電流表
一、簡(jiǎn)介
電流表是指用來(lái)測(cè)量交、直流電路中電流的儀表。在電路圖中，電流表的符號(hào)為"圈A"。電流值以“安”或“A"為標(biāo)準(zhǔn)單位。
電流表是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的作用而制成的。電流表內(nèi)部有一永磁體，在極間產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中有一個(gè)線圈，線圈兩端各有一個(gè)游絲彈簧，彈簧各連接電流表的一個(gè)接線柱，在彈簧與線圈間由一個(gè)轉(zhuǎn)軸連接，在轉(zhuǎn)軸相對(duì)于電流表的前端，有一個(gè)指針。當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，電流沿彈簧、轉(zhuǎn)軸通過(guò)磁場(chǎng)，電流切磁感線，所以受磁場(chǎng)力的作用，使線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸、指針偏轉(zhuǎn)。由于磁場(chǎng)力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過(guò)指針的偏轉(zhuǎn)程度來(lái)觀察電流的大小。這叫磁電式電流表，就是我們平時(shí)實(shí)驗(yàn)室里用的那種。在初中時(shí)期，所用電流表量程一般為0~0.6A和0~3A
二、原理
電流表是根據(jù)通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受磁場(chǎng)力的作用而制成的。電流表內(nèi)部有一永磁體，在極間產(chǎn)生磁場(chǎng)，在磁場(chǎng)中有一個(gè)線圈，線圈兩端各有一個(gè)游絲彈簧，彈簧各連接電流表的一個(gè)接線柱，在彈簧與線圈間由一個(gè)轉(zhuǎn)軸連接，在轉(zhuǎn)軸相對(duì)于電流表的前端，有一個(gè)指針。指針偏轉(zhuǎn)。由于磁場(chǎng)力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過(guò)指針的偏轉(zhuǎn)程度來(lái)觀察電流的大小。這叫磁電式電流表，就是我們平時(shí)實(shí)驗(yàn)室里用的那種。
一般可直接測(cè)量微安或毫安數(shù)量級(jí)的電流，為測(cè)更大的電流，電流表應(yīng)有并聯(lián)電阻器（又稱分流器）。主要采用磁電系電表的測(cè)量機(jī)構(gòu)。分流器的電阻值要使?jié)M量程電流通過(guò)時(shí)，電流表滿偏轉(zhuǎn)，即電流表指示達(dá)到***大。對(duì)于幾安的電流，可在電流表內(nèi)設(shè)置專用分流器。對(duì)于幾安以上的電流，則采用外附分流器。大電流分流器的電阻值很小，為避免引線電阻和接觸電阻附加于分流器而引起誤差，分流器要制成四端形式，即有兩個(gè)電流端，兩個(gè)電壓端。例如，當(dāng)用外附分流器和毫伏表來(lái)測(cè)量200A的大電流時(shí)，若采用的毫伏表標(biāo)準(zhǔn)化量程為45mV（或75mV），那么分流器的電阻值為0.045/200=0.000225Ω（或0.075/200=0.000375Ω）。若利用環(huán)形（或稱梯級(jí)）分流器，可制成多量程電流表。
三、分類
1、直流電流表
直流電流表主要采用磁電系或電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)(見(jiàn)機(jī)械式指示電表測(cè)量機(jī)構(gòu))，這些測(cè)量機(jī)構(gòu)的測(cè)量基本量是電流，可用來(lái)直接測(cè)小電流。對(duì)于大量值的直流電流，磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)要使用分流器，也就是并聯(lián)電阻。它的作用是將大部分被測(cè)電流分流。對(duì)約10A以下的電流多采用內(nèi)附分流器;對(duì)更大的電流值，則使用專用分流器。它采取四端結(jié)構(gòu)(圖a)，具有兩個(gè)電流端，兩個(gè)電位端。其電阻值的選擇條件為：當(dāng)標(biāo)稱電流通過(guò)該分流器時(shí)，其電位端間的電壓為45mV或75mV;以量程為45mV或75mV的磁電系毫伏表測(cè)此電壓值，而表盤(pán)上則以電流值刻度。對(duì)于電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)，擴(kuò)大測(cè)量電流量程的方法是：①加粗靜圈的導(dǎo)線，同時(shí)減少匝數(shù)以保持安匝值不變;②將兩靜圈由串聯(lián)改為并聯(lián)[圖(b)、(c)]，可使量程擴(kuò)大一倍。利用分流器和數(shù)字電壓表可構(gòu)成直流數(shù)字電流表。
2、交流電流表
交流電流表可采用電磁系或電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)。為使磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)也能用于測(cè)量交流電流，可利用整流器或熱電偶等器件先將交流轉(zhuǎn)換為直流;由它們組合而成的電表分別稱為整流式電流表(見(jiàn)整流式電表)、熱電式電流表。為擴(kuò)大量程以測(cè)量大電流，整流式電流表也采用分流器;電動(dòng)系電流表的做法同前;電磁系電流表則是加粗線圈導(dǎo)線、減少匝數(shù)。對(duì)于更大的測(cè)量電流值需配合電流互感器使用。通常可利用分流器和交流數(shù)字電壓表構(gòu)成交流數(shù)字電流表。
交流電流表主要采用電磁系電表、電動(dòng)系電表和整流式電表的測(cè)量機(jī)構(gòu)。電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)的***低量程約為幾十毫安，為提高量程，要按比例減少線圈匝數(shù)，并加粗導(dǎo)線。用電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)構(gòu)成電流表時(shí)，動(dòng)圈與靜圈并聯(lián)，其***低量程約為幾十毫安。為提高量程，要減少靜圈匝數(shù)，并加粗導(dǎo)線，或?qū)蓚€(gè)靜圈由串聯(lián)改為并聯(lián)，則電流表的量程將增大一倍。用整流式電表測(cè)交流電流時(shí)，僅當(dāng)交流為正弦波形時(shí)，電流表讀數(shù)才正確。為擴(kuò)大量程也可利用分流器。此外，也可用熱電式電表測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量高頻電流。在電力系統(tǒng)中使用的大量程交流電流表多是用5A或1A的電磁系電流表，并配以適當(dāng)電流變比的電流互感器。
3、數(shù)顯電流表
顯電流表分為單相數(shù)顯電流表和三相數(shù)顯電流表，該表具有變送、LED（或LCD）顯示和數(shù)字接口等功能，通過(guò)對(duì)電網(wǎng)中各參量的交流采樣，以數(shù)字形式顯示測(cè)量結(jié)果。經(jīng)CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．將三相（或單相）電流、電壓、功率、功率因數(shù)、頻率等電參量由LED（或液晶）直接顯示，同時(shí)輸出0～5V、0—20mA或4—20mA相應(yīng)的模擬電量，與遠(yuǎn)動(dòng)裝置RTU相連；并帶有RS--232或485接口。
四、選擇
電流表和電壓表的測(cè)量機(jī)構(gòu)基本相同，但在測(cè)量線路中的連接有所不同。因此，在選擇和使用電流表和電壓表時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。
⒈ 類型的選擇。當(dāng)被測(cè)量是直流時(shí)，應(yīng)選直流表，即磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表。當(dāng)被測(cè)量是交流時(shí)，應(yīng)注意其波形與頻率。若為正弦波，只需測(cè)出有效值即可換算為其他值（如***大值、平均值等），采用任意一種交流表即可；若為非正弦波，則應(yīng)區(qū)分需測(cè)量的是什么值，有效值可選用磁系或鐵磁電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表，平均值則選用整流系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表。電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表常用于交流電流和電壓的精密測(cè)量。
⒉ 準(zhǔn)確度的選擇。因儀表的準(zhǔn)確度越高，價(jià)格越貴，維修也較困難。而且，若其他條件配合不當(dāng)，再高準(zhǔn)確度等級(jí)的儀表，也未必能得到準(zhǔn)確的測(cè)量結(jié)果。因此，在選用準(zhǔn)確準(zhǔn)確度較低的儀表可滿足測(cè)量要求的情況下，就不要選用高準(zhǔn)確度的儀表。通常0.1級(jí)和0.2級(jí)儀表作為標(biāo)準(zhǔn)表選用；0.5級(jí)和1.0級(jí)儀表作為實(shí)驗(yàn)室測(cè)量使用；1.5級(jí)以下的儀表一般作為工程測(cè)量選用。
⒊ 量程的選擇。要充分發(fā)揮儀表準(zhǔn)確度的作用，還須***根據(jù)被測(cè)量的大小，合理選用儀表量限，如選擇不當(dāng)，其測(cè)量誤差將會(huì)很大。一般使儀表對(duì)被測(cè)量的指示大于儀表***大量程的1/2~2/3以上，而不能超過(guò)其***大量程。
⒋ 內(nèi)阻的選擇。選擇儀表時(shí)，還應(yīng)根據(jù)被測(cè)阻抗的大小來(lái)選擇儀表的內(nèi)阻，否則會(huì)帶來(lái)較大的測(cè)量誤差。因內(nèi)阻的大小反映儀表本身功率的消耗，所以，測(cè)量電流時(shí)，應(yīng)選用內(nèi)阻盡可能小的電流表；測(cè)量電壓時(shí)，應(yīng)選用內(nèi)阻盡可能大的電壓表。
五、注意事項(xiàng)
⒈ 正確接線。測(cè)量電流時(shí)，電流表應(yīng)與被測(cè)電路串聯(lián)；測(cè)量電壓時(shí)，電壓表應(yīng)與被測(cè)電路并聯(lián)。測(cè)量直流電流和電壓時(shí)，須***注意儀表的極性，應(yīng)使儀表的極性與被測(cè)量的極性一致。
⒉ 高電壓、大電流的測(cè)量。測(cè)量高電壓或大電流時(shí)，須***采用電壓互感器或電流互感器。電壓表和電流表的量程應(yīng)與互感器二次的額定值相符。一般電壓為100V，電流為5A。
⒊ 量程的擴(kuò)大。當(dāng)電路中的被測(cè)量超過(guò)儀表的量程時(shí)，可采用外附分流器或分壓器，但應(yīng)注意其準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)與儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)相符。
⒋另外，還應(yīng)注意儀表的使用環(huán)境要符合要求，要遠(yuǎn)離外磁場(chǎng)。
六、使用步驟
⒈校零，用平口改錐調(diào)整校零按鈕。
⒉選用量程（用經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或采用試觸法）歸結(jié)起來(lái)有三看和三問(wèn)先看清電流表的量程，一般在表盤(pán)上有標(biāo)記。確認(rèn)***格的一個(gè)表示多少安培把電流表的正負(fù)接線柱接入電路后，觀察指針位置，就可以讀數(shù)了。此外還要選擇合適量程的電流表。可以先試觸一下，若指針擺動(dòng)不明顯，則換小量程的表。若指針擺動(dòng)大角度，則換大量程的表。一般指針在表盤(pán)中間左右，讀數(shù)比較合適。
一看：量程。電流表的測(cè)量范圍。
二看：分度值。表盤(pán)的一小格代表多少。
三看：指針位置。指針的位置包含了多少個(gè)分度值。
讀數(shù)
⒈看清量程
⒉看清分度值（一般而言，量程0~3A分度值為0.1A,0~0.6A為0.02A)
⒊看清表針停留位置（一定從正面觀察）
⒋選用量程{用經(jīng)驗(yàn)估計(jì)或采用試觸法}
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