磁电系统仪表的工作原理解析

磁电系统仪表是指示仪表中应用广泛的一类仪表，磁电系仪表在电工仪表中占有重要地位。

工作原理：

1、工作原理定性

当可动线圈通以电流以后，在磁铁的磁场作用下，产生转动力矩使线圈转动。

反作用力矩通常由游丝产生，磁电系仪表的游丝一般有两个，而且两个游丝的绕向相反，游丝一端与可动线圈相连，另一端固定在支架上，它的作用既产生反作用力矩，同时又是将电流引进可动线圈的引线。

阻尼力矩由绕制线圈的铝架产生，其原理见图当铝架在磁场中运动时，闭合的铝架切磁力线产生感应电流ｉe，这个涡流与磁场相互作用产生一个电磁阻尼力矩Ｍa，显然阻尼力矩的方向与铝框架运动方向相反，因此能使指针较快停在读数位置，当然铝架上的线圈与外电路也会构成闭合回路，同样也会产生阻尼力矩。

2、磁式结构组成

内磁式的测量机构如图，与外磁式相比区别在于磁铁做成圆柱形并放在动圈之内，它既是磁铁又是铁心。为了能形成工作气隙，并能在工作气隙中产生一个均匀的磁场，磁场方向能处处与铁心的圆柱而垂直，在磁铁外面压嵌一个扇形断面的磁极，在线圈外面加一个导磁环。磁力线穿过气隙后经导磁环闭合，以形成工作气隙的磁场。

电磁仪表—电磁阻尼、内磁结构

电系仪表产生转动力矩示意图

3、内部结构特点

采用这种结构之后，由于磁极和导磁环都用导磁率很高的软磁材料，所以闭合磁路的漏磁小、磁感应强度大、仪表防御外磁场干扰的能力也得到增强、而且仪表对外界其他设备中的磁敏感元件的影响也减少了。加上内磁式整个结构比较紧凑，成本较低，所以与外磁式相比，是一种比较先进的结构。

内磁式可动部分的构造，则与外磁式基本相同，有时也采用张丝结构，例如Ｃ36型的直流表。

内外磁结合式这种形式除了在可动线圈外部装了磁铁之外，线圈内部的圆柱形铁心也改用磁铁，所以称它为内外磁结合式。这种形式的特点是工作气隙内的磁感应强度比较强，其他特点与外磁式相似。

4、工作原理定量分析

电磁驱动力 M=2IBLNr=IBSN

B—工作气隙中磁场的磁感应强度；

L—线圈有效边长；

I—通过线圈的电流；

N—线圈的匝数；

S—线圈有效面积=2Lr。

游丝阻力矩 Ｍα=Dα

D— 游丝反作用力矩系数，

α—线圈偏转角。

偏转角α：

灵敏度SI由仪表结构参数所决定，对于某一仪表来讲，它是一个常数。因此，其指针偏转角与通过可动线圈的电流成比。