优选电工仪表与测量第五版

四、直流磁电系检流计
磁电系检流计是一种专门用来测量 微小电流或电压的高灵敏度仪表，主 要用于以直流电工作的电测仪器中作 指零仪使用。
1、直流磁电系检流计的结构
为提高检流计的灵敏度，结构上要采用 以下措施：
采用张丝或悬丝支撑代替轴尖轴承结构 用光标指示装置代替指针
张丝支撑结构
悬丝支撑结构
光标指示原理
2、分流电阻的计算
设磁电系测量机构的内阻为RC，满 刻度电流为IC，被测电流为IX，则分流电 阻RA的大小可以按下述步骤进行计算。
第一步，先计算电流量程扩大倍数
n IX IC
第二步，计算分流电阻
RA
RC n 1
［例］ 现有一只内阻为200Ω、满刻度电流为500μA 的磁电系测量机构，由于生产需要，要将其改制成 量程为1A的直流电流表，问应并联多大的分流电阻?
第三步：计算所需串联的分压电阻
RV (m 1)RC
分压电阻一般应采用电阻率大、电阻温度系数小的
锰铜丝绕制而成。分压电阻也分为内附式和外附式两 种。通常量程低于600V时，可采用内附式；量程高 600V 时，应采用外附式。外附式分压电阻是单独制的， 并且要与仪表配套使用。
［例］ 现有一只内阻为500Ω、满刻度电流为100μA的磁电系测量 机构，根据实际需要，要将其改制成50V量程的直流电压表，问 应串联多大的分压电阻？该电压表的总内阻是多少？
可动部分—线圈
游丝的作用： 1.产生反作用力矩 2.引导电流出入线圈
磁电系测量机构的结构
指针
铁心
游丝 引出线
机械调 零旋钮
标度尺
永久磁铁
极掌 平衡锤
在动圈中加装短路线圈，利用短路线 圈中产生的感生电流与磁场相互作用产 生阻尼力矩。
磁电系测量机构中的磁路系统
据磁路系统的结构不同，又可分为： 外磁式：永久磁铁在可动线圈的外部。 内磁式：永久磁铁在可动线圈的内部。可节 约磁性材料，而且体积小、成本低、对外磁泄 漏少，近年来被广泛使用。 内外磁式：可动线圈的内、外部都有永久磁 铁，故磁性更强，结构可以更紧凑。
3、多量程直流电压表
多量程直流电压表
电压灵敏度
电压灵敏度的作用：
（1）表示电压表指针偏转到满刻度时取自被 测电流的电流值。
（2）能方便地计算出该电压表各量程的内阻。
电压灵敏度的意义：电压灵敏度越高，相同 量程下电压表的内阻越大，取自被测电路的电 流越小，对被测电路的影响越小，测量准确度 越高。
电压灵敏度为20kΩ／V，表示测量直流电压， 当指针偏转到满刻度时，取自被测电路的电流 是1V／ 20kΩ＝50μA，在10V挡时电压表内阻 是10× 20kΩ＝ 200kΩ
第二章 电流与电压的测量
优选电工仪表与测量第五版
§2-1 直流电流表与电压表
1.掌握磁电系测量机构的结构和工作原理。 2.熟悉磁电系仪表的优缺点。 3.掌握直流电流表、电压表的组成。 4.了解检流计的结构，并熟悉其使用方法。
一、磁电系测量机构
在磁电系测量机构的基础上配上不同的 测量线路，就能组成各种不同用途的直流 电流表和直流电压表。
外磁式
内磁式
内外磁式
磁电系测量机构的磁路系统
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。
当可动线圈中通入电流时，载流线圈在永久磁铁的 磁场中受到电磁力矩的作用而发生偏转。由于M∝I， 即通过线圈的电流越大，线圈受到的转矩越大，仪表 指针偏转的角度α也越大；同时，游丝扭得越紧，由 于Mf∝α，故反作用力矩也越大。当线圈受到的转动 力矩与反作用力矩大小相等时，M＝Mf，线圈就停留 在某一平衡位置，此时，指针就指示出被测量的大小。
解：先求出测量机构的额定电压 UC=IcRc=100×10－6×500=0.05 V 再求出电压量程扩大倍数
m U 50 1000 UC 0.05
应串联的分压电阻为 Rv=（m－1)Rc＝（1 000－1）×500=499 500Ω 该电压表的总电阻为 R＝Rc+Rv＝500＋499 500＝500 000Ω＝500 kΩ
演示电表只有一个测量机构（俗称表 头），配合不同的测量板时，就能组成 各种不同量程的电流表、电压表或检流 计。
演 示 用 电 表
分流电阻
测量机 构
转换开关
磁电系测量机构中游丝的作用有两个:一是产生反 作用力矩；
二是把被测电流导入和导出可动线圈。
1、磁电系测量机构的结构
固定部分—磁路系统 磁电系测量机构
解：先求电流量程扩大倍数
n
IX IC
1 500 10 6
2000
应并联的分流电阻为
RA
RC n 1
200 2000 1
0.1
答：若要将其改制成量程为1A的直流电流表， 应并联一只0.1Ω的分流电阻。
分流电阻一般采用电阻率较大、电阻温度 系数很小的锰铜制成。
当被测电流小于30A时，可采用内附分流器。 当被测电流大于30A时，可采用外附分流器。
磁电系测量机构的工作原理
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。
缺点： 过载能力小。 只能测量直流。
二、直流电流表 1、直流电流表的组成
直流电流表的组成
磁电系测量机构的基本参数包括内阻RC (也称表头 内阻) 和满刻度电流IC (也称表头灵敏度)。表头内阻是 指可动线圈所绕漆包线的直流电阻，严格地讲还包括 上下游丝的直流电阻，其值一般在几百欧到几千欧之 间。表头灵敏度是指它的满刻度电流，一般为几十到 几百微安。其值越小，说明测量机构的灵敏度越高。
电流端钮
电位端钮
外附分流器及其接线
3、多量程直流电流表
闭路式分流器
开路式分流器
三、直流电压表Biblioteka Baidu1、直流电压表的组成
直流电压表的组成
目前，许多多量程直流电流表都采用了闭路式分流 电路。
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
复射式光点检流计
2、使用检流计的注意事项
搬动时必须轻拿轻放。
使用时要按正常工作位置放置。有水准仪者， 使用前要先调整好水平；没有水准仪者也应安放 在水平位置使用。
搬动或使用完毕，应将止动器锁上。无止动器 的，要合上短接动圈的开关，或用导线将两接线 端子短路。
禁止用万用表或电桥直接测量检流计的内阻。