磁式结构是可动线圈的内构紧凑，受外磁场影响较小。内外磁式结构是可动线圈的内部和外部都有永久磁铁，因此气隙磁场更强，仪表的灵敏度部和外部都有永久磁铁，因此气隙磁场更强，仪表的灵敏度更高，结构更紧凑，受外磁场的影响更小。更高，结构更紧凑，受外磁场的影响更小。上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构二、工作
6、原理二、工作原理磁电系测量机构是利用通电线圈在磁场中受到电磁力的磁电系测量机构是利用通电线圈在磁场中受到电磁力的作用而产生转动的原理制成的。作用而产生转动的原理制成的。1.转动力矩转动力矩如图如图8-3所示，当可动线圈通电时，线圈中的电流和永久所示，当可动线圈通电时，线圈中的电流和永久磁铁的磁场相互作用，产生电磁力，从而形成转动力矩磁铁的磁场相互作用，产生电磁力，从而形成转动力矩(M)，使可动部分转动起来。，使可动部分转动起来。根据图中所设电流和磁场方向，假设线圈中通过的电流根据图中所设电流和磁场方向，假设线圈中通过的电流为为I,磁感应强度为磁感应强度为B、可动线圈的匝数为、可动线圈的匝数为N
7、、可动线圈的、可动线圈的有效边长有效边长l、转轴中心到有效边的距离为、转轴中心到有效边的距离为r。运用左手定则。运用左手定则可以判断可动线圈两个有效边所受电磁力的大小为可以判断可动线圈两个有效边所受电磁力的大小为:（8-1）上一页 下一页返回NBIlF 项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构其方向与线圈平面垂直且两个力的方向相反，使得线圈沿顺其方向与线圈平面垂直且两个力的方向相反，使得线圈沿顺时针方向转动。时针方向转动。转动力矩大小为：转动力矩大小为：由于线圈的面积为由于线圈的面积为:则转动力矩为则转动力矩为:（8-2）由于气隙中的磁场是均匀辐射状的，所以磁感应强度由于气隙中的磁场是均匀辐射
8、状的，所以磁感应强度B恒定不恒定不变变;对于已绕制好的线圈，其匝数对于已绕制好的线圈，其匝数N和有效面积和有效面积A也是不变的。也是不变的。因此，转动力矩因此，转动力矩M的大小与被测电流的大小与被测电流I成正比，其方向决定于成正比，其方向决定于电流流进线圈的方向。电流流进线圈的方向。NBIlrFrM22上一页 下一页返回lrA2NBIAlM 项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构2.反作用力矩反作用力矩线圈的转动引起游丝变形，从而产生一个与转动力矩方向相线圈的转动引起游丝变形，从而产生一个与转动力矩方向相反的力矩，称为反作用力矩反的力矩，称为反作用力矩(Mf)，其大小与游丝的变形程度，其大小
9、与游丝的变形程度成正比，即与线圈的偏转角度成正比，即与线圈的偏转角度成正比。成正比。(8-3)式中式中D为游丝的反作用力矩系数，其大小由游丝的材料性质、为游丝的反作用力矩系数，其大小由游丝的材料性质、形状和尺寸决定。形状和尺寸决定。随着偏转角随着偏转角的增大，反作用力矩也将增大，而转动力矩在的增大，反作用力矩也将增大，而转动力矩在被测电流不变时是恒定的。当反作用力矩增大到一定程度时被测电流不变时是恒定的。当反作用力矩增大到一定程度时将与转动力矩相等，可动部分达到平衡，此时可动部分将停将与转动力矩相等，可动部分达到平衡，此时可动部分将停止在某一平衡位置，指针也就停止在某一偏转角上。根据力止在某一
10、平衡位置，指针也就停止在某一偏转角上。根据力矩平衡条件矩平衡条件Mf=M可得可得上一页 下一页返回DMf项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构所以所以 （8-4）由上式可知，指针偏转角由上式可知，指针偏转角与被测电流与被测电流I成正比。因此在仪表成正比。因此在仪表中就可以用偏转角来衡量被测电流的大小。并通过指针在标中就可以用偏转角来衡量被测电流的大小。并通过指针在标度尺上直接指示出电流的数值。度尺上直接指示出电流的数值。根据指示仪表灵敏度的定义可得根据指示仪表灵敏度的定义可得 （8-5）NBAIDIDNBA上一页 下一页返回DNBASI项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构3.阻尼力矩阻尼
11、力矩当可动线圈转动时，绕制线圈的闭合铝框切割气隙磁场中的当可动线圈转动时，绕制线圈的闭合铝框切割气隙磁场中的磁力线而产生感应电流，这个感应电流与气隙中的磁场相互磁力线而产生感应电流，这个感应电流与气隙中的磁场相互作用，产生一个与可动部分转动方向相反的电磁力矩，这个作用，产生一个与可动部分转动方向相反的电磁力矩，这个力矩称为阻尼力矩，力矩称为阻尼力矩，如图如图8-4所示。当可动线圈静止时，铝框所示。当可动线圈静止时，铝框不切割磁力线，就不会产生感应电流，也就不会产生阻尼力不切割磁力线，就不会产生感应电流，也就不会产生阻尼力矩。矩。由此可见，阻尼力矩是在可动部分转动时产生，而一旦可动由此可见，阻尼
12、力矩是在可动部分转动时产生，而一旦可动部分静止下来以后，阻尼力矩就消失。所以阻尼力矩不影响部分静止下来以后，阻尼力矩就消失。所以阻尼力矩不影响可动部分的力矩平衡条件，对测量结果没有影响。可动部分的力矩平衡条件，对测量结果没有影响。上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构一方面阻尼力矩对可动部分在平衡位置附近的摆动起到抑制一方面阻尼力矩对可动部分在平衡位置附近的摆动起到抑制作用，使可动部分尽快在平衡位置静止下来作用，使可动部分尽快在平衡位置静止下来;另一方面阻尼力另一方面阻尼力矩对仪表可动部分起到保护作用，可以防止各种原因引起的矩对仪表可动部分起到保护作用，可以防止各种原因引起
13、的可动部分的快速摆动，以免损坏轴承及指针等。例如，灵敏可动部分的快速摆动，以免损坏轴承及指针等。例如，灵敏度较高的仪表在不使用时，通常把两个接线端钮用导线连接度较高的仪表在不使用时，通常把两个接线端钮用导线连接起来起来(从外部把可动线圈短路从外部把可动线圈短路)，使可动线圈也构成感应电流，使可动线圈也构成感应电流的闭合回路，加强阻尼作用，以避免在搬动过程中使可动部的闭合回路，加强阻尼作用，以避免在搬动过程中使可动部分快速摆动，达到保护仪表的作用。分快速摆动，达到保护仪表的作用。上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构三、技术特性三、技术特性1.准确度高准确度高可达可达0.10
14、.05级。级。2.灵敏度高灵敏度高由于测量机构内部磁场很强，所以线圈中通过很小的电流，由于测量机构内部磁场很强，所以线圈中通过很小的电流，就可以产生足够大的转动力矩。就可以产生足够大的转动力矩。3.受外磁场影响小受外磁场影响小4.标度尺刻度均匀标度尺刻度均匀.便于读数便于读数上一页 下一页返回项目项目1 磁电系测量机构磁电系测量机构5.过载能力弱过载能力弱一方面由于被测电流是通过游丝导入可动线圈，游丝很细，一方面由于被测电流是通过游丝导入可动线圈，游丝很细，若电流过载会使得游丝弹性发生变化产生较大误差，甚至因若电流过载会使得游丝弹性发生变化产生较大误差，甚至因过热而烧毁游丝。另一方面线圈的线径
15、很小，若电流过载也过热而烧毁游丝。另一方面线圈的线径很小，若电流过载也会使线圈发热而烧毁。会使线圈发热而烧毁。6.只能测量直流只能测量直流因为永久磁铁产生的磁场方向恒定不变，所以只有通入直流因为永久磁铁产生的磁场方向恒定不变，所以只有通入直流电流时才能产生恒定的偏转。如果直接通入交流电流时，由电流时才能产生恒定的偏转。如果直接通入交流电流时，由于交流电流的方向是交变的，所产生的转动力矩方向也是交于交流电流的方向是交变的，所产生的转动力矩方向也是交变的，可动部分由于惯性作用而来不及转动，导致指针只能变的，可动部分由于惯性作用而来不及转动，导致指针只能在零位左右摆动，无法正确读数在零位左右摆动，无
16、法正确读数。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊 磁电系测量机构的应用范围磁电系测量机构的应用范围磁电系测量机构主要用于构成直流仪表，如直流标准表、便磁电系测量机构主要用于构成直流仪表，如直流标准表、便携式仪表和安装式仪表。携式仪表和安装式仪表。磁电系测量机构的过渡电量是直流电流，只要把被测电量通磁电系测量机构的过渡电量是直流电流，只要把被测电量通过测量线路按一定关系变换为直流电流，就可以用它来构成过测量线路按一定关系变换为直流电流，就可以用它来构成不同功能、不同量程的仪表。如模拟式万用表的交流电压档，不同功能、不同量程的仪表。如模拟式万用表的交流电压档，就是利用二极管整流电路，把交流电压变换为直流
17、电流实现就是利用二极管整流电路，把交流电压变换为直流电流实现对交流电压进行测量的。对交流电压进行测量的。另外，磁电系测量机构配上转换器，还可以用于其他非电量另外，磁电系测量机构配上转换器，还可以用于其他非电量的测量。如配上温差电偶，可以测量温度。配上应变电阻片，的测量。如配上温差电偶，可以测量温度。配上应变电阻片，可以测量压力等。可以测量压力等。磁电系测量机构的应用十分广泛，它在电工仪表中占有十分磁电系测量机构的应用十分广泛，它在电工仪表中占有十分重要的地位。重要的地位。上一页 返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表一、结构一、结构1.基本组成基本组成磁电系测量机构本身所允许通过的直流电流很
18、小磁电系测量机构本身所允许通过的直流电流很小(即过载能力即过载能力弱弱)，若直接用于直流电流的测量，电流的量程很小，只有几，若直接用于直流电流的测量，电流的量程很小，只有几十微安至几十毫安，所以必须进行分流，以便扩大电流表量十微安至几十毫安，所以必须进行分流，以便扩大电流表量程，这就构成了磁电系电流表。程，这就构成了磁电系电流表。磁电系电流表由磁电系测量机构磁电系电流表由磁电系测量机构(俗称表头俗称表头)和分流器和分流器(即测量即测量线路线路)两部分构成。两部分构成。图图8-5是最基本的磁电系电流表电路图，是最基本的磁电系电流表电路图，Rc为测量机构内阻，为测量机构内阻，Rf是分流电阻，与测量
19、机构并联，是分流电阻，与测量机构并联，I为被为被测电流。测电流。下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表分流器一方面对被测电流进行分流，使流过测量机构的电流分流器一方面对被测电流进行分流，使流过测量机构的电流在其承受范围内在其承受范围内;另一方面可以使流过测量机构的电流与被测另一方面可以使流过测量机构的电流与被测电流保持一定的比例关系。对于被测电流较小的场合分流器电流保持一定的比例关系。对于被测电流较小的场合分流器通常采用分流电阻，接在表壳内部，对于被测电流较大的场通常采用分流电阻，接在表壳内部，对于被测电流较大的场合合(大于大于50A)通常采用外附分流器，接在表壳外部。通常采用外附分流
20、器，接在表壳外部。2.量程扩展量程扩展通过在表头两端并接不同阻值的分流电阻，可以扩展多量程通过在表头两端并接不同阻值的分流电阻，可以扩展多量程电流表。电流表。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表如图如图8-6(a)所示，该扩展电路各量程具有独立的分流电阻，互所示，该扩展电路各量程具有独立的分流电阻，互不干扰，调整方便。但它存在严重的缺点，因为开关的接触不干扰，调整方便。但它存在严重的缺点，因为开关的接触电阻包含在分流电阻支路内，使仪表的误差增大，甚至会因电阻包含在分流电阻支路内，使仪表的误差增大，甚至会因开关接触不良引起电流过大而损坏表头开关接触不良引起电流过大而损坏表头;另
21、外当转换量程挡时，另外当转换量程挡时，被测电流全部流经表头，将会使表头过载甚至损坏。所以开被测电流全部流经表头，将会使表头过载甚至损坏。所以开路连接方式实际上是不使用的。路连接方式实际上是不使用的。如图如图8-6(b)所示，该扩展电路的接触电阻对测量误差没有影响，所示，该扩展电路的接触电阻对测量误差没有影响，也不会使表头过载。但这种电路中，任何一个分流电阻的阻也不会使表头过载。但这种电路中，任何一个分流电阻的阻值发生变化时，都会影响其他量程，所以调整和修理都比较值发生变化时，都会影响其他量程，所以调整和修理都比较繁琐。繁琐。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表3.外附分流器外
22、附分流器外附分流器主要用于测量外附分流器主要用于测量50A以上的电流，这是因为测量大以上的电流，这是因为测量大电流时，分流电阻的温度较高体积也很大，采用外附分流器电流时，分流电阻的温度较高体积也很大，采用外附分流器可以减小温度对仪表的影响。可以减小温度对仪表的影响。外附分流器上有两对接线端钮，粗的一对称为外附分流器上有两对接线端钮，粗的一对称为“电流端钮电流端钮”，细的一对称为细的一对称为“电位端钮电位端钮”，如图如图8-7(a)所示。测量时先将所示。测量时先将“电位端钮电位端钮”与表头并联，再将与表头并联，再将“电流端钮电流端钮”串接在被测电串接在被测电路中，如路中，如图图8-7(b)所示。
23、这种连接方法可以使分流电阻中不包所示。这种连接方法可以使分流电阻中不包含接触电阻，减小接触电阻对测量误差的影响。含接触电阻，减小接触电阻对测量误差的影响。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表外附分流器上一般不标明电阻值，而是标注外附分流器上一般不标明电阻值，而是标注“额定电流额定电流”和和“额定电压额定电压”。额定电流是指电流表量程扩大后允许测量的。额定电流是指电流表量程扩大后允许测量的最大电流值最大电流值;额定电压是指当分流器工作在额定电流下，分流额定电压是指当分流器工作在额定电流下，分流器电位端钮两端的电压值。国家标准规定，外附分流器的额器电位端钮两端的电压值。国家标准规
24、定，外附分流器的额定电压有定电压有30 mV,45 mV,75 mV,100 mV,150 mV和和300 mV几种。几种。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊 外附分流器的选配应注意外附分流器的选配应注意(1)要让表头的电压量程要让表头的电压量程(即电流量程即电流量程Ic表头内阻表头内阻 Re)与外附分与外附分流器的额定电压相等。流器的额定电压相等。(2)表头与外附分流器连接后，电流量程就等于外附分流器的表头与外附分流器连接后，电流量程就等于外附分流器的额定电流。例如，某表头的电压量程为额定电流。例如，某表头的电压量程为75 mV，标度尺按，标度尺按150A刻度，如果该表配用刻度，如果该表配用“1
25、50A,75 mV”分流器时，它的量分流器时，它的量程就是程就是150A。如该表配用。如该表配用“450A,75mV”分流器时，它的量分流器时，它的量程就是程就是450A，此时指示值应乘以，此时指示值应乘以3，才是实际测得的电流值。，才是实际测得的电流值。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表二、工作原理二、工作原理如图如图8-5所示，根据并联电路分流知识可得所示，根据并联电路分流知识可得 (8-6)对于某一量程的电流表而言，对于某一量程的电流表而言，Rf、Rc大小不变，由上式大小不变，由上式可知，流过表头的电流可知，流过表头的电流Ic与被测电流与被测电流I成正比关系，标度成正
26、比关系，标度尺在刻度时按照这一比例关系进行刻度，就可以指示出尺在刻度时按照这一比例关系进行刻度，就可以指示出被测电流的大小。被测电流的大小。设电流表量程需扩大的倍数为设电流表量程需扩大的倍数为n(即即n=I/Ic)，由式，由式(8-6)可可得分流电阻的大小为得分流电阻的大小为:(8-7)IRRRIcffc上一页 下一页返回cfRnR11项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表由上式可知，将测量机构的电流量程扩大由上式可知，将测量机构的电流量程扩大n倍，则分流电倍，则分流电阻阻Rf应为测量机构内阻应为测量机构内阻Rc的的 倍，即量程扩展的倍数越倍，即量程扩展的倍数越大，所用分流电阻的阻值越小。大，所
27、用分流电阻的阻值越小。【例【例1】一只三个电流量程的磁电系电流表】一只三个电流量程的磁电系电流表如图如图8-8所示。所示。其中及。其中及。Rc=900,Ic=100A，Im1=100mA,Im2=10mA，Im3=1mA。,求求RfL1 RfL2,RfL3各为多大各为多大?解解:根据公式可知要计算根据公式可知要计算RfL1 RfL2,RfL3，先计算各电流量，先计算各电流量程扩大倍数分别为程扩大倍数分别为 上一页 下一页返回11n项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表n1=Im1/Ic=100mA/100A=1000n2=Im2/Ic=10mA/100A=100n3=Im3/Ic=1mA/100
28、A=10总分流电阻总分流电阻 RfL1+RfL2+RfL3=Rc/（n3-1）=900/（10-1）=100RfL1+RfL2=（Rc+RfL1+RfL2+RfL3）/n2=（900+100）/100=10RfL1=（Rc+RfL1+RfL2+RfL3）/n1=（900+100）/1000=1则则RfL2=（RfL1+RfL2）-RfL1=10-1=9RfL3=（RfL1+RfL2+RfL3）-（RfL1+RfL2）=100-10=90上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表三、技术特性三、技术特性磁电系电流表除具备磁电系测量机构的相关技术特性磁电系电流表除具备磁电系测量机构的相
29、关技术特性(如灵敏如灵敏度高、准确度高、刻度均匀等度高、准确度高、刻度均匀等)，还具有如下特性，还具有如下特性:内阻很小，内阻很小，对被测电路的影响很小对被测电路的影响很小;结构较复杂，成本较高。结构较复杂，成本较高。四、应用范围四、应用范围磁电系电流表主要用于直流电路中电流的测量。利用分流器磁电系电流表主要用于直流电路中电流的测量。利用分流器扩展量程，其量程范围可以从几微安到几百安培。扩展量程，其量程范围可以从几微安到几百安培。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表五、使用方法五、使用方法(一一电流表的选择电流表的选择1.准确度等级的选择准确度等级的选择根据不同使用场合及测量
30、要求，合理选择仪表的等级。通常根据不同使用场合及测量要求，合理选择仪表的等级。通常0.10.2级的磁电系电流表适合用于精密测量级的磁电系电流表适合用于精密测量;0.51.5级磁电系级磁电系电流表适合实验室中使用电流表适合实验室中使用;1.05.0级磁电系仪表适合工矿企业级磁电系仪表适合工矿企业中作为电气设备运行监测和电气设备检修使用。中作为电气设备运行监测和电气设备检修使用。2.量程的选择量程的选择根据被测电流的大小，选择合适量程的电流表。一般应使仪根据被测电流的大小，选择合适量程的电流表。一般应使仪表的指示值在量程值表的指示值在量程值(满刻度值满刻度值)的的2/3以上的范围。以上的范围。上一
31、页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表3.仪表内阻（仪表内阻（Re）的选择）的选择对于电流表而言，要求其内阻越小越好。一般要求电流表内对于电流表而言，要求其内阻越小越好。一般要求电流表内阻与被测电阻之比不大于相对误差的阻与被测电阻之比不大于相对误差的1/5，或要求电流表内阻，或要求电流表内阻小于被测电阻的百分之一。小于被测电阻的百分之一。(二二)测前检查测前检查测量前，应检查电流表指针是否指在测量前，应检查电流表指针是否指在“0”刻度位置。如果没刻度位置。如果没对准，应进行机械调零对准，应进行机械调零(一般在指针的根部有一螺丝一般在指针的根部有一螺丝)，使指，使指针对准针对准“0”
32、刻度线。刻度线。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表(三三)电流表的连接电流表的连接因为磁电系电流表是直流仪表，所以要注意线路连接时的正因为磁电系电流表是直流仪表，所以要注意线路连接时的正负极性。对于单量程电流表，被测量电流应从标有负极性。对于单量程电流表，被测量电流应从标有“+”的端的端钮流入，从标有钮流入，从标有“一一”的端钮流出的端钮流出;对于多量程电流表，先找对于多量程电流表，先找出公共端钮出公共端钮(一般标一般标“*”)，再根据其余端钮的标号来确定接，再根据其余端钮的标号来确定接线。线。在选择了合适的量程后，将电流表串联接入被测电路在选择了合适的量程后，将电流表串联
33、接入被测电路(连接线连接线路时最好断开电源，并注意极性问题，检查无误后接通电源路时最好断开电源，并注意极性问题，检查无误后接通电源)。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表(四四)电流表的读数电流表的读数待指针稳定后，从标度尺上读出数据。对于多量程电流表，待指针稳定后，从标度尺上读出数据。对于多量程电流表，仪表可能会有几根不同刻度的标度尺仪表可能会有几根不同刻度的标度尺(或几个量程共用一根标或几个量程共用一根标度尺度尺)，要根据所用量程选择相应的标度尺读数，并考虑是否，要根据所用量程选择相应的标度尺读数，并考虑是否需要将读数乘以一定的系数，从而得到被测电流的大小。需要将读数乘以
34、一定的系数，从而得到被测电流的大小。【例【例2】如图如图8-9所示为一磁电系电流表的标度尺简图，若所所示为一磁电系电流表的标度尺简图，若所选电流表量程分别为选电流表量程分别为1A,10A，请问所测电流分别为多少，请问所测电流分别为多少?答答:此电流表为此电流表为1A量程、量程、10A量程共用一根标度尺，从图中可量程共用一根标度尺，从图中可知仪表指示数值为知仪表指示数值为0.80。当量程为当量程为1A时，被测电流大小即为时，被测电流大小即为0.80A;当量程为当量程为10A时，时，被测电流大小为被测电流大小为0.80 x 10=8.0A 上一页 下一页返回小锦囊小锦囊 维护保养维护保养测量时先断
35、开电源，然后连接测量线路，检查无误后接通电测量时先断开电源，然后连接测量线路，检查无误后接通电源。源。磁电系电流表的过载能力很小，若在测量中发现指针反向偏磁电系电流表的过载能力很小，若在测量中发现指针反向偏转或正向偏转超过标度尺上满刻度线，应立即断电停止测量，转或正向偏转超过标度尺上满刻度线，应立即断电停止测量，待连接正确或重新选择更大量程的电流表后再进行钡待连接正确或重新选择更大量程的电流表后再进行钡lj量。量。测量完毕后，应先断电源，再从测量电路中取下电流表，将测量完毕后，应先断电源，再从测量电路中取下电流表，将其放置在干燥、通风和阴凉的环境处。对于灵敏度、准确度其放置在干燥、通风和阴凉的
36、环境处。对于灵敏度、准确度很高的微安表和毫安表，应用导线将正负端钮连接起来，以很高的微安表和毫安表，应用导线将正负端钮连接起来，以保护仪表的测量机构。保护仪表的测量机构。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表六、简单校验六、简单校验电工仪表在使用一段时间后，由于机械磨损、外磁场干扰、电工仪表在使用一段时间后，由于机械磨损、外磁场干扰、材料老化等多方面因素影响，其测量的准确度会发生变化，材料老化等多方面因素影响，其测量的准确度会发生变化，因此必须按照规定对仪表进行校验。所谓校验，就是检查仪因此必须按照规定对仪表进行校验。所谓校验，就是检查仪表性能是否达到规定的技术指标，尤其是准确
37、度是否达到规表性能是否达到规定的技术指标，尤其是准确度是否达到规定值。有关电工仪表的详细校验项目及方法可参考国家标准定值。有关电工仪表的详细校验项目及方法可参考国家标准电流表、电压表和功率表的检定规程电流表、电压表和功率表的检定规程，本处只作简单介，本处只作简单介绍。绍。一般常用的校验方法是将被校表与标准表直接比较的方法，一般常用的校验方法是将被校表与标准表直接比较的方法，称为直接比较法。称为直接比较法。如图如图8-10所示为直流电流表的校验电路。所示为直流电流表的校验电路。上一页 下一页返回项目项目2 磁电系电流表磁电系电流表其中图其中图(a)适用于校验量程较小的电流表，通过调节电阻适用于校
38、验量程较小的电流表，通过调节电阻的大小来改变流过标准表与被校表的电流大小，记录下的大小来改变流过标准表与被校表的电流大小，记录下两只表的相应示数，然后通过误差计算，确定被校表是两只表的相应示数，然后通过误差计算，确定被校表是否符合技术要求。图否符合技术要求。图(b)是利用标准毫伏表检验电流表的是利用标准毫伏表检验电流表的电路，它需要通过公式电路，它需要通过公式 计算出实际电计算出实际电流值，然后与被校表的示数相比较流值，然后与被校表的示数相比较(计算计算)来确定被校表来确定被校表是否符合技术要求。是否符合技术要求。上一页 返回vsvsRRRRUI00项目项目3 磁电系检流计磁电系检流计磁电系检
39、流计是一种专门用来检测微小电流磁电系检流计是一种专门用来检测微小电流(或电压或电压)的高灵的高灵敏度仪表。对于微小的电流敏度仪表。对于微小的电流(或电压或电压)来讲，用一般的仪表很来讲，用一般的仪表很难直接进行测量，因为微小的被测量，不能让测量机构有所难直接进行测量，因为微小的被测量，不能让测量机构有所反应。此时必须提高测量机构的灵敏度，检流计就是为适应反应。此时必须提高测量机构的灵敏度，检流计就是为适应这一需求而制造的一种高灵敏度仪表。它主要用于比较法测这一需求而制造的一种高灵敏度仪表。它主要用于比较法测量中作为平衡指示器，检测电流的有无，如在电桥或电位差量中作为平衡指示器，检测电流的有无，
40、如在电桥或电位差计中作为指零仪表，所以它的标度尺一般不标注电流计中作为指零仪表，所以它的标度尺一般不标注电流(或电压或电压)值。值。下一页返回项目项目3 磁电系检流计磁电系检流计一、结构一、结构磁电系检流计一般有指针式和光点式两种。其中指针式检流磁电系检流计一般有指针式和光点式两种。其中指针式检流计由于指针不可能做得太长而限制了灵敏度的提高，通常用计由于指针不可能做得太长而限制了灵敏度的提高，通常用于携带式电桥或电位差计中。于携带式电桥或电位差计中。光点式磁电系检流计的结构与普通磁电系仪表相比，有两大光点式磁电系检流计的结构与普通磁电系仪表相比，有两大特点特点:一是采用张丝或悬丝结构来代替轴尖
41、和轴承支撑的结构，一是采用张丝或悬丝结构来代替轴尖和轴承支撑的结构，以消除摩擦对测量的影响以消除摩擦对测量的影响;二是采用光标指示装置来代替指针，二是采用光标指示装置来代替指针，可以进一步提高检流计的灵敏度。可以进一步提高检流计的灵敏度。上一页 下一页返回项目项目3 磁电系检流计磁电系检流计如图如图8-11所示为磁电系检流计的结构图。动圈由悬丝悬挂起所示为磁电系检流计的结构图。动圈由悬丝悬挂起来，悬丝的作用是支撑可动部分，产生反作用力矩，为动圈来，悬丝的作用是支撑可动部分，产生反作用力矩，为动圈导入电流。动圈的另一端的电流引线为金属丝，此金属丝用导入电流。动圈的另一端的电流引线为金属丝，此金属
42、丝用金或银的材料制成，只起到导流的作用而不产生力矩。另外金或银的材料制成，只起到导流的作用而不产生力矩。另外在动圈上方还装有用来反射光线的反射镜。在动圈上方还装有用来反射光线的反射镜。上一页 下一页返回项目项目3 磁电系检流计磁电系检流计二、工作原理二、工作原理当动圈中通过电流时，动圈中的电流与固定磁场相互作用产当动圈中通过电流时，动圈中的电流与固定磁场相互作用产生转动力矩。生转动力矩。如图如图8-12为光标指示装置，当可动部分偏转了为光标指示装置，当可动部分偏转了角度时，反射镜上光源的入射角和反射角也是角度时，反射镜上光源的入射角和反射角也是，根据反射到，根据反射到标度尺上的光点，即可得到读
43、数。在图标度尺上的光点，即可得到读数。在图8-12中，当反射镜与中，当反射镜与标度尺的距离一定时，偏转角度越大，则光点在标度尺上的标度尺的距离一定时，偏转角度越大，则光点在标度尺上的偏转格数偏转格数d也越多，因此可以用偏转格数也越多，因此可以用偏转格数d多少来表示偏转角多少来表示偏转角度度0的大小，即表示被测电流的大小。的大小，即表示被测电流的大小。上一页 下一页返回项目项目3 磁电系检流计磁电系检流计另一方面，当偏转角度另一方面，当偏转角度一定时，若反射镜与标度尺的距离一定时，若反射镜与标度尺的距离l越长，则偏转格数越长，则偏转格数d越多，此时测量的灵敏度就越高。越多，此时测量的灵敏度就越高
44、。光点式检流计分为两种光点式检流计分为两种:一种是便携式检流计，其光路系统和一种是便携式检流计，其光路系统和标度尺安装在仪表的内部，通过采取光线多次反射的方法来标度尺安装在仪表的内部，通过采取光线多次反射的方法来提高灵敏度，提高灵敏度，如图如图8-13所示所示;另一种是安装式检流计，其标度另一种是安装式检流计，其标度尺和光路系统是单独的部件，使用时需将部件固定安装在稳尺和光路系统是单独的部件，使用时需将部件固定安装在稳定位置或坚实的墙壁上，其灵敏度很高，常用于精密测量，定位置或坚实的墙壁上，其灵敏度很高，常用于精密测量，如图如图8-14所示。所示。上一页 下一页返回项目项目3 磁电系检流计磁电
45、系检流计三、技术特性及应用范围（三、技术特性及应用范围（表表8-1）四、使用方法四、使用方法（一）检流计的选用（一）检流计的选用(1)选择与被测电路准确度相适应的灵敏度或电流常数。选择与被测电路准确度相适应的灵敏度或电流常数。(2)选择在合适的阻尼状态下工作。通常使得回路电阻稍大于选择在合适的阻尼状态下工作。通常使得回路电阻稍大于检流计的外临界电阻，以使获得稍微欠阻尼的状态工作。此检流计的外临界电阻，以使获得稍微欠阻尼的状态工作。此时，指示器达到平衡的时间最短。时，指示器达到平衡的时间最短。(3)应选用阻尼时间较短的检流计。一般阻尼时间应小于应选用阻尼时间较短的检流计。一般阻尼时间应小于5s。
46、(二二)检流计的使用检流计的使用使用时，应按正常工作位置将检流计放好，对装有水平仪的使用时，应按正常工作位置将检流计放好，对装有水平仪的检流计应先调好水平装置，然后检查检流计，看其偏转是否检流计应先调好水平装置，然后检查检流计，看其偏转是否良好，有无卡阻现象。检查无误后，将检流计接入电路。良好，有无卡阻现象。检查无误后，将检流计接入电路。上一页 下一页返回小锦囊小锦囊 维护保养维护保养(1)使用时必须轻拿轻放，在搬动时应将检流计的活动部分用使用时必须轻拿轻放，在搬动时应将检流计的活动部分用止动器锁上，无止动器的检流计要将两个接线端钮短接。止动器锁上，无止动器的检流计要将两个接线端钮短接。(2)
47、测量中，如果不清楚流过检流计电流的大小，不能随便提测量中，如果不清楚流过检流计电流的大小，不能随便提高灵敏度，应配用一个万能分流器或串接一个很大阻值的保高灵敏度，应配用一个万能分流器或串接一个很大阻值的保护电阻进行测试，确信不会损坏检流计时，再逐步提高检流护电阻进行测试，确信不会损坏检流计时，再逐步提高检流计的灵敏度。计的灵敏度。(3)不能用万用表或欧姆表等测量检流计的内阻，以防止通入不能用万用表或欧姆表等测量检流计的内阻，以防止通入的电流过大而烧毁检流计。的电流过大而烧毁检流计。上一页返回项目项目4 磁电系电压表磁电系电压表一、结构一、结构1.基本组成基本组成若将磁电系测量机构直接并接在被测
48、电路两端，可以实现直若将磁电系测量机构直接并接在被测电路两端，可以实现直流电压的测量，其量程大小为测量机构允许通过的最大电流流电压的测量，其量程大小为测量机构允许通过的最大电流与测量机构内阻的乘积，但由于测量机构本身允许通过的电与测量机构内阻的乘积，但由于测量机构本身允许通过的电流很小，因此量程很小，只有几十毫伏。要实现大电压的测流很小，因此量程很小，只有几十毫伏。要实现大电压的测量，就必须进行分压，由此构成了磁电系电压表。量，就必须进行分压，由此构成了磁电系电压表。磁电系电压表由磁电系测量机构和附加电阻磁电系电压表由磁电系测量机构和附加电阻(即测量线路即测量线路)两两部分构成。部分构成。图图
49、8-15是最基本的磁电系电压表电路图，是最基本的磁电系电压表电路图，Rj是附是附加电阻，与测量机构串联。加电阻，与测量机构串联。下一页返回项目项目4 磁电系电压表磁电系电压表附加电阻通常用温度系数很小的锰铜丝绕制而成，测量过程附加电阻通常用温度系数很小的锰铜丝绕制而成，测量过程中既可以使流过测量机构的电流不超过允许的范围中既可以使流过测量机构的电流不超过允许的范围(即对被测即对被测电压进行分压电压进行分压)，又与测量机构组成串联型温度补偿电路，以，又与测量机构组成串联型温度补偿电路，以补偿测量机构的动圈、游丝等部分因温度变化而对测量造成补偿测量机构的动圈、游丝等部分因温度变化而对测量造成的影响
50、。的影响。2.量程扩展量程扩展在磁电系测量机构支路上串联多个附加电阻，就可以构成多在磁电系测量机构支路上串联多个附加电阻，就可以构成多量程电压表，量程电压表，如图如图8-16所示。所示。上一页 下一页返回项目项目4 磁电系电压表磁电系电压表二、工作原理二、工作原理如图如图8-15所示，根据串联电路分压知识可得所示，根据串联电路分压知识可得 （8-8）其中其中Uc为测量机构两端的电压。为测量机构两端的电压。对于某一量程的电压表而言，对于某一量程的电压表而言，Rj,Rc大小不变，由上式可知，大小不变，由上式可知，测量机构两端的电压与被测电压测量机构两端的电压与被测电压U成正比关系，标度尺在刻成正比
