磁電式、電磁式、電動式儀表的定義、原理

磁電式、電磁式、電動式儀表的定義、原理

1 什么是磁電式儀表？

磁電式儀表廣泛地應用于直流電壓和電流的測量，如與各種變換器配合,在交流及高頻

測量中也得到較廣泛的應用，因此在電氣測量指示儀表中占有極為重要的地位。

2 磁電式儀表是由哪幾部分構成的?

磁電式儀表是由固定的磁路系統和可動部分組成的。儀表的磁路系統是在永久磁鐵1

的兩極，固定著極掌2。兩極掌之間是圓柱形鐵心3。圓柱形鐵心固定在儀表的支架上，用

來減小磁阻，并在極掌和鐵心之間的氣隙中形成沿圓柱形表面均勻輻射的磁場，其磁感應強

度處處相等，方向與圓柱形表面垂直.處在這個磁場中的可動線圈4是用很細的漆包線繞制

在鋁框架上的。框架的兩端分別固定著半軸，半軸上的另一端通過軸尖支承于軸承中。指針

6安裝在前半軸上。當可動線圈4通入電流時,在磁場的作用下便產生轉動力矩,使指針隨著

線圈一起轉動.線圈中通過的電流越大，產生的轉動力矩也越大，因此指針轉動的角度也大.

反作用力矩可以由游絲、張絲或懸絲產生。當采用游絲時，還同時用它來導人和導出電

流，如圖4—1（b)所示。因此裝設了兩個游絲,它們的螺旋方向相反。儀表的阻尼力矩則由

鋁框產生.高靈敏度儀表為減輕可動部分的重量，通常采用無框架動圈,并在動線圈中加短路

線圈,以產生阻尼作用.

磁電式儀表按磁路形式又分為內磁式、外磁式和內外磁式三種，如圖4—2所示。內磁

式的結構是永久磁鐵在可動線圈的內部。外磁式的結構是永久磁鐵在可動線圈的外部。內外

磁式的結構是在可動線圈的內外都有永久磁鐵，磁場較強,可使儀表的結構尺寸更為緊湊.

3 磁電式儀表是如何工作的?

磁電式儀表是根據載流導體在磁場中受力的原理，即電動機原理而制成的。磁電式儀表

測量機構產生力矩的原理如圖4—3所示.

4.什么是電磁式儀表？

電磁式儀表是測量交流電流與電壓最常見的一種儀表.它具有結構簡單、過載能力強、

造價低廉以及可交直流兩用等一系列優點，因此電磁式儀表在電力工程，尤其是固定安裝的

測量中得到了廣泛的應用。

5。電磁式儀表與磁電式儀表有何不同?

電磁式儀表與磁電式儀表是兩種不同類型的儀表。它們有很多不同之處，突出的表現在

性能、結構和表盤上。

從表盤上就可區分開這兩種儀表。除它們的圖形符號不同外,磁電式電流表和電壓表的

刻度基本上是均勻的，而電磁式儀表的刻度則由密變疏。

從性能上看，磁電式儀表反映的是通過它的電流的平均值,因此它的直接被測量只能是

直流電流或電壓；而電磁式儀表反映的是通過它的電流的有效值，因此，不加任何轉換，電

磁式儀表就可用于直流、交流,以至非正弦電流、電壓的測量。但其測量靈敏度和精度都不

及磁電式儀表高,而功耗卻大于磁電式儀表.

結構和工作原理的不同是兩種儀表的根本區別。雖然它們都分為固定和可動兩大部分，

但其具體組成內容不同。磁電式儀表的固定部分是永久磁鐵，用來產生均勻、恒定的磁場；

可動部分的核心是一線圈，被測電流流經線圈時，利用通電導線在磁場中受力的原理（即電

動機原理）,實現可動部分的轉動。電磁式儀表的固定部分是被測電流流經的線圈，有電流

通過即可形成較強的磁場；可動部分的核心是一片可被及時磁化的軟磁性材料（如鐵片，坡

莫合金等)，利用被磁化酌動鐵片與通電線圈（或被磁化的靜鐵片）磁極之間的作用力,實現

可動部分的偏轉。由于電磁式儀表構造簡單、成本低廉，在電工測量中獲得了廣泛的應用,

尤其是開關板式交流電流、電壓表，基本上都采用這種儀表.

電磁式儀表根據測量機構的結構形式不同，分有扁線圈吸引型和圓線圈排斥型兩種。

6。 什么是吸引型電磁式儀表？

電磁式儀表的測量機構主要有吸引式和排斥式兩種類型，扁線圈吸引型電磁式儀表的結

構如圖5—1（a）所示。吸引型電磁式儀表是由固定線圈l和偏心裝在轉軸上的可動鐵片2

構成的一個電磁系統。轉軸上還裝有指針3、阻尼片4及游絲5。游絲的作用和在磁電式測

量機構中不同，它只產生反作用力矩.

7。什么是電動式儀表？

電磁式儀表的測量準確度一般不高，其主要原因是由于電磁式儀表鐵磁材料的磁滯和渦

流效應等造成的.用于交流精密測量大多采用電動式儀表，基本上消除了磁滯和渦流的影響。

磁電式儀表的磁場是由永久磁鐵建立的，當利用通有電流的固定線圈來代替永久磁鐵時，便

構成了”電動式儀表".固定線圈不僅可以通過直流，而且還可通過交流，因此，電動式儀表

的主要優點是能交直流兩用，并能達到0。1~0。05級的準確度。使電動式儀表的準確度得

到了提高。電動式儀表不但能精確地測量電流、電壓和功率，而且還可以測量功率因數、相

位及頻率等.它可使用的頻率范圍較寬,可用在45～2500Hz的交流電路中。所以,電動式儀表

用途廣泛,在精密指示儀表巾占有重要地位。

現在，電動式儀表正朝著提高靈敏度、擴大量程和頻率范圍,以及降低功耗、縮小外形、

減小質量、降低成本和提高使用壽命的方向發展。目前，國內外出現了張絲支承、陶瓷支架、

陶瓷轉軸、小偏轉角以及光標指示的電動式儀表，其準確度為1％，功率損耗小于lW,交流

使用的額定頻率可達15—5000Hz，擴展頻率范圍則達10000Hz，這樣就更擴大了電動式儀

表的應用范圍。顯而易見,電動式儀表在各類指示儀表中，保持著明顯的優勢。

8。 電動式儀表的結構是怎樣的？是如何工作的?

電動式儀表的測量機構主要由建立磁場的固定線圈1和在此磁場中偏轉的可動線圈2

組成,其結構如圖6—1所示。固定線圈1分為平行排列，互相對稱的兩部分，中間留有空隙，

以便穿過轉軸.這種結構的特點是能獲得均勻的工作磁場，并可借助改變兩個固定

線圈之間的串、并聯關系而得到不同的電流量程.可動線圈與轉軸固接在一起,轉軸上裝

有指針3和空氣阻尼器的阻尼片4.游絲5用來產生反作用力矩,并起引導電流的作用.可動線

圈比固定線圈小些、輕些,常見的線圈形狀有圓形、橢圓形及矩形等。由于線圈工作磁場很

弱，通常只有磁電式儀表磁場的1%～5％，故易受外磁場影響。為此電動式儀表的測量機

構應置于磁屏蔽罩內，以減少對測量機構的干擾。電動式儀表的工作原理如圖6—2所示。

可動線圈置于固定線圈之內，裝在轉軸上，當固定線圈通過電流J,和可動線圈通過電流I2

時，固定線圈產生磁場，可動線圈和該磁場相互作用產生轉動力矩,帶動指針偏轉指示出被

測量值的大小.反作用力矩也由游絲產生,阻尼力矩由阻尼片在空氣阻尼盒內的運動產生.

電動式儀表

電動式儀表有兩個線圈：固定線圈和可動線圈（產生轉動轉矩的裝置）。產生阻轉矩的

裝置為聯在轉軸上的螺旋彈簧。可動線圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在轉軸上，其電

流通過螺旋彈簧引入。