Принцип работы приборов магнитоэлектрической системы основан на взаимодействии магнитного поля тока, проходящего по обмотке рамки, с магнитным полем постоянного магнита (рис. 1). Когда по рамке идет ток, она поворачивается на угол α, пропорциональный измеряемому току (напряжению):

α = К₁•I.         

К₁ - коэффициент пропорциональности. Из этой зависимости видно, что шкала в таких приборах равномерна, а направление поворота рамки, а значит и стрелки, зависит от направления тока в рамке.

Основные достоинства: высокая точность, равномерность шкалы, хорошая защита, от внешних магнитных полей.

Недостатки: этими приборами нельзя измерять переменный ток, сравнительно высокая стоимость. Магнитоэлектрические измерительные механизмы с механическим противодействующим моментом используются главным образом в амперметрах, вольтметрах и гальванометрах, а также в некоторых типах омметров.

Электромагнитная система

Принцип действия приборов этой системы основан на взаимодействии магнитного ноля тока, проходящего по обмотке катушки, с магнитным полем намагниченного сердечника (рис. 2). Сердечник имеет вид тонкой пластинки, жестко скреплённой с осью, на которой расположена указательная стрелка. При этом сердечник втягивается внутрь катушки, благодаря чему указательная стрелка отклоняется. Угол отклонения стрелки α связан с током квадратичной зависимостью:

α = К₂•I²                                                                                                                             (8)

Шкала у таких приборов неравномерная. Приборы электромагнитной системы можно применять для измерений в цепях как постоянного, так и переменного токов. Класс точности этих приборов: 1,0; 1,5; 2,5.

При измерении направления тока в обмотке меняется полярность сердечника, поэтому при любом направлении тока сердечник втягивается внутрь катушки и, стрелка отклоняется всегда в одну сторону.

Основные достоинства: простота устройства, невысокая стоимость, надёжность в работе, способны (из-за отсутствия токопроводов к подвижной части) выдерживать большие перегрузки, пригодны для измерения как переменного, так и постоянного токов.

Недостатки: невысокая точность, неравномерность шкалы, зависимость точности показаний от влияния внешних магнитных полей, сравнительно большое потребление электроэнергии.

Эту систему используют в амперметрах и вольтметрах.

Электродинамическая система

Принцип действия приборов этой системы заключается во взаимодействии магнитных полей токов, проходящих по двум обмоткам, одна из которых неподвижна, а другая может вращаться (рис. 3). Обмотка неподвижной катушки называется токовой, имеет мало витков и включается в цепь последовательно. Обмотка подвижной катушки имеет много витков, включается цепь параллельно и называется обмоткой напряжения.

Подвижная катушка поворачивается на угол α, пропорциональный произведению токов в каждой катушке, т.е. вращающий момент пропорционален квадрату общего тока, протекающего через прибор.

α = К₃• I₁•I₂.                                                                                                                             (9)

Направление тока в обмотках может изменяться лишь одновременно. Поэтому независимо от направления тока подвижная катушка, а значит и стрелка поворачивается в одну сторону. Электродинамические приборы в основном изготавливаются как переносные приборы классов точности: 0,1; 0,2; 0,5 для измерений тока, напряжения и мощности в цепях постоянного и переменною токов, например, (амперметры, вольтметры, ваттметры).

Достоинства: приборы имеют высокую точность и чувствительность.

Недостатки: высокая стоимость, влияние на показания внешних магнитных полей, малая устойчивость к перегрузкам.

При проведении электрических измерений могут быть также использованы приборы других систем: ферродинамической, тепловой, электростатической, индукционной.

Ферродинамическая система

Принцип действия такой же, как у приборов электродинамической системы, но здесь неподвижная обмотка помещена на магнитопроводе, благодаря чему повышается чувствительность прибора, смотри рис. 4.

Электростатическая система

Принцип работы приборов данной системы заключается во взаимодействии электрически заряженных подвижных и неподвижных пластин. Под действием сил ноля подвижные пластины втягиваются в пространство между неподвижными пластинами, а противодействующий момент создастся спиральной пружиной.

Достоинства: электростатические приборы измеряют постоянные и переменные напряжения до частот порядка 10 ...10^s Гц, характеризуются очень большим входным напряжением, практически не вносят искажений в исследуемую цепь, нечувствительны ко внешним магнитным полям.

Недостатки: малая чувствительность, неравномерность шкалы, опасность электрического пробоя между пластинами.

 Рис. 2.7 Устройство прибора электростатической системы:

1 – подвижная пластина; 2 – неподвижные пластины; 3 – ось.

2. КЛАССИФИКАЦИЯ РАДИОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Радиоэлектронные измерительные приборы (РИП) классифицируются по различным признакам (см. табл.)

Классификация электронных радиоизмерительных приборов

По характеру измеряемых величин РИП делятся на подгруппы, по основной выполняемой функции — на виды, а по совокупности технических характеристик и очередности разработок — на типы. В соответствии с ГОСТ 15094-69 РИП и меры электрических величин для них разделяются на 20 подгрупп, каждая из которых состоит из нескольких видов, вид приборов содержит в себе несколько типов.

Приборам подгруппы присваивается буквенное обозначение, например: А — прибор для измерения тока. Виду приборов присваивается буквенно-цифровое обозначение, например: А2 — амперметры постоянного тока. Приборам каждого типа присваивается порядковый номер модели.

Подгруппам приборов и видам присваиваются классификационные наименования. Полное наименование прибора состоит из наименования вида и дополнительных определяющих слов.