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2.1.2.2 内磁式磁电系仪表的结构
图2.1.2是内磁式磁电系仪表的结构示意图，和外磁式的主 要区别，就是把永久磁铁4作成圆柱形，并放在可动线圈 之内。它是一块磁铁，但又是线圈的铁心，为了使磁路能 通过导磁材料闭合，只留一个很小的均匀间隙，还要在磁 铁外层压嵌一个扇形断面的磁极5，再在线圈之外加一个 导磁环6，这样作，气隙的磁场方向就能处处与铁心圆柱 面垂直。
圆柱形铁心也像内磁式那样改用磁铁，以加强气 隙中的磁感应强度，所以称为内外磁式结合式结 构。 2.1.3 磁电系仪表的技术特性 凡采用磁电系表头的仪表均称为磁电系仪表， 其主要技术特性如下： 1．准确度高。因为永久磁铁磁场很强，产生的 转矩大，所以因摩擦、温度及外磁场影响引起的 误差较小。磁电系仪表准确度可达0.1至0.5级。
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2.1.3 磁电系仪表的技术特性
2．灵敏度高，消耗功率小。由于内部磁场很强 ，线圈中只需通过很小电流就会产生足够大的转 矩，因而其灵敏度很高。例如，采用0uA～50uA 表头的万用表，它的灵敏度为S=1／Ao=20000Ω ／V，其中Ao为仪表满刻度电流值，这里 Ao=50uA。万用表的灵敏度S值越大，取自被测 电路的电流越小，对被测电路的影响也就越小， 测量准确度也越高。由于测量机构内部通过的电 流小，所以仪表消耗的功率很小，对电路的影响 也很小。
项目2：常用测量电压和电流的仪表
任务2.1 指针式万用电表 任务2.2 数字式万用电表 任务2.3 电子电压表 任务2.4 检流计 任务2.5 电磁系仪表和电动系仪表 任务2.6 测量用互感器 任务2.7 直流电位差计
2.1.1指针式万用电表的基本组成
指针式万用电表主要由测量机构(俗称表头)、测量电 路及转换开关组成。表头是指针式万用表的核心，用来指 示被测量的数值，多采用灵敏度高准确度好的直流微安表 (磁电系仪表)；测量电路的作用是将各种被测量转换成适 合表头进行测量的微小直流电流。目前一般用于万用表上 的表头的灵敏度为50uA。若需测量直流电压，则要通过 被测电路把待测直流电压转换成50uA以内的直流电流。 万用电表的测量电路实质上就是多量程的直流电流表、多 量程的直流电压表、多量程的交流电压表以及多量程的欧 姆表等几种测量电路组合而成的。测量电路用来把各种被 测量转换为适合表头测量的直流微小电流；转换开关用来 选择不同的测量电路和量程档级，以适应各种测量项目和 量程要求。
指针指示了电流的大小。
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2.1.2.1 外磁式磁电系仪表的结构
但是，由于惯性和游丝的弹力作用，指针在仪表 通电后将左右摇摆而影响读数。为此将线圈绕在 铝质框架上，线圈的偏转也带动铝质框架转动， 从而使它切割磁力线，产生感生电动势，框架中 就有感应电流，该电流与气隙中的磁场相互作用 ，产生一个与线圈转动方向相反的阻尼力矩，使 动圈和指针迅速停下采。当然铝质框架上的线圈 如果与外电路构成回路的话，同样也会产生阻尼 力矩的效果。
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2.1.2.1 外磁式磁电系仪表的结构
由于永久磁铁的作用，在极掌和圆柱形铁心 (采用高磁导率的软磁材料制作)间的气隙中形成 了均匀的辐射状磁场B，被测电流I流过线圈时， 线圈在磁场中受到力矩M的作用。如果线圈的匝 数为N，则由电磁学知识可以证明
MBIN
同时，游丝因线圈转动而发生形变，产生一个与偏
3．刻度均匀。由于 ，所以做成电流表、电压 表时，仪表的刻度是均匀的。
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2.1.3 磁电系仪表的技术特性
4．磁电系仪表只适用于测直流电量，必须注意 仪表上注明的“+”，“—”极性。通入交流电流 时，产生交变的转矩，可动部分由于惯性来不及 转动，指针将停在零点。要测交流电量时，必须 采用带整流器的磁电系仪表，称为整流系仪表。
转角 成正比的反作用力矩 M f ，即
M f
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2.1.2.1 外磁式磁电系仪表的结构
当电磁力矩与反作用力矩平衡时，活动部分停止下来，
这时
M Mf
由于B和N是决定于仪表结构的常数，故
I
或记作
SII
式中， S I 是一个由仪表结构决定的常数，称为磁电系 仪表的电流灵敏度。因而，与活动部分一起转动 角的
在这种结构中，由于磁极和导磁环均采用高磁导率的软 磁材料制作，闭合磁路的漏磁很小，气隙中磁感应强度大 ，使仪表防御外磁场的干扰能力也强。而且，加了导磁环 以后，仪表本身对其他设备中的磁敏感元件的影响也减少 了。加上整个结构比较紧凑，成本低，因此内磁式比外磁 式磁电系仪表先进。
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2.1.2.3内外磁式结合式结构 这种内外磁式结合式是把外磁式的线圈内部的
5．过载能力小。由于游丝和线圈都很细，通入 过载电流引起游丝弹性变化和线圈过热而烧毁。
6．结构复杂，成本相对其他一些类型的仪表昂 贵一些。
7．可通过充磁，更换游丝，重绕动圈提高灵敏 度。
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2.1.4 指针式万用电表的测量电路
指针式万用表是一种多功能、多量程的测量仪表 ，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流 电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可 以测电容量、电感量及半导体的一些参数（如β） 。万用表的基本工作原理是利用一只灵敏的磁电 式直流电流表（微安表）做表头。当微小电流通 过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电 流，所以，必须在表头上并联与串联一些电阻进 行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压和 电阻。下面一一介绍。
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2.1.2 指针式万用电表的测量机构(表头)
2.1.2.1 外磁式磁电系仪表的结构 外磁式磁电系仪表的测量机构如图2.1.1所示，它
是利用永久磁铁的磁场与通有被测电流的线圈相互作 用的原理制成的。驱动机构包括一个马蹄形永久磁铁 (采用高剩磁和高矫顽磁力的硬磁材料制作)和一个可 以绕轴转动的线圈(即动圈)。动圈的两个出线头通过 两盘游丝和外电路相接，动圈转动时带动游丝使其发 生形变，产生机械反作用转矩；指示机构包括固定在 转轴上的指针和刻度盘；阻尼机构由置于磁场中的铝 质框架(线圈就绕在这个框架上)组成；调零机构包括 调零螺丝及调零导杆。