磁電系儀表

用途：磁電系儀表在電工儀表中占有重要地位。
它廣泛地應(yīng)用于直流電流和直流電壓的測量。與整流元件配合，可以用于交流電流與電壓的測量，與變換電路配合，還可以用于功率、頻率、相位等其它電量的測量，還可以用來測量多種非電量，例如溫度，壓力等。當(dāng)采用特殊結(jié)構(gòu)時，可制成檢流計。磁電系儀表問世最早，由于近年來磁性材料的發(fā)展使它的性能日益提高，成為最有發(fā)展前景的指示儀表之一。
本章主要介紹磁電系儀表的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及其應(yīng)用。

磁電系儀表結(jié)構(gòu)
結(jié)構(gòu)：磁電系儀表根據(jù)磁路形式的不同，分為外磁式，內(nèi)磁式和內(nèi)外磁結(jié)合式三種結(jié)構(gòu)。外磁式測量機構(gòu)如圖，由于永久磁鐵放在可動線圈之外，所以稱為外磁式。整個結(jié)構(gòu)為兩大部分，即固定部 分和可動部分。固定部分由永久磁鐵１、極掌２和固定在支架上的圓柱形鐵心３構(gòu)成。

磁鐵由硬磁材料做成；而極掌與鐵心則用導(dǎo)磁很高的軟磁材料做成。鐵心放在極掌之間，并與極掌形成一個磁場均勻的環(huán)形氣隙?？蓜硬糠钟衫@在鋁框架上的可動線圈４、線圈兩端的兩個半軸５、與轉(zhuǎn)軸相連的指針７、平衡錘６以及游絲８所組成。整個可動部分支承在軸承上，線圈位于環(huán)形氣隙中。

磁電系儀表工作原理(定性)
當(dāng)可動線圈通以電流以后，在永久磁鐵的磁場作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩使線圈轉(zhuǎn)動。
反作用力矩通常由游絲產(chǎn)生，磁電系儀表的游絲一般有兩個，而且兩個游絲的繞向相反，游絲一端與可動線圈相連，另一端固定在支架上，它的作用既產(chǎn)生反作用力矩，同時又是將電流引進可動線圈的引線。
阻尼力矩由繞制線圈的鋁架產(chǎn)生，其原理見圖當(dāng)鋁架在磁場中運動時，閉合的鋁架切磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流ｉe，這個渦流與磁場相互作用產(chǎn)生一個電磁阻尼力矩Ｍa，顯然阻尼力矩的方向與鋁框架運動方向相反，因此能使指針較快停在讀數(shù)位置，當(dāng)然鋁架上的線圈與外電路也會構(gòu)成閉合回路，同樣也會產(chǎn)生阻尼力矩。
磁電系儀表內(nèi)磁式結(jié)構(gòu)組成
內(nèi)磁式的測量機構(gòu)如圖，與外磁式相比最大區(qū)別在于永久磁鐵做成圓柱形并放在動圈之內(nèi)，它既是磁鐵又是鐵心。為了能形成工作氣隙，并能在工作氣隙中產(chǎn)生一個均勻的磁場，磁場方向能處處與鐵心的圓柱而垂直，在磁鐵外面壓嵌一個扇形斷面的磁極，在線圈外面加一個導(dǎo)磁環(huán)。磁力線穿過氣隙后經(jīng)導(dǎo)磁環(huán)閉合，以形成工作氣隙的磁場。
磁電系儀表—電磁阻尼、內(nèi)磁結(jié)構(gòu)

磁電系儀表產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩示意圖

磁電系儀表內(nèi)磁式結(jié)構(gòu)特點
采用這種結(jié)構(gòu)之后，由于磁極和導(dǎo)磁環(huán)都用導(dǎo)磁率很高的軟磁材料，所以閉合磁路的漏磁小、磁感應(yīng)強度大、儀表防御外磁場干擾的能力也得到增強、而且儀表對外界其他設(shè)備中的磁敏感元件的影響也減少了。加上內(nèi)磁式整個結(jié)構(gòu)比較緊湊，成本較低，所以與外磁式相比，是一種比較先進的結(jié)構(gòu)。
內(nèi)磁式可動部分的構(gòu)造，則與外磁式基本相同，有時也采用張絲結(jié)構(gòu)，例如Ｃ36型的直流表。
內(nèi)外磁結(jié)合式這種形式除了在可動線圈外部裝了永久磁鐵之外，線圈內(nèi)部的圓柱形鐵心也改用永久磁鐵，所以稱它為內(nèi)外磁結(jié)合式。這種形式的特點是工作氣隙內(nèi)的磁感應(yīng)強度比較強，其他特點與外磁式相似。

磁電系儀表工作原理（定量分析 ）
電磁驅(qū)動力  M=2IBLNr=IBSN
         B—工作氣隙中磁場的磁感應(yīng)強度；
         L—線圈有效邊長；
         I—通過線圈的電流；
         N—線圈的匝數(shù)；
         S—線圈有效面積=2Lr。
游絲阻力矩 Ｍα=Dα
         D— 游絲反作用力矩系數(shù)，
        α—線圈偏轉(zhuǎn)角。
偏轉(zhuǎn)角α：

靈敏度SI由儀表結(jié)構(gòu)參數(shù)所決定，對于某一儀表來講，它是一個常數(shù)。因此，其指針偏轉(zhuǎn)角與通過可動線圈的電流Ｉ成正比。