磁电式、电磁式、电动式仪表的定义、原理.docx

欧阳文创编磁电式、电磁式、电动式仪表的定义、原理时间：2021.03.12创作：欧阳文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-l(b)所示因此 欧阳文创编装设了两个游丝，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-l(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0.1〜0.05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 45〜2500Hz 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1W，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，带动指针偏转指示出被测量值的 大小反作用力矩也由游丝产生，阻尼力矩由阻尼片在空气 阻尼盒内的运动产生。

电动式仪表电动式仪表有两个线圈：固定线圈和可动线圈（产生转 动转矩的装置）产生阻转矩的装置为联在转轴上的螺旋弹 簧可动线圈与指针及空气阻尼器的活塞都固定在转轴上， 其电流通过螺旋弹簧引入时间：2021.03.12创作：欧阳文。