電流計簡介

根據(jù)可動線圈的偏轉(zhuǎn)量來測量微弱電流或電流函數(shù) 的儀器。最普通的電流計包括一個小線圈，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，與永磁鐵的磁場相互作用而產(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)動或鏡面反射光線的偏轉(zhuǎn)來測定。

利用永久磁鐵的磁場對載流線圈作用的原理制成的一種電流計。它的主要結(jié)構(gòu)有固定的永久磁鐵和活動的線圈。在圖1中，動圈由懸絲(或帶)懸掛，懸絲除了提供微小的恢復(fù)力矩外，還用作通入動圈電流的引線，動圈的另一引線是下螺旋，在動圈的上端裝有反射小鏡，利用它對光線的反射來指示活動部分的偏轉(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)，以指示活動部分的偏轉(zhuǎn)角。這種電流計的靈敏度很高,但極易受外界振動的影響,使用時應(yīng)將它固定安裝在穩(wěn)固位置或堅實墻壁上，所以又稱為墻式電流計。常用作靈敏電橋和電位計的平衡指示器。一般電橋上裝的電流計，實質(zhì)上是一個下標(biāo)量值的圈轉(zhuǎn)微安計。

它的結(jié)構(gòu)原理與圈轉(zhuǎn)電流計相同，可用來測量微小短暫脈沖電流所遷移的電荷量。它被廣泛應(yīng)用于磁測量中，也可用于測量電容和高電阻等。沖擊電流計可動部分的轉(zhuǎn)動慣量較大，其自由振蕩周期較長，而脈沖電流通過的時間比電流計的振蕩周期短得多，可以認(rèn)為脈沖電流全部流過電流計后，電流計才開始偏轉(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)電流計本身的結(jié)構(gòu)特點和空氣中布朗運動的影響，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可以使電流靈敏度進(jìn)一步提高。其電流計常數(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，目前在精密電測技術(shù)中已廣泛應(yīng)用。

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

電流計的活動部分本身具有一定的慣性，在測量過程中它由運動狀態(tài)到達(dá)最后的穩(wěn)定位置需要有一個過程，這個過程統(tǒng)稱為阻尼運動。在不同的阻尼情況下電流計的活動部分有不同的運動特性,其特性曲線在阻尼很小時，它將圍繞最后穩(wěn)定位置作減幅擺動,經(jīng)過相當(dāng)長的時間才 逐漸靜止在最后穩(wěn)定位置,稱為欠阻尼運動;在阻尼很大時，則電流計活動部分將不擺動而緩慢到達(dá)最后穩(wěn)定位置，這種狀態(tài)是過阻尼運動;如果阻尼由小增大到某一數(shù)值時，活動部分以最短時間趨于終點而不越過終點位置，這種狀態(tài)稱為臨界阻尼運動。電流計阻尼作用的強弱是和外接電路的電阻大小有關(guān)的，因為動圈在磁場中運動時由于切割磁感應(yīng)線會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，引起與外接電阻大小有關(guān)的電流，它和永久磁鐵的磁場相互作用產(chǎn)生阻尼力矩，使電流計正好工作在臨界阻尼運動情況下的外接電阻的值，稱為外臨界電阻。電流計應(yīng)該運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，但靈敏度會有所下降。