电磁系仪表
电磁系仪表工作原理
电磁系仪表工作原理宝子们！今天咱们来唠唠电磁系仪表的工作原理，可有趣啦！咱先来说说啥是电磁系仪表呢。
你可以把它想象成一个超级聪明的小侦探，专门探测电流或者电压这些电家伙的情况。
电磁系仪表的结构呀，就像一个小小的电世界。
它有个固定的线圈，这个线圈就像是一个固定的小房子，电流呢就像一群调皮的小蚂蚁，要从这个小房子里经过。
当电流通过这个固定线圈的时候，就会产生磁场，就好像小蚂蚁们齐心协力创造出了一个神秘的力量场。
这个磁场可不得了呢。
在这个磁场里呀，还有一个可活动的部分，比如说一个铁片或者是一个可动的线圈之类的。
这个可动的部分就像是一个小木偶，被磁场这个无形的线牵着走。
你想啊，电流产生的磁场就像一双双小手，在推动着这个可动部分。
如果电流大呢，那产生的磁场就强，这双小手就更有力气，可动部分就会动得更厉害；要是电流小，磁场弱，小手力气小，可动部分动得就比较小。
就拿测量电流来说吧。
当电路里的电流通过电磁系仪表的固定线圈，产生了磁场，这个磁场就会让可动部分发生偏转。
这个偏转可不是瞎转的哦，它是有规律的。
我们在仪表上会有一个刻度盘，就像一把尺子一样。
可动部分偏转的角度就对应着刻度盘上的刻度，这样我们就能知道电流到底有多大啦。
比如说，可动部分偏转了很大的角度，指到刻度盘上比较大的数值那里，那说明电流就比较大喽。
再说说测量电压吧。
其实呀，电压和电流是有关系的，就像两个好伙伴。
当我们把电磁系仪表接到电路里测量电压的时候，它也是通过内部的一些小魔法来工作的。
仪表内部的电路会根据电压的大小，让合适的电流通过固定线圈，然后还是产生磁场，让可动部分偏转，最后在刻度盘上显示出对应的电压值。
电磁系仪表还有个很可爱的特点呢。
它的刻度盘可不是均匀的哦，就像一个调皮的小脸蛋，这里鼓一点那里凹一点。
这是为啥呢？因为磁场和可动部分的关系不是那种规规矩矩的线性关系，所以刻度盘就变得不均匀啦。
不过这也不影响它准确地测量电的情况啦。
而且呀，电磁系仪表还很耐用呢。
电工仪表及测量——电磁系仪表
电磁系防干扰性能
➢ （２）无定位结构：即把测量机构的线圈分成二 部分且反向串联。当线圈通电时，两线圈产生的 磁场方向相反，但转矩却是相加的，见图。外磁 场对测量机构的影响是：一个线圈磁场被削弱， 另一个却被增强，两部分结构?完全对称，作用可 互相抵消一部分，所以不论仪表放置位置如何， 外磁场的影响总要被削弱，故名为无定位结构。
电磁系多量程电流表
电磁系多量程电流表
➢ 如将线圈分成四段绕制，通过四段的串联、并联和混联可 构成三个量限的电流表。设该线圈的线径允许流过的电流 为Ｉ，则通过串并联可得到Ｉ、２Ｉ和４Ｉ的量限；
➢ 此外，如配接内附电流互感器将各种被测电流变换成固定 线圈允许流过的电流，则构成多量程电磁系交流电流表。
第三章 电磁系仪表
➢ 电磁系仪表是测量交流电压与交流电流的最常用 一种仪表。它具有结构简单，过载能力强、造价 低廉以及交直流两用等一系列优点。在实验室和 工程仪表中应用十分广泛；
➢ 电磁系仪表的结构有吸引型、推斥型和吸引—推 斥型三种。结构如下图，固定线圈１和偏心装在 转轴的可动铁芯２、转轴上还装有指针３、阻尼 翼片４、游丝５；
➢电磁系仪表的磁场靠线圈产生，为了得到 一定的磁场强度，匝数应足够多。线径不 能用得很粗，否则重量太大。由于线径细 而匝数多，内阻因而较大，消耗功率较多， 测量时将带来一定的误差。
电磁系多量程电流表
➢ 当构成多量程电流表时，不宜采用分流器。因为 线圈内阻较大，对一定的电流分配关系，分流器 电阻也大，它的尺寸和功耗也要增大，这样做不 合理。为构成多量限电流表，通常是将固定线圈 分段绕制，采用线圈串并联结合的方法改变量程。 如图为双量限电流表；
➢ 当线圈通有电流时，产生磁场，偏心铁片被磁化， 而与固定线圈互相吸引，产生偏心力矩，而带动 指针偏转。在线圈通有交流电流的情况下，由于 两铁片的极性同时改变，所以仍然产生推斥力。
电磁式仪表的结构和工作原理
电磁式仪表的结构和工作原理电磁系仪表是一种交直流两用的测量仪表，其测量机构主要由通过电流的固定线圈和处于固定线圈内的可动软磁铁芯组成，可分为吸引型、排斥型和排斥-吸引型三种基本类型。
下面介绍吸引型的测量机构工作原理。
吸引型测量机构如图1 所示。
它是扁平型的固定线圈和可动的软磁铁芯所组成。
扁线圈中的中间有一条窄缝。
在可动部分的转轴上，还固定有指针、游丝、平衡锤和阻尼片。
当被测量的电流通过固定线圈时，在线圈的窄缝中就产生磁场。
在磁场的电磁力作用下，软磁铁芯被吸入线圈的窄缝，带动可动部分偏转，当偏转到的转动力矩与游丝的反作用力矩平衡时，指针就稳定下来。
当被测量电流的方向改变时，则磁场方向及铁芯被磁化的极性也同时改变，所以相互之间的吸引作用仍保持不变，也就是转动力矩的方向不变，由此可知转动力矩的方向与电流方向的变化无关，因此电磁系仪表能用于交流电路的测量。
在交流电路中，固定线圈的磁场使可动体发生偏转的电磁能量为212W Li =式中i 为通过线圈的电流，L 为线圈的电感。
此时电磁能量是用来产生转矩的，测量机构的瞬时转动力矩为212t dW dLM i dtd α==可动部分的平均转矩为∫∫==TTt p dt i Td dL dt M TM 0201211α式中，2021I dt i TT=∫（I 是交流电流的有效值）。
因此电磁系仪表的转动力矩为2212p f dLM IK I d α== 式中f K 表示频率为f 时仪表的系数。
若电磁系仪表用于直流电路时，则转矩为20I K M =1—线圈 2—固定线圈 3—可动铁芯4—磁屏蔽 5磁感应阻尼片 图1 电磁系线圈测量机构式中，0K 为直流条件下仪表的系数。
反作用力矩由游丝产生，反作用力矩为M D αα=⋅当转动力矩平衡时，p M M α=，即221212dL D I d dL I D d αααα⋅==由于当/dL d α为常数时，偏转角与通过线圈的电流的平方成正比，所以电磁系仪表的刻度特性是非线性，前密后疏。
磁电系仪表
BNs BNs U C I SU U C D D R
三、技术性能
1.灵敏度高、准确度高、表耗功率低
由于永久磁铁与铁心间的气隙小，气隙间的磁感应强度比较强，所以磁电
系仪表有比较高的灵敏度。且磁感应强度较强时，驱动力矩大，可采用反作
用力矩系数比较大的游丝。有较大的定位力矩，使摩擦力矩的影响减小。内 部磁场强度大，外磁场影响相对弱，可获得较高的准确度。且表耗功率低， 对被测电路的影响小。所以磁电系仪表是一种应用广泛具有高灵敏度、高准 确度、低表耗功率的仪表。
2.具有均匀等分的刻度
磁电系仪表的指针偏转角与可动线圈的电流成正比，标尺的刻度均匀等分， 易于标尺的制作。
3,只能用于直流电路
若在交流范围使用，必须配整流器。
四、电流表分流器 磁电系仪表可以通过分流器扩大其量程，也 可以并联若干个电阻，通过更换输入接头，可 组成多量程的电流表。
分流器电路
多量程分流器电路 分流器电路加温度补偿电阻
U
磁电系仪表
一、磁电系仪表结构
二、磁电系仪表工作原理
可动线圈通电后，由于线圈在磁场中受到电磁力矩 的作用使指针产生偏转，当可动线圈稳定后，可认为 驱动力矩等于反作用力矩，并推出仪表偏转角与电流 关系为
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
M Ma 2 BlINr D BNs I SI I D 若与被测电压并联，仪表的内阻为 R ，则仪表 偏转角与电压关系为
Rsh Rc n 1
五、电压表的附加电阻
扩大电压表量程可以串联附加电阻，设直接测量的 量程为 U c，测量机构内阻为 Rc，串联附加电阻 Rad 后，可将电压量程扩大为 U ，则 U 与 U c 的关系可 由下式求得
Uc U Ic Rc Rad Rc
《电工仪表与测量》单元二 电流与电压的测量
二、电压互感器
一次接线端子 高压绝缘套管
一二次绕组
铁芯 二次接线端子 图2-22 JDZJ-10Q型 电压互感器外形
一次绕组
U1
二次绕组
U2
PRV1
铁芯
图2-20 电压互感器接线图
1、工作原理
电压互感器一次侧的额定电压U1N与二次侧的额定电压
U2N之比，称为电压互感器的额定变压比，用KTV表示，
四、钳形电流表
1、构成和工作原理 钳形电流表按照用途分为专门测量交流电流的 互感器式钳形电流表和交直流两用的电磁式钳 形电流表两种。
图2-30 互感器式钳形电流表
图2-31 电磁系钳形电流表结构示意图
互感器式钳形电流表由电流互感器和整流 系电流表组成。电流互感器的铁芯呈钳口形状， 当握紧钳形电流表的手柄时，其铁芯张开，将 通有被测电流的导线放入钳口中，松开手柄铁 芯闭合。通有被测电流的导线相当于电流互感 器的一次侧，只有一匝。在二次侧就会产生感 应电流，感应电流送入整流系电流表中进行测 量。如果电流表的标度尺是按一次侧的电流刻 度的，则电流表的读数就是被测导线中的电流 值。
RA
图2-4 直流电流表的组成
2、分流电阻的计算
结论：
对于同一个测量机构，只要并联上不同的 分流电阻，就可以制成不同量程的直流电流表。
二、多量程直流电流表
电流表通常有多个量程，例如万用表的电 流档，有50μA、1mA、10mA、100mA、 500mA等多个量程。
分流器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Ix小于 30A时，可采用内附分流器；当被测电流Ix大 于30A时，可采用外附分流器。
解：先求电压量程扩大倍数m
m=
Ux Ug
电磁系仪表PPT课件
磁感应阻尼器原理示意图
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2、分类 根据其结构形式的不同，可分为吸引型和排斥型两类。
吸引型测量机构
排斥型测量机构
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3、工作原理
1）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，使铁心磁化。然 后利用线圈与铁心（吸引型）或铁心与铁心（排斥 型）相互作用产生转动力矩，带动指针偏转。
3.2 电磁系电流表和电压表
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一、电磁系电流表
1、电磁系电流表实际上就是电磁系测量机构。 由于电磁系电流表的固定线圈直接串联在被测电 路 中，所以，要制造不同量程的电流表时，只要改 大变量线程圈：的导线线粗径，和匝匝数少数，即工可作。时电流大。
小量程：导线细，匝数多，工作时电流小。
可制成交、直流两用仪表。
4）指针偏转角与线圈中电流的关系
线圈中的电流越大 →线圈产生的磁场越强→ 铁片被磁化的磁性也越强→吸引力或排斥力也越大。
结论：电磁系测量机构指针的偏转角α与被测电流的平方成正比，
因此可用来测量被测电流的大小。
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二、电磁系仪表的特点及应用
优点
• 既可测量直流，又可测量交流。
• 过载能力强，制造成本低。
缺点
• 标度尺刻度不均匀
• 易受外磁场影响
磁电式电磁式电动式仪表的定义原理
磁电式电磁式电动式仪表的定义原理Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】磁电式、电磁式、电动式仪表的定义、原理1 什么是磁电式仪表磁电式仪表广泛地应用于直流电压和电流的测量，如与各种变换器配合，在交流及高频测量中也得到较广泛的应用，因此在电气测量指示仪表中占有极为重要的地位。
2 磁电式仪表是由哪几部分构成的磁电式仪表是由固定的磁路系统和可动部分组成的。
仪表的磁路系统是在永久磁铁1的两极，固定着极掌2。
两极掌之间是圆柱形铁心3。
圆柱形铁心固定在仪表的支架上，用来减小磁阻，并在极掌和铁心之间的气隙中形成沿圆柱形表面均匀辐射的磁场，其磁感应强度处处相等，方向与圆柱形表面垂直。
处在这个磁场中的可动线圈4是用很细的漆包线绕制在铝框架上的。
框架的两端分别固定着半轴，半轴上的另一端通过轴尖支承于轴承中。
指针6安装在前半轴上。
当可动线圈4通入电流时，在磁场的作用下便产生转动力矩，使指针随着线圈一起转动。
线圈中通过的电流越大，产生的转动力矩也越大，因此指针转动的角度也大。
反作用力矩可以由游丝、张丝或悬丝产生。
当采用游丝时，还同时用它来导人和导出电流，如图4-1(b)所示。
因此装设了两个游丝，它们的螺旋方向相反。
仪表的阻尼力矩则由铝框产生。
高灵敏度仪表为减轻可动部分的重量，通常采用无框架动圈，并在动线圈中加短路线圈，以产生阻尼作用。
磁电式仪表按磁路形式又分为内磁式、外磁式和内外磁式三种，如图4-2所示。
内磁式的结构是永久磁铁在可动线圈的内部。
外磁式的结构是永久磁铁在可动线圈的外部。
内外磁式的结构是在可动线圈的内外都有永久磁铁，磁场较强，可使仪表的结构尺寸更为紧凑。
3 磁电式仪表是如何工作的磁电式仪表是根据载流导体在磁场中受力的原理，即电动机原理而制成的。
磁电式仪表测量机构产生力矩的原理如图4-3所示。
4.什么是电磁式仪表电磁式仪表是测量交流电流与电压最常见的一种仪表。
最新磁电式、电磁式、电动式仪表的定义、原理精选
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2 磁电式仪表是由哪几部分构成的?磁电式仪表是由固定的磁路系统和可动部分组成的。
仪表的磁路系统是在永久磁铁1的两极，固定着极掌2。
两极掌之间是圆柱形铁心3。
圆柱形铁心固定在仪表的支架上，用来减小磁阻，并在极掌和铁心之间的气隙中形成沿圆柱形表面均匀辐射的磁场，其磁感应强度处处相等，方向与圆柱形表面垂直。
处在这个磁场中的可动线圈4是用很细的漆包线绕制在铝框架上的。
框架的两端分别固定着半轴，半轴上的另一端通过轴尖支承于轴承中。
指针6安装在前半轴上。
当可动线圈4通入电流时，在磁场的作用下便产生转动力矩，使指针随着线圈一起转动。
线圈中通过的电流越大，产生的转动力矩也越大，因此指针转动的角度也大。
反作用力矩可以由游丝、张丝或悬丝产生。
当采用游丝时，还同时用它来导人和导出电流，如图4-1(b)所示。
因此装设了两个游丝，它们的螺旋方向相反。
仪表的阻尼力矩则由铝框产生。
高灵敏度仪表为减轻可动部分的重量，通常采用无框架动圈，并在动线圈中加短路线圈，以产生阻尼作用。
磁电式仪表按磁路形式又分为内磁式、外磁式和内外磁式三种，如图4-2所示。
内磁式的结构是永久磁铁在可动线圈的内部。
外磁式的结构是永久磁铁在可动线圈的外部。
内外磁式的结构是在可动线圈的内外都有永久磁铁，磁场较强，可使仪表的结构尺寸更为紧凑。
3 磁电式仪表是如何工作的?磁电式仪表是根据载流导体在磁场中受力的原理，即电动机原理而制成的。
磁电式仪表测量机构产生力矩的原理如图4-3所示。
4.什么是电磁式仪表?电磁式仪表是测量交流电流与电压最常见的一种仪表。
它具有结构简单、过载能力强、造价低廉以及可交直流两用等一系列优点，因此电磁式仪表在电力工程，尤其是固定安装的测量中得到了广泛的应用。
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第一节 电磁系测量机构
根据物体平衡条条件 Mf = M 可得
M k I2
DD
(3 - 3)
由此可见，电磁系测量机构指针的偏转角与被测 电流值的平方有关。
注意：指针的偏转角 并不是与 I2 成正比例的
(而且这也不是所期望的)，这是因为 k 这个系数本身
还与偏转角 有关。
因此，设计中总是使 k 这个系数随 的增加而减
小，使仪表的标度尺在有效的工作部分尽可能均匀一 些。
第一节 电磁系测量机构
二、技术特性和应用范围
1．技术特性
结构简单，过载能力强 能够交直流两用 准确度较低 灵敏度较低
工作频率范围不宽 易受外界影响
第一节 电磁系测量机构
2．应用
电磁系仪表虽然有不少缺点，但由于它有结构简 单、过载能力强、价格便宜等独特的优点，因而得到 了广泛的应用。
便携式电流表一般都制成多量程的。
图 3 - 7 双量程电磁系电流表改变量程的示意图
图 3 - 7 双量程电磁系电流表改变量程的示意图
第二节 电磁系电流表和电压表
二、电磁系电压表
电磁系电压表的测量线路都是采用固定线圈与附 加电阻串联的电路，如图 3-8 所示。
2
图 3 - 8 双量程电磁系电压表的测量线 路
便携式电压表一般都
制成多量程的。
图3-9
多量程电压表的测量线路
图 3 - 9 多量程电 压表的测量线路
第二节 电磁系电流表和电压表
注意：电磁系电压表和电流表的使用方法，基本 上与磁电系电压表和电流表相同。
只是电磁系电压表和电流表在与被测电路连接时， 不需要考虑正负端钮的问题。
另外，有些电磁系电压表和电流表可以交直流两 用。
图 3 - 4 排斥 – 吸引型型测量机构的结构
第一节 电磁系测量机构
2．工作原理 电磁系测量机构的转动力矩与流过固定线圈的被
测电流的平方有关，即
MkI2
式中，I 为通过固定线圈的电流；
(3 - 1)
当可动部分偏转一个角度 时，游丝反作用力矩
为
Mf D
式中，D 为游丝反作用力矩系数。
(3 - 1)
电磁系测量机构分的 结构有吸引型、排斥型和 排斥-吸引型。
(1)吸引型结构。如图 3 - 1 所示。
图 3 - 1 吸引型测量机构的结构
第一节 电磁系测量机构
(2)排斥型结构。 排斥型结构，如图 3-3 所示。
图 3 - 3 排斥型测量机构的结构
第一节 电磁系测量机构
(3)排斥–吸引型构 排斥–吸引型构。如图 3-4 所示。
目前，电磁系测量机构主要用于制成电流表、电 压表，特别是安装式交流电流表、电压表。
此外，还可用电磁系测量机构做成测量电容、相 位、频率等的电磁系比率表，但精度较低。
第二节 电磁系电流表和电压表
一、电磁系电流表
电磁系测量机构工作时，电流值通过固定线圈， 不通过游丝等可动部分。
理论上，电磁系电流表可以制成测量任何大小电 流的电流表，但实际上要制成低量程和高量程的电流 表是很困难的。
第三章 电磁系仪表
第一节 电磁系测量机构 第二节 电磁系电流表和电压表
学习目标：
1．了解电磁系测量机构的结构、工作原理、技术 特点和应用范围。
2．理解电磁系电流表和电压表的测量线路。
3．掌握以它们的使用与维修方法。
第一节 电磁系测量机构
一、结构和工作原理
1．结构
电磁系测量机构分为 固定部分和可动部分。
பைடு நூலகம்