磁电系仪表的工作原理

　　磁电系测量机构是利用通电线圈在磁场中受到磁场作用力产生转动力矩的原理制成的，如图1 所示。当可动线圈通电时，线圈受均匀辐射型磁场的作用而产生电磁力F，从而形成转动力矩M，使可动部分发生偏转。根据图中所设电流方向和磁场方向，运用左手定则，可以判断线圈两有效边所受电磁力F的方向都与线圈平面垂直且方向相反，产生使可动线圈发生顺时针方向偏转的转动力矩，可动线圈便发生顺时针方向的旋转。

　　图1 磁电系仪表的工作原理示意图

　　设均匀辐射的磁感应强度为B，线圈匝数为N，垂直于磁场方向的可动线圈有效边长为L，则当通过线圈的电流为r时，每个有效边受的电磁力F为

　　式中 r——转轴中心到线圈有效边的距离，其值为线圈有效边长的1/2。

　　线圈包围的面积为

　　线圈偏转时引起游丝变形，而产生反作用力矩Ma，这个力矩的大小与游丝变形的大小成正比，也就是和线圈的偏转角a成正比，即反作用力矩为

　　式中 D——游丝的反作用系数，与游丝的力学性质和尺寸有关；

　　     a——可动部分偏转角，即指针偏转角。

　　随着偏转角α不断增大，反作用力矩M，也增大，直到和转动力矩相等时，可动部分因所受力矩达到平衡而停留在一个平衡位置上，指针的偏转角a不再变化。

　　根据力矩平衡关系得到

　　式中 α——指针偏转角；

　    S——可动线圈的有效面积；

　     S₁——电流灵敏度，。

　　电流灵敏度S1由仪表结构参数所决定，对于某一个仪表来讲，它是一个常数，N、S、B、D这些量决定于各仪表的结构和材料性质，其数值都是固定的。

　　因此，仪表指针偏转角a与通过可动线圈的电流I成正比。所以磁电系仪表可用来测量电流以及与电流有联系的其他物理量（即经过变换可以转化为电流的量）。而且磁电系仪表标度尺上的刻度是均匀的。