磁电系测量机构.doc

如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!磁电系测量机构是利用通电线圈在磁场中受到磁场作用力产生转动力矩的原理制成的，如图1 所示当可动线圈通电时，线圈受均匀辐射型磁场的作用而产生电磁力F，从而形成转动力矩M，使可动部分发生偏转根据图中所设电流方向和磁场方向，运用左手定则，可以判断线圈两有效边所受电磁力F的方向都与线圈平面垂直且方向相反，产生使可动线圈发生顺时针方向偏转的转动力矩，可动线圈便发生顺时针方向的旋转　　图1 磁电系仪表的工作原理示意图　　设均匀辐射的磁感应强度为B，线圈匝数为N，垂直于磁场方向的可动线圈有效边长为L，则当通过线圈的电流为r时，每个有效边受的电磁力F为　　式中 r——转轴中心到线圈有效边的距离，其值为线圈有效边长的1/2　　线圈包围的面积为1 / 6如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!　　线圈偏转时引起游丝变形，而产生反作用力矩Ma，这个力矩的大小与游丝变形的大小成正比，也就是和线圈的偏转角a成正比，即反作用力矩为　　式中 D——游丝的反作用系数，与游丝的力学性质和尺寸有关；　　       a——可动部分偏转角，即指针偏转角　　随着偏转角α不断增大，反作用力矩M，也增大，直到和转动力矩相等时，可动部分因所受力矩达到平衡而停留在一个平衡位置上，指针的偏转角a不再变化。

　　根据力矩平衡关系得到 　　式中 α——指针偏转角；　       　S——可动线圈的有效面积；　       S1——电流灵敏度，　　电流灵敏度S1由仪表结构参数所决定，对于某一个仪表来讲，它是一个常数，N、S、B、D这些量决定于各仪表的结构和材料性质，其数值都是固定的2 / 6如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!　　因此，仪表指针偏转角a与通过可动线圈的电流I成正比所以磁电系仪表可用来测量电流以及与电流有联系的其他物理量（即经过变换可以转化为电流的量）而且磁电系仪表标度尺上的刻度是均匀的　 磁电系仪表的测量机构（磁电系测量机构）是由固定的磁路系统和可动部分组成，其结构如图1所示　　仪表的固定部分是磁路系统，磁路系统包括永久磁铁1、固定在磁铁两极的极掌2以及处于两个极掌之间的圆柱形铁芯3圆柱形铁芯固定在仪表支架上，采用这种结构是为了减少磁阻，并使极掌和铁芯间的空气隙中产生均匀的辐射型磁场这个磁场的特点是，沿着圆柱形铁芯的表面，磁感应强度处处相等，而方向则和圆柱形表面垂直圆柱形铁芯与极掌间留有一定的气隙，使可动线圈能在气隙中转动3 / 6如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!　　图1  磁电系测量机构的结构示意图　　1-永久磁铁；2-极掌；3-圆柱形铁芯；4-可动线圈；　　5-游丝；6-指针；7-平衡锤；8-调零器　　可动部分由绕在铝框架上的可动线圈（线圈）4、线圈两端的两个半轴、与转轴相连的指针6、平衡锤7以及游丝5所组成。

整个可动部分支承在轴承上，线圈位于环形气隙之中在矩形框架的两个短边上固定有转轴，转轴分前后两个半轴，每个半轴的一端固定在矩形框架上，另一端则通过轴尖支承于轴承中在前半轴上装有指针6，可动部分偏转时，带动指针偏转，用来指示被测量的大小　　当可动线圈通以电流之后，在永久磁铁的磁场作用下，产生转动力矩并使线圈转动反作用力矩通常由游丝产生磁电系仪表的游丝－般有两个，且绕向相反，游丝一端与可动线圈相连，另一端固定在支架上，它的作用是既产生反作用矩，同时又将电流引进可动线圈的引线　　仪表的阻尼力矩由铝制的矩形框架产生高灵敏度的仪表为了减轻可动部分的重量，通常采用无框架可动线圈，并在可动线圈中加短路线圈，利用短路线圈中产生的感应电流与磁场相互作用产生阻庀力矩　　为了使仪表指针起始在零的位置，通常还存在一个“调零器”如图1（a）中所示调零器”的一端与游丝相连如果在仪表使用前其指针不指在零位，则可用起子轻轻调节露在表壳外面的“调零器”的螺杆，使仪表指针逐渐趋近于零位　　磁电系测量机构按磁路结构的不同，可分为外磁式、内磁式和内外磁式三种，如图2所示外磁式结构是指永久磁铁在可动线圈的外部内磁式结构是指永久磁铁在可动线圈的内部。

内外磁式结构是在可动线圈的内外都有永久磁铁，因此，磁性更强，仪表的结构可以做得更紧凑5 / 6如果您需要使用本文档，请点击下载按钮下载!　　图2  磁电系测量机构的磁路结构 （注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!） 5 / 6。