吸引型电磁系仪表的结构和工作原理解析

吸引型电磁系仪表的结构如图3-1所示。它由固定线圈1和偏心地装在转动轴上的铁片2所组成，它的转动部分除铁片2外，还有指针3，磁感应阻尼器的扇形铝片4及产生反作用力矩的游丝5。铝片4可以在作阻尼用的永久磁铁6的空隙中转动。为了防止线圈1受到永久磁铁6的影响，在永久磁铁前加一块钢质的磁屏，如图3-1中7所示。

吸引型的电磁系仪表的工作原理如图3-2所示。当电流通过线圈时，在线圈的附近就有磁场存在（磁场的方向可由右手螺旋定则确定），在线圈的两端就呈现磁性，使可动铁片被磁化如图3-2（a）所示，结果对铁片产生吸引力，从而产生转动力矩，使指针发生偏转。当转动力矩与游丝产生的反作用力矩相平衡时，指针便稳定在某一位置，从而指示出被测电流（或电压）的数值来。由此可见，吸引型电磁系仪表是利用通有电流的线圈和铁片之间的吸引力来产生转动力矩的。当线圈中的电流方向改变时，线圈所产生的磁场的极性和被磁化的铁片的极性也随着改变，如图3-2（b）所示，因此它们之间的作用力仍然是吸引的，即活动部分转动力矩的方向仍保持原来的方向，所以指针偏转的方向也不会改变。可见，这种吸引型的电磁系仪表可以应用在交流电路中。

图3-1　吸引型电磁系仪表的结构

1—固定线圈；2—动铁片；3—指针；4—扇形铝片；5—游丝；6—永久磁铁；7—磁屏

图3-2　吸引型电磁系仪表的工作原理

电磁系仪表的阻尼器通常有“磁感应阻尼器”和“空气阻尼器”两种，这里我们先介绍磁感应阻尼器。图3-3（a）说明了“磁感应阻尼器”的原理。当金属片在作为阻尼用的永久磁铁的气隙中运动切割磁力线时，我们可以将金属片想象分为许多金属细丝，运用电磁感应定律（或右手定则）可以判断出：当这些金属细丝割切磁力线时，在金属片中将有感应电流i产生，感应电流i的方向如图3-3（a）中的虚线所示。而这感应电流i与永久磁铁的磁场又相互作用由此产生电磁力，其方向可根据左手定则加以判断。从图3-3（a）可知电磁力的方向刚好是和金属片运动方向相反，因此起到了阻尼作用。(www.xing528.com)

图3-3　磁感应阻尼器

（a）磁感应阻尼器的工作原理；（b）磁感应阻尼器结构的一种

在图3-1的吸引型的电磁系仪表的结构中，当铁片2转动时，通过转轴，使铝片4也在永久磁铁6的空隙中转动，由于铝片切割永久磁铁的磁力线，而在铝片中产生了涡流，这涡流和永久磁铁的磁场相互作用便产生阻碍铝片运动的阻尼力矩。磁感应阻尼器也可以做成其他不同的型式，图3-3（b）就是其他结构的一种，但其基本原理是类似的。

图3-4采用空气阻尼器的吸引型电磁系仪表的结构图，其阻尼作用是由与转轴相连的活塞4在小室中移动产生的。