電流計(jì)

利用永久磁鐵的磁場(chǎng)對(duì)載流線圈作用的原理制成的一種電流計(jì)。它的主要結(jié)構(gòu)有固定的永久磁鐵和活動(dòng)的線圈。在圖1中，動(dòng)圈由懸絲(或帶)懸掛，懸絲除了提供微小的恢復(fù)力矩外，還用作通入動(dòng)圈電流的引線，動(dòng)圈的另一引線是下螺旋，在動(dòng)圈的上端裝有反射小鏡，利用它對(duì)光線的反射來指示活動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)。在距小鏡一定距離處安裝一標(biāo)尺，由小燈產(chǎn)生的狹窄光束投向小鏡，經(jīng)小鏡反射到標(biāo)尺上，形成明晰的光標(biāo)，以指示活動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角。這種電流計(jì)的靈敏度很高,但極易受外界振動(dòng)的影響,使用時(shí)應(yīng)將它固定安裝在穩(wěn)固位置或堅(jiān)實(shí)墻壁上，所以又稱為墻式電流計(jì)。常用作靈敏電橋和電位計(jì)的平衡指示器。一般電橋上裝的電流計(jì)，實(shí)質(zhì)上是一個(gè)下標(biāo)量值的圈轉(zhuǎn)微安計(jì)。

它的結(jié)構(gòu)原理與圈轉(zhuǎn)電流計(jì)相同，可用來測(cè)量微小短暫脈沖電流所遷移的電荷量。它被廣泛應(yīng)用于磁測(cè)量中，也可用于測(cè)量電容和高電阻等。沖擊電流計(jì)可動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，其自由振蕩周期較長(zhǎng)，而脈沖電流通過的時(shí)間比電流計(jì)的振蕩周期短得多，可以認(rèn)為脈沖電流全部流過電流計(jì)后，電流計(jì)才開始偏轉(zhuǎn)。結(jié)果通過的脈沖電荷量正比于第一次最大的擺角。沖擊電流計(jì)的技術(shù)特性一般用電荷量靈敏度(或電荷量常數(shù)，它等于電荷量靈敏度的倒數(shù))和振蕩周期來說明。電荷量常數(shù)可達(dá)10-9庫/分度，振蕩周期可達(dá)20~30秒。

圈轉(zhuǎn)電流計(jì)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和空氣中布朗運(yùn)動(dòng)的影響，限制了靈敏度的提高。采用光電放大原理制成的光電放大式電流計(jì)可以使電流靈敏度進(jìn)一步提高。其電流計(jì)常數(shù)達(dá)10-11安/分度，而且具有穩(wěn)定可靠、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，目前在精密電測(cè)技術(shù)中已廣泛應(yīng)用。

電流計(jì)的活動(dòng)部分本身具有一定的慣性，在測(cè)量過程中它由運(yùn)動(dòng)狀態(tài)到達(dá)最后的穩(wěn)定位置需要有一個(gè)過程，這個(gè)過程統(tǒng)稱為阻尼運(yùn)動(dòng)。在不同的阻尼情況下電流計(jì)的活動(dòng)部分有不同的運(yùn)動(dòng)特性,其特性曲線在阻尼很小時(shí)，它將圍繞最后穩(wěn)定位置作減幅擺動(dòng),經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間才 逐漸靜止在最后穩(wěn)定位置,稱為欠阻尼運(yùn)動(dòng);在阻尼很大時(shí)，則電流計(jì)活動(dòng)部分將不擺動(dòng)而緩慢到達(dá)最后穩(wěn)定位置，這種狀態(tài)是過阻尼運(yùn)動(dòng);如果阻尼由小增大到某一數(shù)值時(shí)，活動(dòng)部分以最短時(shí)間趨于終點(diǎn)而不越過終點(diǎn)位置，這種狀態(tài)稱為臨界阻尼運(yùn)動(dòng)。電流計(jì)阻尼作用的強(qiáng)弱是和外接電路的電阻大小有關(guān)的，因?yàn)閯?dòng)圈在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)由于切割磁感應(yīng)線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，引起與外接電阻大小有關(guān)的電流，它和永久磁鐵的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生阻尼力矩，使電流計(jì)正好工作在臨界阻尼運(yùn)動(dòng)情況下的外接電阻的值，稱為外臨界電阻。電流計(jì)應(yīng)該運(yùn)用在臨界阻尼或微欠阻尼情況下，否則應(yīng)接入分流器或附加電阻以相匹配，但靈敏度會(huì)有所下降。

根據(jù)可動(dòng)線圈的偏轉(zhuǎn)量來測(cè)量微弱電流或電流函數(shù) 的儀器。最普通的電流計(jì)包括一個(gè)小線圈，懸掛在永磁鐵兩極之間的金屬帶上。電流通過線圈產(chǎn)生磁場(chǎng)，與永磁鐵的磁場(chǎng)相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩或扭力。線圈上連著一根指針或一面反射鏡。線圈在轉(zhuǎn)矩作用下旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)一定角度后與支撐部分的扭力相平衡。此角度即可用來度量線圈內(nèi)通過的電流。角度用指針的轉(zhuǎn)動(dòng)或鏡面反射光線的偏轉(zhuǎn)來測(cè)定。

電流靈敏度通常是以在標(biāo)準(zhǔn)鏡尺距下單位被測(cè)電流給出的偏轉(zhuǎn)格數(shù)來確定的，它說明圈轉(zhuǎn)電流計(jì)的技術(shù)特性，它的大小與活動(dòng)線圈所在處的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和線圈面積、匝數(shù)及懸絲的彈性有關(guān)。電流靈敏度的倒數(shù)叫做電流計(jì)常數(shù)。電壓靈敏度是指電流靈敏度和全臨界電阻的比值。