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
图2—2 磁电系测量机构的结构示意图
需要指出的是：①极掌和圆柱形铁芯是由软磁材料制成；②游丝（或张丝、悬丝）的作用有二：其一是随着动圈的转动，可形成反作用力矩；其二是导流（将电流导入线圈）；③闭合铝框转动时，由于电磁感应和电磁相互作用而自然形成阻尼力矩；④磁路系统的结构除了图中的这种外磁式，还有内磁式和内外磁式。 2．磁电系测量机构的工作原理
当永久磁铁磁场中的动圈里有电流通过时，它便与磁场相互作用而产生转动力矩，使动圈产生偏转。同时，与动圈固定连在一起的游丝，因动圈的偏转而产生弹性形变，从而产生反作用力矩，它随着活动部分偏转的角度的增大而增大。
当反作用力矩增大到与动圈的转动
电工测量仪表导学案及练习
力矩相等时，动圈将停留在某一个位置上，与动圈固接在一起的指针便在仪表的标度尺上指示出被测量的数值来。
分析可得指针偏转角α与动圈中的电流I成正比，两者关系为： (系测量机构的灵敏度SI
NBAD
NBAD
)I，故磁电
，式中N为动圈匝数，B为磁感应强度，A为动圈有效面积，
D为游丝的反作用力矩系数(其大小由游丝的材料性质、形状和尺寸所决定)。
3．磁电系测量机构的技术特性
①准确度高，灵敏度高。由于磁场很强，使得电磁转矩很大，一方面相对削弱了基本误差和附加误差，另一方面也提高了灵敏度S。 ②功率消耗小。这主要是由于动圈中的电流很小。 ③刻度均匀，便于读数。这是由于α正比于I。
④过载能力小。这是由于动圈的导线很细，过大的电流易烧毁动圈同时使得导流游丝（或张丝、悬丝）过热而影响其弹性。
⑤只能直接测量值流量。要想测量交流量，需要配用整流器。
电工测量仪表导学案及练习
第二单元 电工仪表的基本知识
-----磁电系电流表、电压表
班级： 0720 姓名：
【新考纲】
1、掌握磁电系电压表、电流表的工作原理。
【复习要点】
三．磁电系电流表 1．结构与工作原理
磁电系电流表主要由磁电系测量机构（又称表头）和测量线路——分流器所组成，如图2—3所示。若电流表的量程扩大到表头电流量程的n倍，则分析可得所并联的分流电阻
Rfl
1n 1
RC 。（RC为表头内阻）
图2—3 电流表的测量线路
当被测电流很大（50A以上）时，由于分流电阻的发热严重会影响到测量机构的正常工作，故通常采用外附分流器，如图2—4所示。外附分流器的电流端钮需串接入被测电路中，电位端钮则需与表头两端并联。关于外附分流器的额定值，有两点说明：①额定电流是指整个电流表扩大后的量程，额定电压则是对应于额定电流下的两电位端钮间的电压值（也即表头的满偏电压Uc RCIc）②额定电压按规定有六种:30mV、45mV、75mV、100mV、150mV、300mV。
对于多量程电流表，其内附分流器的接法有两种，如图2—5所示。开路连接时，开关的接触电阻包含在分流电阻支路内，将造成仪表误差的增大甚至造成表头严重过载而损坏，故这种接法在实际应用中一般不采用。
电工测量仪表导学案及练习
(a)分流器外形 (b)分流器的接法
图2—4 外附分流器
（a）分流器的开路连接 (b)分流器的闭路连接
2．技术特性：准确度高、灵敏度高、功耗小、刻度均匀、内阻小（串联入被测电路后，对被测电路的影响小），过载能力小，但其结构较复杂，成本较高且只能测量直流电流。 3．使用维护方法
①选择电流表内阻时，要满足：电流表内阻（RA）与被测电路内阻（R）之比不应超过允许相对误差（γ）的1/5，即RA
R5
。
②要根据实际情况，合理选择电流表的准确度、量程和仪表使用条件的组别。
③测量过程中，若发现指针反偏或指针过满刻度线，应立即断电，待重新接线或调大量程后再进行测量。
④对于高灵敏度、高准确度的微安表和毫安表，使用结束后要用导线将正负端钮接起来，利用表头动圈短路后对摆动呈现的强阻尼作用来保护测量机构。 四．磁电系电压表 1．结构和工作原理
磁电系电压表是由磁电系测量机构（或称表头）和测量线路—附加电阻所组成，如图2—6所示。若电压表的量程扩大为表头的电压量程（UC RCIC)的m倍，则所需串联的附加电阻Rfj (m 1)Rc。
图2—6 磁电系电压表测量线路 图2—7 多量程电压表的测量线路 附加电阻也可以外附，定值外附分压电阻的额定电流有十种：0.05mA、0.1mA、0.2mA、0.5mA、1mA、5mA、7.5mA、15mA、30mA和60mA。使用时，外附附加电阻的额定电流要与表头的满偏电流相同。
多量程电压表的测量线路通常采用共用式分压电阻，如图2—7所示。量程越大，则仪表内阻便越大，但内阻与量程的比值一定（其倒数即为表头满偏电流）。电压表铭牌上所标注的内阻即为各量程下的内阻与对应量程之比，单位为
。
电工测量仪表导学案及练习
分析可得，电压表的电压灵敏度SV
SIRfj RC
SIRV
SI为表头的电流灵敏度,RV为电
压表的内阻）,附加电阻越大,则仪表的电压灵敏度越低。而要制造出高内阻的电压表,必须选择灵敏度高的表头（即满偏电流小）。 2．技术特性：准确度高、灵敏度高、功耗小、刻度均匀、电压量程广、内阻大（对被测电路的影响小），但其过载能力小且只能测量直流电压。 3．使用维护方法
①测量时，电压表需并接入被测电路中，如图2—8所示。所选电压表的内阻要满足：
RRV
15
，即RV
5R
。
图2—8 电压表的测量方法
②要根据实际情况，合理选择电压表的准确度、量程、使用条件的组别。
③测量过程中，若发现指针反偏或指针过满刻度线，应立即断电，待重新接线或调大量程后再进行测量。
④对于高灵敏度、高准确度的毫伏表，微伏表，使用结束后，要用导线将正负端钮连接起来。这样，一方面可避免外界偶发性强电磁脉冲损坏表头；另一方面，利用短路下的动圈对摆动呈现的强阻尼作用来保护测量机构。