磁电系测量机构
磁电系测量机构
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；——电流灵敏度，。
S1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。
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。
磁电系测量机构
磁电系测量机构就是利用通电线圈在磁场中受到磁场作用力产生转动力矩得原理制成得，如图1 所示。
当可动线圈通电时，线圈受均匀辐射型磁场得作用而产生电磁力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与磁场方向，运用左手定则，可以判断线圈两有效边所受电磁力F得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得转动力矩，可动线圈便发生顺时针方向得旋转。
图1 磁电系仪表得工作原理示意图设均匀辐射得磁感应强度为B，线圈匝数为N，垂直于磁场方向得可动线圈有效边长为L，则当通过线圈得电流为r时，每个有效边受得电磁力F为式中 r——转轴中心到线圈有效边得距离，其值为线圈有效边长得1/2。
线圈包围得面积为线圈偏转时引起游丝变形，而产生反作用力矩Ma，这个力矩得大小与游丝变形得大小成正比，也就就是与线圈得偏转角a成正比，即反作用力矩为式中 D——游丝得反作用系数，与游丝得力学性质与尺寸有关；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，直到与转动力矩相等时，可动部分因所受力矩达到平衡而停留在一个平衡位置上，指针得偏转角a不再变化。
根据力矩平衡关系得到式中α——指针偏转角；S——可动线圈得有效面积；——电流灵敏度，。
S1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，它就是一个常数，N、S、B、D这些量决定于各仪表得结构与材料性质，其数值都就是固定得。
因此，仪表指针偏转角a与通过可动线圈得电流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得其她物理量（即经过变换可以转化为电流得量）。
而且磁电系仪表标度尺上得刻度就是均匀得。
磁电系仪表得测量机构（磁电系测量机构）就是由固定得磁路系统与可动部分组成，其结构如图1所示。
仪表得固定部分就是磁路系统，磁路系统包括永久磁铁1、固定在磁铁两极得极掌2以及处于两个极掌之间得圆柱形铁芯3。
圆柱形铁芯固定在仪表支架上，采用这种结构就是为了减少磁阻，并使极掌与铁芯间得空气隙中产生均匀得辐射型磁场。
《磁电系测量机构》教学设计.doc
《磁电系测量机构》教学设计一、教学设计的背景分析磁电系仪表是学生学习完《电丁•仪表与测量》的基本知识后所接触的第一种仪表，它不仅是后面所学的电磁系仪表和电动系仪表的基础，而且也是我们生活中最常用到的仪表z—。
磁电系测量机构是我们磁电系仪表的基础，只有弄清楚了磁电系测最机构后才能对磁电系仪表的各个功能进行分析。
磁电系仪表是本书的重点，而其屮的磁电系测量机则是本章的重点所在。
本课题的教学重点：磁电系测量机构的结构和工作原理；教学难点是：磁电系测量机构的工作原理。
本课题的教学设计，通过让学生对磁电系测量机构齐个组成部分的工作过程进行分析和讨论，再用对各部分之间的功能加以检验，从而有效的突出教学重点、突破教学难点。
本教学设计的学时安排为3课时。
第1课时学习磁电系测量机构的结构；第2课时拆装万用表中的磁电系测量机构（表头），并进行观察；第3课时归纳磁电系测最机的结构、作用及意义。
二、教学目标的设计1. 知识目标（1）了解磁电系测量机构的结构；（2）掌握磁电系测量机构的T作原理。
2. 能力目标（1）通过查阅有关磁电系测量机构的结构的资料，培养学生查阅、柴理资料的能力。
（2）通过分析、拆装和观察磁电系测量机这一系列的过程來使学生学会观察和记录磁电系测量机构的机构，初步明确各个机构之间的相互关系，给学生一种感官上的认识。
3. 情感目标（1）通过磁电系测量机构的拆装过程，培养学生实事求是的科学态度和一丝不苟的探究精神。
（2）通过对磁电系测量机构的分析、拆装和观察來增强学生的动于•能力，从屮提高其学习兴趣和主动性。
三、教学情景的设计1、磁电系测量机构的结构及各部分的作用，可以事先让学生以小组为单位进行资料的捜集和整理，带到课堂上来进行交流，最后有老师来进行总结。
2、第2节课上课时将实验装直、处理材料带到实验室，最好能做到每组或每桌一份，但是由于学生拆装后的观察并不一定全而和完善，所以教师要白备磁电系测景机构模型，以便上课时帶领学生进行观察。
磁电系仪表的结构和工作原理
磁电系仪表的结构和工作原理磁电系仪表的基本测量机构由固定部分和可动部分组成，如图1所示，其特点是由一个或几个永久磁铁和一个或几个载流线圈所构成的磁场能量来推动可动部分偏转。
可动部分的转动力矩中由永久磁铁与载流线圈的磁场相互作用产生的。
磁电系测量机构根据可动部分是载流线圈还是永久磁铁，可分为动圈式和动磁式两类。
在动圈式仪表中根据永久磁铁安装的位置不同，又分为三种：外磁式、内磁式和内外磁相结合三种形式。
固定的磁路由马蹄形永久磁铁、磁轭、极掌和圆柱形铁芯组成，在它们之间的空隙内，形成强辐射状的均匀磁场。
安装在气隙中的动框，是一个用绝缘细导线绕制成的矩形线圈。
动框上下的侧面固定着带轴尖的轴尖座，轴尖支撑在轴承的凹槽中，使可动部分可以在气隙中转动。
两对游丝的盘旋方向相反，内端与轴固定，外端固定的支架上。
游丝不仅产生阻尼力矩，而且是电流引入和引出线。
轴上的平衡锤可用来调节可动部分的机械平衡，使可动部分的重心在转轴上。
磁电系仪表的作用原理是以永久磁铁间隙中的磁场与载流线圈相互作用为基础。
当可动线圈中有电流通过时，根据左手定理，在可动线圏的两个侧边上将产生如图2所示的1F 和2FBNIl F F F ===21式中，B 为空气隙中的磁感应强度，N 为线圈的匝数，I 为通过线圈的电流，l 为线圈中受力边的长度，若在线圈上产生的转动力矩为M ，则SBNI bBNIl bF F bF b M ===+=2122 式中，b 为线圈非受力边的长度，即线圈的宽度；S 为线圈的有效面积，即bl S = 在转矩的作用下，使可动部分转动。
此时仪表的游丝被扭转而产生一个反作用力矩M α。
当偏转角随着测量电流I 增大时，游丝的反作用力矩也增大，因此有M D αα=⋅式中，D 为游丝反矩系数，α为指针的偏转角。
当转动力矩与反作用力矩相等时，表头上的指针就静止在稳定的偏转位置，此时有1.永久磁铁2.磁轭3. 极掌4.圆柱形铁芯5.动框6.游丝7.平衡锤8.磁分路9.指针图1 磁电系测量机构1.永久磁铁2.圆柱形磁铁3.可动线圈 图2磁电作用原理αM M =即 SBNI D α=⋅i SBNI S I Dα== 式中，i S 称为测量机构的电流灵敏度。
磁电系电子仪表的结构和工作原理
磁电系电子仪表的结构和工作原理磁电系电子仪表在电工测量指示仪表中，具有准确度高、灵敏度高、刻度均匀、功耗小等优点，常用于测量直流电路中的直流电压和电流。
如果配合整流器，可以测量交流电路中的交流电压和电流。
如果配合传感器或变换器，可以测量电路中的温度、压力、液位、频率等。
磁电系电子仪表的结构磁电系电子仪表有固定单元和可动单元组成。
固定单元由永久磁铁、极掌和圆柱形铁芯构成。
可动单元由绕制在铝框架上的可动线圈、转轴、指针、平衡锤以及游丝构成，可动单元承载在轴承上，可动线圈在环形气隙之中活动。
极掌将铁芯和可动线圈包围住，极掌与铁心之间的磁场滑丝均匀的，方向垂直于极掌与铁芯的圆柱面。
两个游丝的螺旋方向相反，其作用是用产生反作用力矩，同时把电流导入可动线圈。
游丝的一端与可动线圈相连，另一端固定在支架上与外部接线相连。
磁电系电子仪表的测量机构分为外磁式、内磁式和内外磁式三种结构。
外磁式的永久磁铁在可动线圈的外面。
内磁式时将永久磁铁做成圆柱形放在可动线圈内，既作磁铁又作铁芯，但在永久磁铁外面要安装一个闭合的导磁环。
内磁式的结构紧凑，手外接磁场的影响小，应用广泛。
内外磁式在可动线圈的内外部均使用永久磁铁，气隙磁场更强，电子仪表灵敏度更高，受外界磁场影响更小。
磁电系电子仪表的工作原理磁电系电子仪表是利用可动线圈中的电流与气隙中磁场相互作用，产生电磁力而使可动部分转动的原理制成的。
当线圈中通入电流时，仪表的可动部分要受三个力矩的作用。
1、转动力矩。
当可动线圈中有电流通过时，通电导体在磁场中受到力F的作用，力的方向可根据左手定则类确定。
由于气隙将的磁场是均匀辐射状分布的，故气隙间的磁感应强度均相同。
对于做好的仪表，可动线圈面积、线圈匝数都是固定的，所以转动力矩的大小与被测电流成正比，方向取决于被测电流流进可动线圈的方向。
2、反作用力矩。
可动线圈在电磁作用下转动的同时，会受到游丝产生的反作用力矩作用，使指针最终能稳定在一个位置。
电工仪表与测量试题及答案
电工仪表与测量试题及答案一．电工仪表与测量的内容及重要性1．电工仪表与测量是中等职业技术学校电工专业的一门专业课。
2．电的特殊性：看不见，听不见，闻不着，摸不得。
即正常的感官不能或不允许与之接触。
3．电工测量的重要意义：电能在生产、传输、变配及使用过程中，必须通过各种电工仪表进行测量，并对测量结果进行分析，以保证供电及用电设备和线路的可靠、安全、经济地运行。
4．电工测量的主要对象：电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、相位、功率因数、转速等电量、磁量及电路参数。
5．电工仪表：测量各种电量、磁量及电路参数的仪表、仪器。
6．本课程的内容：常用电工仪表的结构、工作原理、选择及使用方法，电工测量方法的选择，测量数据的处理等。
二．电工仪表的发展概况19世纪20年代电流对磁针有力的作用检流计、电桥等1895年第一台感应系电能表20世纪40－60年代仪表的精度越来越高1952年第一只电子管数字电压表问世60年代晶体管数字电压表70年代中、小规模数字式电压表近年来大规模数字电压表三．学习本课程的方法及要求1．按测量机构（或数字式电压基本表）－→测量线路－→测量仪表的基本思路学习。
2．注意理论教学、直观教学和生产实习的密切结合。
§1－1 常用电工仪表的分类、型号和标志一．常用电工仪表的分类1．指示仪表（1）按工作原理分类磁电系、电磁系、电动系、感应系、整流系等。
（2）按使用方法分类安装式、便携式。
（3）按被测量的名称分类电流表、电压表、功率表、电能表、频率表、相位表、万用表等。
（4）按准确度等级分类、、、、、、共七级。
（5）按使用条件分类A组环境0－400C B组－200C－500CC组－400C－600C（6）按被测电流种类分类直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表三类。
2．比较仪表又分为直流比较仪表和交流比较仪表。
3．数字仪表采用数字技术，以数码形式直接显示被测量的大小。
二．电工指示仪表的型号1．安装式指示仪表的型号P42．便携式指示仪表的型号除了没有形状代号外，其余的与安装式仪表相同。
电磁测量2.
12
三、磁电式仪表
磁电式测量机构主要用于测直流电路中的电流、 电压如果附加一变换器则可构成具有磁电式 测量机构；并带有整流的仪表，则可以测量 交流。（万用表）
1、用作电流表 由于磁电式仪表的测量机构所允许通过的电流
当I IC / 2 ,则 Rx 称欧姆表的中值电阻。 当 I 0 ,即 R ,则欧姆表量程是无限且标尺
x
刻度为非线性
19
这种欧姆表当干电池电压由于使用久而减小时， 则读数会出现严重错误，为克服这种误差，在欧姆 表测量机构两端并联调节用的ab支路。
ab支路的作用:
• 不仅可以扩大量程，而且使扩大量程可以调节。 当新的干电池接入电路时，将RA调节较小，以便 使Rx=0 时，测量机构中I I ，当电池电压随使
平衡时：
k I SI
W
i
SI称作电流灵敏度，即单位电流所能引起的稳定偏转角 5
一、结构及原理 1、结构： 固定部分：
永久磁铁 可动部分：
可动线圈
6
2、原理: 磁电式仪表是根据导体在磁场中受力即电动机原理。
①当可动线圈流过电流时，则线圈电流和永久磁铁 的磁场相互作用，产生磁力，并形成转动力矩， 使线圈转动。即：
2
构成：可动部分和固定部分。
原理：
1、转动力矩：
M dA
d
f (x)
其中： 为偏转角，A取决于测量机构的结构
参数和被测电参量x。
2、 反抗力矩： M W
其中：W为常数，或是偏转角的函数。
3、当可动部分的静止偏转角对应于转动力矩与反 抗力矩相等的位置时，有：
电磁式、磁电式和感应式电工仪表工作机理
1.1、磁电系电工仪表(1)磁电系仪表的主要结构磁电系电工仪表的测量机构是由固定的磁路系统和可动部分组成的,其结构如图(辽宁科学技术出版社出版的《进网作业电工培训教材》P300图11-2(a))所示。
仪表的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,用来减小磁阻,并使极掌和铁芯间的空气隙中产生均匀的辐射形磁场。
处在这个磁场中的可动线圈4绕转轴偏转时,两个有效边上的磁场也总是大小相等,并且方向是与线圈边相互垂直的。
可动线圈绕在铝框上。
转轴分成前后两部分,每个半轴的一端固定在动圈铝框上,另一端则通过轴尖支撑于轴承中。
在前半轴还装有指针,当可动部分偏转时,用来指示被测电量的大小。
反作用力矩可以由游丝、张丝或悬丝产生。
当采用游丝时,还同时用它来导入和导出电流。
因此,装设了两个游丝,它们的螺旋方向相反,如图辽宁科学技术出版社出版的《进网作业电工培训教材》P300图11-2(b))所示。
仪表的阻尼力矩则由铝框产生。
磁电系测量机构按其磁路形式的不同,又分为外磁式、内磁式和内外磁式三种,如图辽宁科学技术出版社出版的《进网作业电工培训教材》P300图11-3所示。
外磁式结构,永久磁铁在可动线圈的外部。
内磁式结构,永久磁铁则在可动线圈的内部。
为使气隙磁场均匀,在内磁式仪表的磁铁外面,要加装一个闭合的导磁环,以减小漏磁。
内磁式结构紧凑,受外磁场的影响小,所以近年来得到广泛的使用。
内外磁式结构则在可动线圈内外都用永久磁铁,因此磁场更强,仪表的结构尺寸可以做得更加紧凑。
(2)磁电系仪表的工作原理磁电系测量机构产生转动力矩的原理如图辽宁科学技术出版社出版的《进网作业电工培训教材》P301图11-4所示。
当可动线圈通电时,流过线圈的电流和永久磁铁的磁场相互作用的结果是产生电磁力,从而形成转动力矩,使可动部分发生偏转。
根据安培力定律和左手定则,可以定出电磁力的大小和方向。
第3章 电磁系仪表
3.排斥吸引型 结构与排斥型有些相似，不同之处是它的固定 和可动铁片的数量较多。 排斥吸引型电磁系测量机构的特点： （1）在这种结构中，转动力矩是由排斥力和吸 引力共同作用而产生的，所以其转动力矩较大。 （2）其指针偏转角可以达到240°左右，所以 可制成广角度指示仪表。 （3）在工作过程中，随着可动部分的转动，排 斥力逐渐减弱，而吸引力逐渐增强。 （4）因为铁片较多，导致磁滞误差较大，准确 度等级较低，所以只在0.5级以下的交流仪表中采用 这种结构。
2.排斥型 排斥型电磁系测量机构的结构如图3-3所示。
排斥型电磁系测量机构工作原理如图3-4 所示。
排斥型的电磁系测量机构，仍然可以用 于交流电的测量。
排斥型电磁系测量机构的特点： （1）利用处于圆线圈磁场中的固定铁片与可 动铁片之间的排斥作用，使仪表的活动部分 发生偏转。 （2）通过对固定线圈形状的合理设计和偏转 角的合理选择，可以得到比较均匀的刻度特 性。 （3）电磁利用系数较小，即线圈的电感相对 变化小，与扁线圈结构相比，频率误差较容 易补偿。因此，能达到较高的准确度等级。 目前，国内外高准确等级的电磁系仪表，一 般都采用这种排斥型结构。
①电压相等； ②频率相等； ③相序相同； ④相位相同。
用来检查发电机与电网或工作发电机两 边电压的相位和频率是否相等的相应仪表， 称为整步表。整步表又叫做同期表、同步表 或同步指示器等。
整步表大多采用电磁系的。采用旋转磁场与脉 动磁场相互作用的原理。 整步表的表盘当中的一条线为同步标线，当指 针停止在此标线上时，表示待并入的同步发电机与 电网的电压、相位和频率都相同，此时才可以将待 并发电机的主开关合闸，让发电机并入电网。当待 并发电机频率比电网频率高时，指针向顺时针方向 旋转，表示发电机的转速偏快；反之，当待并发电 机的频率低于电网频率时，指针向反时针方向旋转， 表示发电机的转速偏慢，而频率相差越大，指针旋 转越快。指针与同步标线的夹角，就是两个电源电 压的相位差角，当指针位于表盘上所标“快”的方 向时，表明待并发电机是超前的；当指针位于表盘 上所标“慢”的方向时，则表明待并发电机是滞后
磁电系仪器仪表测量机构与工作原理
磁电系仪器仪表测量机构与工作原理磁电系仪表是电子仪器仪表的一种，磁电系仪表主要用于直流电流和电压的测量，与整流器配合之后，也可用于交流电流和电压的测量。
其优点是：准确度和灵敏度高、功耗小、 刻度均匀等。
缺点是：过载能力差。
该仪表主要由磁电系测量机构和测量线路组成。
1.测量机构和工作原理磁电系仪表测量机构主要由固定部分和可动部分组成，如图 3-1-1。
固定部分由马蹄形位置，此时偏转角与输入电流的关系为a%I 。
如果在仪表盘上直接按电流值刻度， 则仪表标尺上的刻度是均匀等份的， 而且指针偏转 方向与电流方向有关。
当电流反向时，可动线圈的偏转也随之反向。
如果可动线圈通入交流电，在电流方向变化时转矩 M 的方向也随之变化。
若电流变化的频率小于可动部分的固有振动频率， 指针将会随电流方向的变化而左右摆动； 若电流变化的频率高于可动部分的固有振动频率， 指针偏转角将与一个周期内转矩的平均值有关。
由于一个周期内的平均驱动转矩为零，所以指针将停留在零位不动。
可见，磁电系仪表只能直接测量直流电，而不能测量交流电。
若要测量交流电，则必须配上整流装置构成整流系仪表。
2.电流的测量磁电系仪表可直接作为电流表使用。
但由于被测电流要流过截面积极细、 允许流过很小 电流（v 1mA 的游丝和可动线圈，所以最大量程只能是微安或毫安级。
为了扩大量程，可 在测量机构上并联低值电阻即分流器， 如图3-1-2所示。
此时流过表头的电流I °只是被测电流I X 的一部分，两不同阻值的分流器构成，并通过量程转换开关分别与表 头并联。
需要扩大的量程越大，分流器的电阻越小。
图永久磁铁、极掌和圆柱形铁心等组成表头的磁路系统。
固定于表壳上的圆柱形铁心处于两极 掌之间，并与两极掌形成辐射均匀的环形磁场。
可动部 分由绕在矩形铝框架上的可动线圈、与铝框相连的两个 半轴以及固定在半轴上的指针、游丝等组成。
整个可动 部分经两半轴支承在轴承上，线圈则位于环形磁场中。
电工仪表习题库第二章
电工仪表习题库第二章电流与电压的测量一、填空题1、磁电系测量机构主要由固定的和可动的两部分组成。
2、磁电系测量机构中游丝的作用有两个：一是，二是。
3、磁电系仪表的刻度是均匀的，其原因是由于仪表指针的偏转角与。
4．磁电系电流表由与两者组成。
5．分流电阻一般采用电阻率较，电阻温度系数很的制成。
6．外附式分流器有两对接线端钮，外侧粗的一对叫端钮，内侧细的一对叫端钮。
7．磁电系直流电压表是由与两者组成的。
8．磁电系检流计是一种专门用来测量的仪表，通常用于。
9．光点式检流计具有高，的优点。
10．检流计在搬动或使用完毕后，应将锁上。
11．电磁系测量机构主要由和组成。
12．根据其结构形式的不同，电磁系仪表可分为型和型两种。
13．电磁系测量机构过载能力强的原因是由于被测电流经过游丝，而绕制固定线圈的导线可以些的缘故。
14．为了减小外磁场的影响，电磁系测量机构中常采用和的方法。
15．电磁系电流表由组成。
16．安装式电磁系电流表一般是量程的，且最大量程不超过A。
要测量更大的电流时，仪表需要与配合使用。
17．电磁系电压表由与两者联组成。
18．仪用互感器是用来的仪器。
它包括和。
19．电压互感器实际上就是一个变压器，能将一次侧的变换成二次侧的。
20．电压互感器的正常工作状态接近于状态。
21．电压互感器二次侧的额定电压规定为V，电流互感器二次侧的额定电流规定为A。
22．电压互感器的一次侧、二次侧在运行中绝对不允许，因此，在它的一次侧、二次侧都应装设。
23．钳形电流表的最大优点是。
24．常用的钳形电流丧有两种形式：和。
25．互感器式钳形电流表由和组成，它的标度尺是按电流刻度的。
26．电磁系钳形电流表主要由组成。
27．在用钳形电流表测量5A以以下较小电流时，为使读数准确，在条件许可的情况下，可将进行测量，被测的实际电流值就等于。
28．在选择电流表和电压表时，应按照仪表的、、、、以及等方面，既又地进行选择。
29．0．1级或0．2级的仪表—般用于或，0．5级或1．0级的仪表一般用于，一般的工程测量可选用级以下的仪表。
电子课件-《电工仪表与测量(第五版)》第二章 电流与电压的测量
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9
第二章 电流与电压的测量
外磁式
内磁式
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内外磁式
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第二章 电流与电压的测量
2.磁电系测量机构的工作原理
磁电系测量机构是根据通电线圈在磁场中受到电磁 力矩而发生偏转的原理制成的。
磁电系测量机构的工作原理
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11
第二章 电流与电压的测量
磁电系仪表的特点
优点
准确度高、灵敏度高 功率消耗小 刻度均匀
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闭路式分流器
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第二章 电流与电压的测量
三、直流电压表
1.直流电压表的组成
直流电压表的组成
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第二章 电流与电压的测量
2.分压电阻的计算
第一步：先计算磁电系测量机构的额定电压 UC=IC·RC
第二步：计算电压量程扩大倍数
m U UC
第三步：计算所需串联的分压电阻
RV(m1)RC
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第二章 电流与电压的测量
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第二章 电流与电压的测量
电流正向
电流反向
吸引型测量机构工作原理
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第二章 电流与电压的测量
电流正向
电流反向
排斥型测量机构工作原理
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第二章 电流与电压的测量
2.电磁系测量机构的工作原理
利用通电流的固定线圈产生磁场，使铁芯磁化。然后 利用线圈与铁芯（吸引型）或铁芯与铁芯（排斥型）相 互作用产生转动力矩，带动指针偏转。
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第二章 电流与电压的测量
思考与练习
1.简述磁电系测量机构的工作原理。 2.磁电系测量机构中游丝的作用是什么？ 3.磁电系仪表的优点和缺点有哪些？ 4.计算分流电阻的步骤有哪些？ 5.如何连接分流电阻？ 6.为什么多量程直流电流表多采用闭路式分流电路？ 7.检流计的特点是什么？主要用途是什么？
《电工仪表与测量》第2、3章测试题
一、填空题（每空2分，共40分）1、磁电系测量机构由固定的和部分组成，其转动力矩是由和相互作用而产生。
2、磁电系测量机构中游丝的作用是（1）；（2），因此磁电系测量机构的过载能力。
3、磁电系的阻尼力矩与铝框的转动方向始终。
当指针不再运动时，铝框内的感应电流为，故不再产生。
4、磁电系测量机构按磁路形式的不同为、和三种。
5、电磁系测量机构主要由固定和可动组成6、电磁系仪表是利用与或相互作用而产生转动力矩的。
7、电磁系测量机构的阻尼器由和构成。
二、选择题（每题2分，共20分）1、磁电系测量机构可动部分的稳定偏转角与通过线圈的。
A：电流成正比B：电流的平方成正比C：电流成反比D：电流的平方成反比2、电磁系测量机构中采用了阻尼器。
A：空气B：铝线框C：磁感应D：线圈3、电磁系测量机构主要由（）组成。
A、固定线圈和动铁片B、固定线圈和永久磁铁C、固定的永久磁铁和可动线圈D、固定的铁片和可动线圈4、电磁系测量机构中采用无定位结构是为了___。
A：减小外磁场的影响B：提高仪表的过载能力C：提高仪表的灵敏度D：使仪表刻度均匀5、选择电流表量程时，一般把被测量范围选择在仪表度尺满刻度的___。
A：起始段B：中间段C：任意位置D：三分之二以上的范围内6、在无法估计被测量大小时，应先选用仪表的___测试后，再逐步换成合适的量程。
A：最小量程B：最大量程C：中间量程D：空挡7、磁电系测量机构（）电流。
A、可以测较大直流B、可以测交流C、可以测交、直流D、只能测较小直流8、万用表表头通常采用具有灵敏度较高的（）。
A、磁电系B、电磁系9、万用表的红表笔在使用时的电位极性是（）。
A、测电流、电压时为正，测电阻时为负B、测电流、电压、电阻时均为负C、测电流、电压时为负，测电阻时为正10、万用表欧姆中心值为15Ω，则其有效测量范围为（）。
A、1.5-150ΩB、0-30ΩC、0.15-1500Ω三、判断题（每题2分，共20分）1、磁电系仪表是磁电系测量机构的核心（）2、电磁系仪表刻度是不均匀的（）3、万用表只能测量电阻、电流、电压（）4、电磁系测量机构是根据通电线圈在磁场中受到电磁力而偏转的原理制成的（）5、磁电系仪表的准确高，灵敏度低（）6、电磁系测量机构既能测交流电流，又能测直流电流（）7、电磁系仪表的刻度是均匀的（）8、电磁系测量机构指针的偏转方向与电流方向有关（）9、目前安装式交流电流表大都采用磁电系电流表（）10、用万用表欧姆挡测电阻时，被测电路不允许带电，但允许有并联电路（）四、简答与计算（第1、2小题每题5分，第3小题10分。
磁电系仪表
磁电系仪表磁电系仪表广泛应用于直流电流和电压的测量。
如果和整流元件配合，可以用于交流电流和电压的测量；与变换器配合，可以测量交流功率、频率、相位以及温度压力等；此外，它还广泛用作电子仪器中的指示器。
第一节磁电系测量机构一、结构和工作原理1、结构图3-1 磁电式测量机构的结构示意图通常的磁电系测量机构由固定的磁路系统和可动线圈部分组成。
其结构如图3-1所示。
磁路系统包括永久磁铁1，固定在磁铁两极的极掌2和处于两个极掌之间的圆柱形铁芯3。
圆柱形铁芯3固定在仪表支架上，使两个极掌与圆柱形铁芯之间的空隙中形成均匀的辐射状磁场。
可动部分由绕在铝框架上的可动线圈4、指针6、平衡锤7和游丝5组成。
可动线圈两端装有两个半轴支承在轴承上，而指针、平衡锤及游丝的一端固定安装在半轴上。
当可动部分发生转动时，游丝变形产生与转动方向相反的反作用力矩。
另外，游丝还具有把电流导入可动线圈的作用。
2、工作原理磁电系测量机构的基本原理是利用可动线圈中的电流与气隙中磁场相互作用，产生电磁力，可动线圈在力矩的作用下发生偏转，因此称这个力矩为转动力矩。
可动线圈的转动使游丝产生反作用力矩，当反作用力矩与转动力矩相等时，可动线圈将停留在某一位置上，指针也相应停留在某一位置上。
磁电系测量机构产生转动力矩的原理如图2-2所示。
二、技术特性和应用范围1、技术特性(1)准确度高。
磁电系测量机构由于采用了永久磁铁，且工作气隙比较小，所以气隙磁场的磁感应强度较大，可以在很小的电流作用下，产生较大的转动力矩。
可以减小由于摩擦、外磁场等原因引起的误差，提高了仪表的准确度。
磁电系测量机构的准确度可以达到0.1~0.05级。
(2)灵敏度高。
仪表消耗的功率很小。
(3)表盘标度尺的刻度均匀，便于读数。
(4)过载能力小。
由于被测电流通过游丝导入可动线圈，所以电流过大容易引起游丝发热使弹性发生变化，产生不允许的误差，甚至可能因过热而烧毁游丝。
另外，可动线圈的导线横截面很小，电流过大也会使线圈发热甚至烧毁。
仪表题库
选择题1．磁电系测量机构主要由（）两部分组成。
A. 固定的磁路系统和可动的软磁铁片。
B. 固定的通电线圈和可动的软磁铁片。
C. 固定的软磁铁片和可动的软磁铁片。
D. 固定的磁路系统和可动的通电线圈。
2.磁电系测量机构（）电流。
A. 可以测较大直流。
B.可以测交流。
C. 可以交直流两用。
D. 只能测较小直流。
3. 一只量程为50μA, 内阻为1kΩ的电流表, 若要改装为2.5A的电流表, 则需（）的电阻。
A. 串联一只0.02Ω。
B. 并联一只0.02Ω 。
C. 串联一只0.2Ω 。
D. 并联一只0.2Ω。
4. 若电压表量程扩大m倍, 则要串联的分压电阻是表头内阻的（）倍。
A. m-1。
B. m+1。
C. 1+m 。
D. 1-m 。
5. 选择电流表量程时，一般把被测量指示范围选择在仪表标度尺满刻度的（）。
A. 起始段。
B. 中间段。
C. 任意位置。
D. 2/3 以上段。
6. 在无法估计被测量大小时, 应先选用仪表的（）测试后,再逐步换成合适的量程。
A. 最小量程。
B.最大量程。
C. 中间量程。
D. 空档。
7. 万用表测量线路所使用的元件主要有（）。
A. 游丝、磁铁、线圈等。
B. 转换开关、电阻、二极管等。
C. 转换开关、磁铁、电阻等。
D. 电阻、二极管等。
8. 万用表的直流电压测量电路是在（）的基础上组成的。
A. 直流电压挡。
B. 交流电压挡。
C. 电阻挡。
D. 直流电流挡。
9. 欧姆表的标度尺刻度是（）。
A. 与电流表刻度相同, 而且是均匀的。
B. 与电流表刻度相同, 而且是不均匀的。
C. 与电流表刻度相反, 而且是均匀的。
D. 与电流表刻度相反, 而且是不均匀的。
10.万用表使用完毕, 最好将转换开关置于（）。
A. 随机位置。
B. 最高电流挡。
C. 最高直流电压挡。
D. 最高直流或交流电压挡。
11. 用万用表电流挡测量被测电路的电流时, 万用表应与被测电路（）。
A. 串联。
B. 并联。
C. 短接。
磁电系仪表解读
从上面的公式可以求得各个附加电阻的 阻值。
四、磁电系欧姆表
1、工作原理
通过测量机构活动部分偏转大小来反映被测电 阻值,故必须将被测电流转化为电阻,所以在测量线 路中，既有被测电阻，还要有电源。
Rg R
I=U/(Rg+R+Rx)
Rx
当U、R一定时，Rx与I对应,只要表头 标尺按阻值刻度，就可测出被测电阻(R起
同理，当我们需要一定扩大倍数得时候我们
可以通过公式：
Rp Rg n 1
求得分流电阻的大小。
对于同样量程，表头Ig越小，则n越大，Rp 越小。
注意：当被测电流很大时（>50A），分流器会严 重发热，而影响测量效果。所以对于测量大电流
的分流器都放在仪表之外，成为：外附分流器， 同理在仪表内的分流器成为：内附分流器。
第二章电测量指示仪 表
第一节 磁电系仪表
本节重点： ➢磁电系仪表的工作原理 ➢磁电系电流表的测量电路
磁电系仪表是指示仪表中最广泛应用的一 类仪表，普遍应用于测量直流电流和直流电压， 还可以测量其他电量、电路参数以及非电量。 学校实验室中用的电流表和电压表大都是磁电 系仪表
一、磁电系测量机构
（一）、磁电系测量机构的一般结构 驱动装置：永久磁铁 载流导体
永磁铁转动
载流体转动
永久磁铁1两端各有一个半圆形极掌2，构成 两个磁极。在两权掌间有圆柱形铁心3，极掌和 圆柱形铁心间的空隙中形成均匀辐射状的强磁 场。细导线线圈5绕在矩形铝框上(阻尼器)，轴6
与线圈两端相连，轴尖支撑在轴承里，使线 圈可以自由转动。指针9与轴相连。游丝8的 内端固定在转轴上，外端固定在仪表内部的 支架上。一个仪表中通常有两个游丝，它们 的旋绕方向相反。当线圈中通电转动时，两 个游丝被扭转，产生反作用力矩，两个游丝 还兼作线圈中电流的引入线和引出线。 11是 零点调节器。10是平衡锤，用来调节可动部 分的机械平衡
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2、1磁电系测量机构
考纲要求：1、掌握磁电系测量机构得结构组成及各部分作用。
2、理解磁电系测量机构得工作原理及三种力矩得产生机制。
3、掌握磁电系测量机构得技术特性与应用范围。
知识要点：
一、磁电系测量机构得结构（瞧图能说出）
1、组成：磁电系测量机构由与构成。
磁电系测量机构得机构示意图
2、作用：
①永久磁铁得作用：且为磁场；
②可动线圈得作用：；
③游丝得作用：；
3、磁路系统结构形式有：、与。
其中内磁式结构紧凑、受外磁场影响小，今年来得到广泛应用；
内外磁式得灵敏度更高，结构更紧凑，受外磁场得影响更小。
二、磁电系测量机构得工作原理
1、三种力矩
①转动力矩M
a．产生：；b．大小： M = ；
c、方向：通过来判断并取决于得方向。
②反作用力矩M f
a．产生：；
b．大小：M f = ；
（D得决定因素有、、）
c、方向：与得方向相反。
③阻尼力矩M e
a．产生：
铝框阻尼：；
线路阻尼：；
b、大小：与有关，可动部分不动则为；对测量结果影响；
c、方向：与相反；
d、作用：。
2、M与M f得关系：
当M与M f相等时，可动部分达到平衡，此时，M e = ， M M f。
3、磁电系测量机构得灵敏度：S = ；（就是一个）
所以S得提高方法：从上改善性能，尤其就是。
4、磁电系测量机构得工作原理
三、磁电系测量机构得技术特性与应用范围
1、技术特性
a、准确度；
原因：
b、灵敏度；
c、表盘标度尺刻度；
原因：
d、过载能力；
原因：
e、只能测量。
原因：
2、应用范围
a、用于仪表；
b、配可测交流电量；
c、配可测交流功率、频率、相位等非电量；
d．配可以测量温度；
e．配可以测量压力。
典型例题：
▲解答磁电系测量机构得技术特性问题，必须紧紧围绕它得结构特点来进行分析。
1、为什么磁电系仪表得准确度高？
2、磁电系测量机构只能测量直流电量就是何故？
巩固练习：
一、填空题
1、根据磁电系测量机构得磁路结构不同，磁电系测量机构可分为、
与三种，其中结构最紧凑，气隙中磁场最强。
2、磁电系测量机构所能识别得中间过渡量就是信号。
3、磁电系测量机构中得游丝作用有（1）；（2）。
闭合铝框得作用主要就是。
4、磁电系仪表得刻度就是均匀得，其原因就是由于仪表指针得偏转角
与。
5、磁电系测量机构得转动力矩就是与相互作用而产生
得。
二、选择题
1、磁电系仪表中铝框所受到得阻尼力矩主要来源于（）。
A、空气阻力作用
B、绕在铝框上得线圈通电所受到得磁场作用力
C、转轴转动时受到得阻力
D、铝框转动时产生得感应电流受到得磁场作用力
2、磁电系测量机构可动部分得稳定偏转角与通过线圈得（）。
A、电流成正比
B、电流得平方成正比
C、电流成反比
D、电流得平方成反比
三、判断题
1、磁电系仪表得指针静止时，阻尼力矩与转动力矩大小相等，方向相反。
（）
2、阻尼力矩得方向总就是与仪表可动部分得运动方向相反。
（）
3、气隙磁场得磁感应强度越均匀集中，磁电系仪表得灵敏度越高。
（）
4、磁电系仪表由于自身得磁场较强，因而受外磁场影响小。
（）
5、在电工指示仪表中，转动力矩与被测量成正比。
（）
6、当M f = M时，阻尼力矩M e一定为0。
（）
7、转动力矩、反作用力矩、阻尼力矩共同决定了指针偏转角得大小。
（）
8、为了减少可动部分得摆动以尽快读数，仪表中必须要有阻尼装置。
（）
9、磁电系测量机构只能测量直流。
（）
四、问答题
1、灵敏度较高得仪表在不使用时，通常把两个接线端钮短接起来，为什么？
2、为什么说磁电系测量机构得过载能力小？。