磁电式电磁式电动式仪表的定义原理

1、磁电式、电磁式、电动式仪表的定义、原理1 什么是磁电式仪表 ?磁电式仪表广泛地应用于直流电压和电流的测量，如与各种变换器配 合，在交流及高频测量中也得到较广泛的应用，因此在电气测量指示仪表中 占有极为重要的地位。2 磁电式仪表是由哪几部分构成的 ?磁电式仪表是由固定的磁路系统和可动部分组成的。 仪表的磁路系统是 在永久磁铁 1 的两极，固定着极掌 2。两极掌之间是圆柱形铁心 3。圆柱形 铁心固定在仪表的支架上，用来减小磁阻，并在极掌和铁心之间的气隙中形 成沿圆柱形表面均匀辐射的磁场，其磁感应强度处处相等，方向与圆柱形表 面垂直。处在这个磁场中的可动线圈 4 是用很细的漆包线绕制在铝框架上的。

2、框架的两端分别固定着半轴，半轴上的另一端通过轴尖支承于轴承中。指针 6 安装在前半轴上。当可动线圈 4 通入电流时，在磁场的作用下便产生转动 力矩，使指针随着线圈一起转动。线圈中通过的电流越大，产生的转动力矩 也越大，因此指针转动的角度也大。反作用力矩可以由游丝、张丝或悬丝产生。当采用游丝时，还同时用它 来导人和导出电流， 如图 4-1(b) 所示。因此装设了两个游丝， 它们的螺旋方 向相反。仪表的阻尼力矩则由铝框产生。高灵敏度仪表为减轻可动部分的重 量，通常采用无框架动圈，并在动线圈中加短路线圈，以产生阻尼作用。磁电式仪表按磁路形式又分为内磁式、 外磁式和内外磁式三种， 如图 4-2 所示。

3、内磁式的结构是永久磁铁在可动线圈的内部。外磁式的结构是永久磁 铁在可动线圈的外部。内外磁式的结构是在可动线圈的内外都有永久磁铁， 磁场较强，可使仪表的结构尺寸更为紧凑。3 磁电式仪表是如何工作的 ?磁电式仪表是根据载流导体在磁场中受力的原理， 即电动机原理而制成 的。磁电式仪表测量机构产生力矩的原理如图 4-3 所示。4. 什么是电磁式仪表 ?电磁式仪表是测量交流电流与电压最常见的一种仪表。它具有结构简 单、过载能力强、造价低廉以及可交直流两用等一系列优点，因此电磁式仪 表在电力工程，尤其是固定安装的测量中得到了广泛的应用。5. 电磁式仪表与磁电式仪表有何不同 ? 电磁式仪表与磁电式仪表是两种

4、不同类型的仪表。它们有很多不同之 处，突出的表现在性能、结构和表盘上。从表盘上就可区分开这两种仪表。除它们的图形符号不同外，磁电式电 流表和电压表的刻度基本上是均匀的，而电磁式仪表的刻度则由密变疏。从性能上看，磁电式仪表反映的是通过它的电流的平均值，因此它的直 接被测量只能是直流电流或电压； 而电磁式仪表反映的是通过它的电流的有 效值，因此，不加任何转换，电磁式仪表就可用于直流、交流，以至非正弦 电流、电压的测量。但其测量灵敏度和精度都不及磁电式仪表高，而功耗却 大于磁电式仪表。结构和工作原理的不同是两种仪表的根本区别。 虽然它们都分为固定和 可动两大部分， 但其具体组成内容不同。 磁电式仪表

5、的固定部分是永久磁铁， 用来产生均匀、恒定的磁场；可动部分的核心是一线圈，被测电流流经线圈 时，利用通电导线在磁场中受力的原理 （ 即电动机原理 ） ，实现可动部分的转 动。电磁式仪表的固定部分是被测电流流经的线圈，有电流通过即可形成较 强的磁场；可动部分的核心是一片可被及时磁化的软磁性材料 （ 如铁片，坡 莫合金等 ） ，利用被磁化酌动铁片与通电线圈 （或被磁化的静铁片 ） 磁极之间 的作用力，实现可动部分的偏转。由于电磁式仪表构造简单、成本低廉，在 电工测量中获得了广泛的应用，尤其是开关板式交流电流、电压表，基本上 都采用这种仪表。电磁式仪表根据测量机构的结构形式不同， 分有扁线圈吸引型和

6、圆线圈 排斥型两种。6. 什么是吸引型电磁式仪表 ?电磁式仪表的测量机构主要有吸引式和排斥式两种类型， 扁线圈吸引型 电磁式仪表的结构如图 5-1（a） 所示。吸引型电磁式仪表是由固定线圈 l 和偏 心装在转轴上的可动铁片 2 构成的一个电磁系统。转轴上还装有指针 3、阻 尼片 4 及游丝 5。游丝的作用和在磁电式测量机构中不同，它只产生反作用 力矩。7. 什么是电动式仪表 ?电磁式仪表的测量准确度一般不高， 其主要原因是由于电磁式仪表铁磁 材料的磁滞和涡流效应等造成的。用于交流精密测量大多采用电动式仪表， 基本上消除了磁滞和涡流的影响。磁电式仪表的磁场是由永久磁铁建立的， 当利用通有电流的固

7、定线圈来代替永久磁铁时，便构成了 "电动式仪表 "。固 定线圈不仅可以通过直流，而且还可通过交流，因此，电动式仪表的主要优 点是能交直流两用，并能达到0.10.05级的准确度。使电动式仪表的准确 度得到了提高。电动式仪表不但能精确地测量电流、电压和功率，而且还可以测量功率因数、相位及频率等。它可使用的频率范围较宽，可用在452500Hz的交流电路中。所以，电动式仪表用途广泛，在精密指示仪表巾占有 重要地位。现在，电动式仪表正朝着提高灵敏度、扩大量程和频率范围，以及降低 功耗、缩小外形、减小质量、降低成本和提高使用寿命的方向发展。目前， 国内外出现了张丝支承、陶瓷支架、陶瓷转

8、轴、小偏转角以及光标指示的电 动式仪表，其准确度为 1%,功率损耗小于IW,交流使用的额定频率可达 15-5000HZ,扩展频率范围则达10000Hz这样就更扩大了电动式仪表的应用 范围。显而易见，电动式仪表在各类指示仪表中，保持着明显的优势。8. 电动式仪表的结构是怎样的 ?是如何工作的 ? 电动式仪表的测量机构主要由建立磁场的固定线圈 1 和在此磁场中偏转 的可动线圈 2组成，其结构如图 6-1 所示。固定线圈 1 分为平行排列，互相 对称的两部分，中间留有空隙，以便穿过转轴。这种结构的特点是能获得均 匀的工作磁场，并可借助改变两个固定线圈之间的串、并联关系而得到不同的电流量程。可动线圈与转轴固接 在一起，转轴上装有指针 3和空气阻尼器的阻尼片 4。游丝 5用来产生反作 用力矩，并起引导电流的作用。可动线圈比固定线圈小些、轻些，常见的线 圈形状有圆形、椭圆形及矩形等。由于线圈工作磁场很弱，通常只有磁电式 仪表磁场的 1% 5%，故易受外磁场影响。 为此电动式仪表的测量机构应置 于磁屏蔽罩内，以减少对测量机构的干扰。电动式仪表的工作原理如图 6-2 所示。可动线圈置于固定线圈之内，装在转轴上，当固定线圈通过电流J，和可动线圈通过电流 I2 时，固定线圈产生磁场，可动线圈和该磁场相互作用产生转动力矩，带动指针