1.2 常用測量儀表的結構與工作原理

磁電式儀表又稱動圈式儀表，標準磁電式直流電表與各種變換器配合，可制成電流表、電壓表、歐姆表、功率表、兆歐表等。

5.怎樣掌握磁電式儀表的結構與特性？

磁電式儀表的結構如圖1-1所示，主要由固定部分與轉動部分構成。

1.固定部分

磁電式儀表的固定部分為一塊磁性很強的永久磁鐵，通常由鉻鋼或鎳鋁鋼制成，形成一個強磁場。

2.轉動部分

磁電式儀表的轉動部分由轉動線圈、轉軸、游絲、指針等組成。轉動線圈中間固定著圓柱形鐵芯，被測電流通過游絲進入轉動線圈。

3.工作基理

當可動線圈中有被測電流通過時，線圈與永久磁鐵的磁場相互作用產生力矩，通過轉軸帶動指針偏轉，與彈簧的反作用力矩平衡時，指針所指的位置即為指示值。

4.適用測量直流電

由于磁電式儀表的永久磁鐵的極性是固定的，當所測電流的方向改變時，指針偏轉方向也會隨之改變。如果通過轉動線圈的為交流電，則所產生力矩的大小和方向也是交變的。由于轉動部分的慣性，指針不能隨之轉動。因此，磁電式儀表只適用于測量直流電。測量時，為防止指針倒轉，在儀表的接線端都標注有“+”、“-”標記，以防連接時接錯。

5.過載能力差

由于被測的電流通過游絲進入轉動線圈后，游絲與轉動線圈的截面積很小，故磁電式儀表不能測量較大的電流，過載能力較差。

6.標度尺刻度分布均勻

磁電式儀表轉動線圈的偏轉角與被測電流大小成正比，故磁電式儀表標度尺的刻度呈均勻分布狀態。

7.其他方面

磁電式儀表具有功率消耗低、測量靈敏度高和受外磁場影響小的特點，但其結構復雜，價格較高。

6.怎樣掌握電磁式儀表的結構與特性？

電磁式儀表結構簡單、負載能力強、價格低，多安裝在固定位置作監測用，如開關板式儀表多為電磁式儀表。

電磁式儀表的內部結構如圖1-2所示，在固定線圈內有一個固定鐵片和一個固定在轉軸上的可動鐵片。

1.電磁式儀表工作原理

當電磁式儀表固定線圈中有被測電流通過時，定鐵片和動鐵片同時被磁化，并呈現同一極性，因同性相斥，動鐵片通過軸帶動指針偏轉，與彈簧反作用力矩平衡時，指針所指的位置即為指示值。

2.適用測量交流電與直流電

由于通過固定線圈的電流方向改變時，線圈所產生的磁場極性和被磁化的鐵片極性同時改變。無論是線圈與動鐵片，還是定鐵片與動鐵片，它們之間的作用力方向不變，仍為吸引或排斥，即指針偏轉的方向不變。因此，電磁式儀表可用來測量直流電，也可用來測量交流電。

3.過載能力強

由于電磁式儀表采用固定線圈結構，線圈導線的截面大，允許流過的電流較大，故其負載能力強。

4.標度尺刻度分布不均勻

由于電磁式儀表轉動力矩的大小與通過固定線圈電流的平方成正比，指針的偏轉角由轉動力矩決定，因此表盤尺刻度是不均勻的，量程高端標度尺刻度間距大。

5.其他方面

電磁式儀表結構簡單、價格低，但其磁場較弱，易受外磁場的干擾，靈敏度低、消耗功率大。

6.適用范圍

電磁式儀表一般為電流表、電壓表、頻率表、功率因數表、鉗形表、同步表，可用于直流和交流電路的測量，當用于工頻測量時，其頻率可擴展到5kHz，且可測非正弦頻率時的參數。

7.怎樣掌握電動式儀表的結構與特性？

電動式儀表不僅可測量交、直流電路的電壓、電流及非正弦交變量的有效值，而且還可測量功率和相位。由于其具有較高的測量準確度，故尤其適用于對交流電的精密測量。

圖1-3所示為電動式儀表的內部結構，主要有兩個相互串聯或并聯的固定線圈和一個固定在轉軸上的轉動線圈為核心構成。

1.工作原理

在電動式儀表中，當固定線圈和可動線圈通有電流時，因載流導體間的相互作用使可動線圈偏轉，與彈簧反作用力矩平衡時，指針所指的位置即為指示值。

2.適用于測量交流與直流

由于電動式儀表通過固定線圈和轉動線圈的電流會同時改變方向，故會使轉動線圈所受電磁力的方向不變。因此，電動式儀表既可測量直流電，又可測量交流電。

3.過載能力差

電動式儀表的轉動線圈與游絲截面較小，故電動式儀表的負載能力較差。

4.標度尺刻度分布不均勻

電動式儀表轉動力矩與通過固定線圈的電流和轉動線圈的電流乘積有關，故其刻度不均勻，讀數受外界磁場影響大。

5.其他方面

電動式儀表測量的精度較高，最高達到0.1級準確度等級。適用工頻測量，有的可達10kHz，故可制成電流表、電壓表、功率表、功率因數表、同步表等。