优选第二节磁电系仪表

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。

当电流I 经游丝流入可动线圈后，通电线圈在永久磁铁的磁场中受到电磁力，产生电磁转矩M ，使可动线圈发生偏转，转矩M ∝I 。

同时与可动线圈固定在一起的游丝因动圈的偏转而发生变形，从而产生反作用力矩F M ，F M 与指针的偏转角成正比，即F M ∝α。

当M =F M 时，可动部分将不再转动而停留在平衡位置，此时偏转角与输入电流的关系为α∝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（＜1mA ）的游丝和可动线圈，所以最大量程只能是微安或毫安级。

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局部组成。

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。

可动局部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。

当可动局部发生转动时，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根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，且工作气隙比拟小，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到达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。

简述磁电系仪表的工作原理磁电系仪表是一种常用于电力系统中的测量仪器，可以用来测量电流、电压、功率等参数。

其工作原理是基于磁电效应和电磁感应原理。

我们来了解一下磁电效应。

磁电效应是指当磁场作用于某些材料时，会产生电压差。

根据磁电效应的不同类型，磁电系仪表可以分为磁电电压表和磁电电流表两种。

磁电电压表是利用磁电效应测量电压的仪表。

当被测电压施加在磁电电压表的感应电极上时，磁场作用下会在感应电极上产生电压差。

通过测量电压差的大小，就可以得到被测电压的数值。

磁电电流表则是利用磁电效应测量电流的仪表。

当被测电流通过磁电电流表的电流线圈时，磁场作用下会在电流线圈上产生电压差。

通过测量电压差的大小，就可以得到被测电流的数值。

除了磁电效应，磁电系仪表还利用了电磁感应原理。

电磁感应是指当导体在磁场中运动或磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势。

磁电系仪表中的电流线圈和感应电极就是利用了电磁感应原理。

在测量电流时，电流线圈会产生磁场，被测电流通过电流线圈时，磁场的变化会在感应电极上产生感应电动势。

通过测量感应电动势的大小，就可以得到被测电流的数值。

在测量电压时，感应电极会产生磁场，被测电压施加在感应电极上时，磁场的变化也会在感应电极上产生感应电动势。

通过测量感应电动势的大小，就可以得到被测电压的数值。

总结一下，磁电系仪表的工作原理是基于磁电效应和电磁感应原理。

利用磁电效应测量电压时，电压施加在感应电极上会产生电压差；利用磁电效应测量电流时，电流通过电流线圈会产生电压差。

而这些电压差的产生都是通过电磁感应原理实现的。

磁电系仪表在电力系统中具有广泛的应用，可以实时测量电流、电压等参数，为电力系统的运行和维护提供了重要的参考依据。

通过磁电系仪表的工作原理的了解，我们可以更好地理解它们的工作原理和应用方法，为电力系统的安全稳定运行做出贡献。

磁电系仪表的一些知识磁电系仪表是电工指示仪表中应用最广泛的一类仪表，它可以直接测量直流电压和电流。

校实验室中用的电流表和电压表大都是磁电系仪表。

（1）磁电系仪表的结构原理磁电系仪表的结构如图16－资－3所示。

永久磁铁1两端各有一个半圆形极掌2，构成两个磁极。

在两极掌间有圆柱形铁芯3，极掌和圆柱形铁芯间的空隙中形成均匀辐射状的强磁场。

细导线线圈4绕在矩形铝框上，轴5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6与轴相连。

游丝7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。

8是零点调节器。

9是平衡锤，用调节可动部分的机械平衡。

图16－资－3 磁电系仪表结构图1．永久磁铁；2．极掌；3．铁芯；4．线圈；5．转轴；6．指针；7．游丝；8．调零器；9．平衡锤；10．刻度盘当线圈4中有电流通过时，线圈受磁场力而转动，转动力矩的大小跟电流的大小有关系。

电流增大，转动力矩增大，指针转角也增大，当转动力矩与游丝的反作用力矩平衡时，指针停止转动，停留在某一位置上，指示出电流的数值。

矩形铝框可对转动产生阻尼力矩。

当线圈转动时，铝框因切割磁感线产生感应电流，感应电流与磁场相互作用，产生阻碍线圈转动的阻尼力矩。

线圈停止转动，阻尼力矩立刻消失。

阻尼力矩的作用是使指针尽快地停到平衡位置上，减少指针由于惯性在平衡位置附近回摆动的时间。

根据磁场对通电导线的作用力公式，可以推导出磁电系仪表指针的偏转角α的公式如下：α＝BNA ID式中B为磁感应强度，N为线圈匝数，A为线圈的有效面积，D为游丝的反作用系数，I 为通电电流。

对于已经制成的仪表，B、A、N、D都是固定值，因此偏转角α仅与通电电流I成正比，α与I是线性关系，因而磁电系仪表的刻度盘是均匀的。

（2）准确度等级电工指示仪表的准确度等级分为七级，即：，，，，，，。

《磁电式仪表的结构》学习任务单一、学习目标1、了解磁电式仪表的基本组成部分。

2、掌握磁电式仪表各结构的功能和作用。

3、理解磁电式仪表结构的工作原理。

二、学习内容（一）磁电式仪表的概述磁电式仪表是一种测量电流、电压和电阻等电学量的仪器。

它具有精度高、灵敏度高、刻度均匀等优点，在电气测量中得到广泛应用。

（二）磁电式仪表的结构组成1、永久磁铁永久磁铁提供一个恒定的磁场，是磁电式仪表能够工作的基础。

其磁场强度直接影响仪表的灵敏度和测量范围。

2、可动线圈可动线圈通常由漆包线绕制而成，当有电流通过时，线圈在磁场中受到电磁力矩的作用而发生偏转。

3、游丝游丝是一种螺旋状的弹性金属丝，其作用是产生反作用力矩，使可动线圈在偏转后能够迅速回到平衡位置，并保证仪表的指针能够稳定指示测量值。

4、指针指针与可动线圈相连，随着线圈的偏转而转动，从而指示出被测量的大小。

5、刻度盘刻度盘上标有刻度和数值，用于直观地读取测量结果。

（三）各结构的功能和作用1、永久磁铁永久磁铁产生的磁场为可动线圈的偏转提供了必要的条件。

磁场越强，仪表的灵敏度越高，但同时也会影响测量范围。

2、可动线圈可动线圈是实现电磁感应和电能转化为机械能的关键部件。

通过电流与磁场的相互作用产生偏转力，从而带动指针指示测量值。

3、游丝游丝不仅能够产生反作用力矩，使指针迅速回位，还能够起到平衡和稳定的作用，确保测量结果的准确性和稳定性。

4、指针指针是将可动线圈的偏转转化为直观的测量指示的部件，其形状和长度会影响读数的准确性和清晰度。

5、刻度盘刻度盘的刻度分布和数值标注应与仪表的测量范围和精度相匹配，以便准确读取测量结果。

（四）工作原理当被测电流通过可动线圈时，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。

偏转的角度与通过线圈的电流大小成正比。

同时，游丝产生的反作用力矩与偏转角度成正比。

当电磁力矩与反作用力矩相等时，线圈停止偏转，指针稳定地指示出被测电流的大小。

三、学习重点1、掌握磁电式仪表各结构的名称和功能。

电磁系仪表知识点总结
一、电磁感应原理
电磁感应是指磁场与电场相互作用，产生感应电流或感应电动势的现象。

根据法拉第电磁
感应定律，当导体与磁场相互作用时，导体中将产生感应电流，这一原理是电磁仪表工作
的基础。

二、电磁仪表的分类
根据测量物理量的不同，电磁仪表可以分为电流表、电压表、功率表、频率表等多种类型。

根据工作原理的不同，电磁仪表又可以分为电磁铁式仪表、电磁感应式仪表、电磁流量计
等不同的类型。

三、电磁仪表的工作原理
电磁仪表的工作原理基于电磁感应定律，利用电磁感应产生的力或感应电流来测量电流、
电压、功率等物理量。

以电流表为例，当被测电流通过电流表的电磁铁线圈时，电流在磁
场中产生力矩，使得表针转动，从而指示出被测电流的数值。

四、电磁仪表的应用
电磁仪表广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输、电力系统、通信设备、科学研究等。

在工业领域，电磁仪表可以用于测量电流、电压、功率等参数，用于监测和控制生产
过程；在电力系统中，电磁仪表可以用于测量电能，进行电能计量等。

五、电磁仪表的维护
为了确保电磁仪表的正常工作，需要对其进行定期的维护。

维护工作包括清洁、校准、保
养等方面，同时还需要注意防止仪表受到振动、湿气、腐蚀等环境因素的影响。

综上所述，电磁仪表作为一种重要的测量仪器，在各个领域都有着广泛的应用。

了解电磁
感应原理、电磁仪表的分类、工作原理、应用及维护等知识点，有助于对电磁仪表有深入
的了解，并能更好地应用和维护电磁仪表。

磁电式仪表的原理与应用论文1. 引言磁电式仪表是一种常用的电流测量仪器，其工作原理基于磁场与电流的相互作用。

本文将介绍磁电式仪表的原理和应用，并重点讨论其在电力系统中的应用。

2. 磁电式仪表的原理磁电式仪表的原理基于法拉第电磁感应定律，即磁场与导体间相对运动时会产生感应电动势。

磁电式仪表利用这一原理，通过测量感应电动势来间接测量电流的大小。

2.1 磁场的产生磁电式仪表中，磁场一般由电流通过线圈产生。

电流通过线圈时，会产生一个环绕线圈的磁场。

磁场的大小和方向取决于电流的大小和方向。

2.2 感应电动势的产生当有导体穿过磁场时，磁场会和导体内部的自由电子发生相互作用，导致电子在导体内部发生位移。

这个位移会导致产生感应电动势，即磁电式仪表中测量的电压信号。

2.3 电流的测量磁电式仪表通过将待测电流导线穿过磁场，使磁场与导线相互作用，产生感应电动势。

测量感应电动势可以推导出电流的大小。

3. 磁电式仪表在电力系统中的应用磁电式仪表在电力系统中广泛应用于电流测量和电力监测。

3.1 电能表磁电式仪表可以用于电能表的测量。

电能表通过测量电流大小和时间，计算出通过电路的电量，用于结算电力使用费用。

3.2 电流互感器磁电式仪表常被用作电流互感器。

电流互感器是一种用于测量高电流的装置，通过将高电流变压到仪表可测量范围内，实现对大电流电路的测量。

3.3 电力质量监测磁电式仪表也常被用于电力质量监测。

电力质量监测是为了评估电力系统的供电质量，包括电压稳定性、电流谐波等指标。

磁电式仪表可以测量电流的大小和波形，用于评估系统的电力质量。

4. 结论磁电式仪表是一种常见的电流测量仪器，其原理基于磁场与导体间的相互作用。

通过测量感应电动势，磁电式仪表可以间接测量电流大小。

在电力系统中，磁电式仪表广泛应用于电能表、电流互感器和电力质量监测等领域。

磁电式仪表的应用具有重要的意义，对于电力系统的运行和监测具有不可替代的作用。