2.4　指针式表头

2.4.1　指针式表头的组成

（1）指针式表头的作用

它的作用是把测量电路中输出的电量（电流量或电压量）转换成相应的指针偏转角，并保持一定的比例关系，从而能够在刻度盘上直接读出相对应的量值。

（2）指针式表头的组成

指针式表头由可动部分、固定部分、磁系统和读数装置4部分组成，如图2-12所示。

图2-12　指针式表头的组成

①可动部分。可动部分有两种支撑方式：轴尖轴承式和张丝弹片式。轴尖轴承式由动圈、轴尖座、指针支持、游丝等组成。动圈是用高强度漆包铜线绕制成矩形（线径一般为0.02～0.05mm），用以通过一定的电流。指针支持用来连接指针和纠正重力矩。指针支持上的小焊片用作动圈引线连接和游丝或张丝焊接；指针支持常见的有“+”字形和“Y”字形两种；还有一种“*”字形结构，但国内并不多见，一般出现在国外的万用表中。轴尖座或张丝座均用不易氧化的逆磁性材料制成。游丝通常用磷青铜和铂镍合金等材料制成。张丝通常用锡锌青铜、铍青铜、铍钴铜和铂镍合金等材料制成。张丝和游丝不仅用以产生反作用力矩和自动返零，还作为动圈与外接导线的通路。

②固定部分。轴尖轴承式的固定部分由支架、弹簧宝石轴承螺钉、导向片、绝缘片等组成。弹簧宝石轴承装在支架的上下中心位置，作为活动线圈的支撑。张丝弹片式的固定部分与轴尖轴承式固定部分的不同之处是：弹片和张丝一起支撑仪表的可动部分。张丝的工作弹力靠弹片来维持；弹片还对张丝起减振作用。弹片的形状有S形、弧形、平面形等几种。弹片一般由磷青铜、锡锌青铜、铍青铜等材料制成。支架用铝合金或塑料浇制而成；圆柱形铁芯与支架组合，常常用压接和螺钉固定两种方法。导向件用作焊接上、下游丝外端头，通过接线引入电流，又作为机械调零用。绝缘片用作动圈的引出线与支架的绝缘，以免“+”、“-”引出线相连发生短路。

③磁系统。磁系统也就是表头磁钢，由永久磁铁和低碳钢（或粉末合金）制成的轭铁、极掌等部分组成。按磁路构成有内磁式和外磁式两种。磁钢的形状有马蹄形、方形、矩形、圆柱形等，各种磁钢的外形图如图2-13所示。

图2-13　各种磁钢的外形图

不同型号的万用表所用的磁性材料有相同的，也有不同的，常见的有：铝镍铁、铝镍钴、铝镍钴钛等。

④读数装置。在测量电路中，根据测量值的大小而制成大小不同的电流，在流经动圈时产生大小不同的磁通，与磁系统作用后形成大小不同的偏转角，为了能使指针偏转角能够直接反映所测量数值的大小，把偏转角的大小刻在一个标度盘上，连接各点组成一条刻度线，将该刻度线称之为标度尺。标度尺有两种特性：均应标度尺和不均应标度尺。为扩大测量种类，通常在一块标度盘上印有多条刻度线，这就是万用表的读数装置“标度盘”，俗称刻度盘。通过刻度盘上的刻度值再结合量程转换开关的倍率，即可读出所测量的数值大小。

2.4.2　指针式表头的工作原理

当测量电路中输出的电流（电压）量进入表头的可动（固定）部分时，使两部分相互作用并产生使可动部分旋转的力矩M，于是可动部分发生偏转。由于当电流（电压）量经过可动（固定）线圈时，两部分在产生旋转力矩的同时也产生了相互之间的作用力和反作用力，当两作用力相等时，不形成偏转，称这种状态为“电气零位”；当两作用力不相等时，就会形成偏转，此时偏转角的大小取决于输入表头的电流（电压）量的大小，并且必须成一定比例关系，这种关系也就决定了表头的重要性以及整个仪表的准确度。