检流计，检测微弱电量用的高灵敏度的机械式指示电表，用于电桥、电位差计中作为指零仪表，也可用于测微弱电流、电压以及电荷等。主要有磁电系检流计、光电放大式检流计、冲击检流计、振动检流计和振子等。

中文名

检流计

外文名

galvanometer

用途

指示电表

分类

磁电系检流计、光电放大式检流计

原理

检流计

检流计是磁电式仪表，它是根据载流线圈在磁场中受到力矩而偏转的原理制成的。普通电表中线圈是安放在轴承上，用弹簧游丝来维持平衡，用指针来指示偏转。由于轴承有摩擦，被测电流不能太弱。检流计使用极细的金属悬丝代替轴承悬挂在磁场中，由于悬丝细而长，反抗力矩很小，所以有很弱的电流通过线圈就足以使它产生显著的偏转。因而检流计比一般的电流表灵敏的多，可以测量微电流（10-7~10-10A）或者微电压（10-3~10-6V），如光电流、生理电流、温差电动势等。首次记录神经动作电位，就是用此类仪器实现的。

检流计的另一种用途是平衡指零，即根据流过检流计的电流是否为零来判断电路是否平衡，它被广泛使用在直流电桥和电位差计中。

结构

以光点式检流计为例，检流计由三部分组成：(1)磁场部分：由永久磁铁(N,S)产生磁场，圆柱形软铁心(J)使气隙中磁场呈均匀辐射状。(2)偏转部分：能在气隙中转动的矩形线圈C及从上下拉紧线圈的金属张丝E,只要有很小的力矩作用，就能使线圈偏转。(3)读数部分：小镜M固定在动圈上，它把光源射进来的光束反射到标尺上形成一个光标，当电流流过动圈时，动圈受力偏转而带动小镜M转过角，因而反射光束偏转的角度为，光标在标尺上移动的距离n=L*α，L为小镜到标尺的距离。

运动状态

检流计

按阻尼的大小不同，有不同的运动状态：1)无阻尼状态当β=0,即外电路开路(R→∞)和无空气阻尼(D=O)时，动圈为无阻尼状态，以平衡位置为中心做等幅振动；(2)实际运动状态实际上阻尼总是存在的，当R≠∞,D≠0时有三种运动状态.1)欠阻尼状态：此时外电阻R较大，β<ω,动圈以平衡位置为中心作衰减振动，并且逐渐趋紧于平衡位置。2)临界阻尼状态:R=Rc,β=ω,动圈无振动的很快达到平衡位置，此时的外电阻称为临界电阻Rc，一般来说，检流计的临界阻尼状态是它的理想工作状态。3)过阻尼状态：当β>ω,即R磁电系其结构和工作原理与磁电系电表基本相同。作为检流计，要求有较高的灵敏度，主要是电压灵敏度和电流灵敏度。为提高电流灵敏度，通常要增加转动力矩，例如加强磁场和增加动圈匝数。但限于气隙尺寸，须用很细的导线绕制动圈。因此电流灵敏度高的检流计的动圈电阻(内阻)较高。此外，要降低反抗力矩，可采用力矩很弱的拉丝（或悬丝）将动圈安置在永久磁铁的气隙中。为此，检流计使用时要保持水平位置。检流计动圈没有金属框架，阻尼力矩由动圈本身提供，动圈在气隙磁场中运动时，切割磁通而产生电动势，此电动势引起的流过动圈和外电路的电流，在检流计中又与磁场作用产生阻尼力矩。因此，外电路的结构要影响检流计阻尼的强弱。若使检流计指示迅速达到稳定，应令其工作在稍欠阻尼状态。磁电系检流计是很精细的电表，不使用时，须将两端短路，这时阻尼最强，可保护检流计可动部分少受损害。检流计刻度盘上的刻度分格是均匀的，零点标在度盘中心。动圈左右偏转，都可读数。刻度上虽然标有数值，只是表示分格数；用于测电流、电压时，要另行标定刻度分格所代表的准确数值。磁电系检流计的电流灵敏度以电流常数（电流灵敏度与电流常数互为倒数）表示，可达10-9安/分格或更高，内阻达几千欧。用检流计测微弱电压时，要求有较高的电压灵敏度。因检流计测量的基本量是电流，如要求在一定的被测电压下能有较大的电流通过检流计，则希望检流计有较低内阻，但此时电流的灵敏度降低。因此，电压灵敏度高的检流计，其电流灵敏度要低些（例如10-7安/分格）。为使用方便，可将磁电系检流计做成便携式，动圈用张丝拉紧，并采用光线多次反射以提高灵敏度。光电放大式检流计，将光电放大器与两个磁电系检流计结合在一起即构成图2所示的光电放大式检流计。初级检流计接在被测回路中，它的小镜将光线反射到差分光电池上。两光电池的输出电流之差流入次级检流计G2。如此可获得较强的信号。为使检流计工作稳定，通常采用负反馈线路。

使用方法1．观察检流计运动状态并测量临界电阻。合上开关K1,调节变阻器R使得光标偏转至60mm,断开K1使检流计处于测量状态。(1) 根据临界阻尼的工作状态要求，测量临界电阻Rc。(2) 选取Rkp分别为临界电阻的31、21、1、2、3倍时，判别检流计的运动状态，测出光标第一次回到自然平衡位置(零点)的时间和最终达到平衡位置的阻尼时间（每种状态测两次）。在上述操作中，选取合适的R0/R1,使得光标偏转60mm2．测量检流计的电流常数CI和电压常数CV。(1) 选择Rkp= Rc,使检流计工作在临界状态，选择合适的R0/R1,调节滑线变阻器R，使光标n=60mm,记下对应的刻度n1和电压V01,然后将开关K2迅速倒向，记下反方向偏转n1’。(2) 调节变阻器R,使得光标每次减少5mm,重复(1)的步骤，得到一组ni、ni’ 和V0i的数据。由平均值做出n-V曲线，求出K=n/V,带入(15)和(17),计算CI和CV。3．测量阻尼时间Tc 阻尼时间Tc是指在临界状态下，检流计从最大偏转位置(如60mm)到达稳定平衡位置需要的时间，断开开关K1,测量三次Tc。[2]  4．根据步骤2的数据，求最大偏转(60mm)时的5．测量Rkp= 0.5Rc和2Rc及满偏60mm时的CI和CV。

注意事项检流计使用时在“直接”档进行调零和测量，实验完毕后放回“短路”档。检流计在实验过程中要避免受震动。在调节Rkp过程中要注意对检流计的保护以防进入检流计电流过大。