天皋檢流計
檢流計是用來檢測微弱電量用的高靈敏度的機(jī)械式指示電表,用于電橋、電位差計中作為指零儀表,也可用于測微弱電流、電壓以及電荷等。主要有磁電系檢流計、光電放大式檢流計、沖擊檢流計、振動檢流計和振子等。
檢流計是磁電式儀表,它是根據(jù)載流線圈在磁場中受到力矩而偏轉(zhuǎn)德原理制成的。普通電表中線圈是安放在軸承上,用彈簧游絲來維持平衡,用指針來指示偏轉(zhuǎn)。由于軸承有摩擦,被測電流不能太弱。檢流計使用極細(xì)的金屬懸絲代替軸承懸掛在磁場中,由于懸絲細(xì)而長,反抗力矩很小,所以有很弱的電流通過線圈就足以使它產(chǎn)生顯著的偏轉(zhuǎn)。因而檢流計比一般的電流表靈敏的多,可以測量微電流(10-7~10-10A)或者微電壓(10-3~10-6V),如光電流、生理電流、溫差電動勢等。記錄神經(jīng)動作電位,就是用此類儀器實現(xiàn)的。
檢流計的另一種用途是平衡指零,即根據(jù)流過檢流計的電流是否為零來判斷電路是否平衡,它被廣泛使用在直流電橋和電位差計中。
作為檢流計,要求有較高的靈敏度,主要是電壓靈敏度和電流靈敏度。為提高電流靈敏度,通常要增加轉(zhuǎn)動力矩,例如加強(qiáng)磁場和增加動圈匝數(shù)。但限于氣隙尺寸,須用很細(xì)的導(dǎo)線繞制動圈。因此電流靈敏度高的檢流計的動圈電阻(內(nèi)阻)較高。此外,要降低反抗力矩,可采用力矩很弱的拉絲(或懸絲)將動圈安置在*磁鐵的氣隙中。
為此,檢流計使用時要保持水平位置。檢流計動圈沒有金屬框架,阻尼力矩由動圈本身提供,動圈在氣隙磁場中運(yùn)動時,切割磁通而產(chǎn)生電動勢,此電動勢引起的流過動圈和外電路的電流,在檢流計中又與磁場作用產(chǎn)生阻尼力矩。因此,外電路的結(jié)構(gòu)要影響檢流計阻尼的強(qiáng)弱。若使檢流計指示迅速達(dá)到穩(wěn)定,應(yīng)令其工作在稍欠阻尼狀態(tài)。磁電系檢流計是很精細(xì)的電表,不使用時,須將兩端短路,這時阻尼zui強(qiáng),可保護(hù)檢流計可動部分少受損害。
檢流計刻度盤上的刻度分格是均勻的,零點標(biāo)在度盤中心。動圈左右偏轉(zhuǎn),都可讀數(shù)??潭壬想m然標(biāo)有數(shù)值,只是表示分格數(shù);用于測電流、電壓時,要另行標(biāo)定刻度分格所代表的準(zhǔn)確數(shù)值。
磁電系檢流計的電流靈敏度以電流常數(shù)(電流靈敏度與電流常數(shù)互為倒數(shù))表示,可達(dá)10-9安/分格或更高,內(nèi)阻達(dá)幾千歐。用檢流計測微弱電壓時,要求有較高的電壓靈敏度。因檢流計測量的基本量是電流,如要求在一定的被測電壓下能有較大的電流通過檢流計,則希望檢流計有較低內(nèi)阻,但此時電流的靈敏度降低。因此,電壓靈敏度高的檢流計,其電流靈敏度要低些(例如10-7安/分格)。
為使用方便,可將磁電系檢流計做成便攜式,動圈用張絲拉緊,并采用光線多次反射以提高靈敏度。