文深入探討了模擬直流電流表的基本要素。我們將首先討論電流表電阻，并說明如何使用稱為分流器的電阻器與 PMMC（永磁動線圈）并聯(lián)來準(zhǔn)確測量更大的電流。本文還探討了多量程電流表，它利用不同的分流電阻值和針對不同電流范圍的先合后斷開關(guān)。，本文介紹了 Ayrton 分流器作為一種解決方案，可限度地減少在與儀表并聯(lián)使用分流器時由開關(guān)接觸電阻引起的誤差。了解模擬直流電流表的這些基本方面對于的電流測量至關(guān)重要。
　　由于 PMMC 的偏轉(zhuǎn)與通過其線圈的電流成正比，因此該儀器本質(zhì)上是一個電流表。然而，它只能直接用作電流表，僅適用于運(yùn)動線圈中流動的非常小的電流水平。如果需要測量更大電流的電流表，則必須進(jìn)行修改。

　　在圖 1(a) 所示的直流電流表 中，一個稱為分流器的電阻器與 PMMC 并聯(lián)連接。圖1(b)顯示了整個儀器的等效電路，包括線圈電阻R m 和分流電阻R S?？梢钥闯觯郎y電流的一小部分通過線圈，其余通過分流器。根據(jù)線圈電阻和儀表滿量程偏轉(zhuǎn) (FSD) 電流的知識，可以針對要測量的任何所需電流水平確定分流器的電阻。當(dāng)電流表 設(shè)計為指示（例如）100 A 的電流時，儀表刻度會重新校準(zhǔn)，以在 FSD 處讀取 100 A，并在其他點處按比例讀取。

　　(a) 電流表由 PMMC 和分流器組成

　　(b) 電流表等效電路
　　圖 1. 在電流表中，低電阻分流器會導(dǎo)致大部分電路電流繞過低電流 PMMC。儀器測量總電流的一部分并在其刻度上指示總電流。圖片由 Amna Ahmad 提供示例 1 中演示了確定分流電阻值的過程。
　　實施例1
　　PMMC 的線圈電阻為 200 Ω，當(dāng)線圈電流為 750 ?A 時會產(chǎn)生滿量程偏轉(zhuǎn)。確定儀器用作 FSD = 1 A 電流表所需的分流電阻值。
　　解決方案
　　由圖1(b)可知，儀表電壓為
　　\[V_{m}=I_{m}\times r_{m}\]
　　滿量程偏轉(zhuǎn)時
　　\[V_{m}=I_{FSD}\times r_{m}=750\mu A\times200\Omega=150mV\]
　　分流電壓為
　　\[V_{s}=V_{m}=150mV\]
　　分流電流
　　\[I_{s}=I-I_{m}=1A-750\mu A=999.25mA\]
　　分流電阻為
　　\[R_{s}=\frac{V_{m}}{I_{s}}=\frac{150mV}{999.25mA}\約0.15\Omega\]
　　電流表電阻

　　對于電流表來說，低電阻非常重要，因為它總是與負(fù)載串聯(lián)以測量其電流。如果電流表電阻沒有明顯低于負(fù)載電阻，則電路中包含電流表可能會導(dǎo)致負(fù)載電流發(fā)生顯著變化，如圖 2 和示例 2 所示。

　　(a) 不帶電流表的電路

　　(c) 電流表電阻增加了電路電阻
　　圖 2. 安培表應(yīng)具有非常低的電阻，這樣它就不會顯著增加電路中的總電阻并在測量中引入誤差。圖片由 Amna Ahmad 提供實施例2
　　使用電阻為 1 Ω 的電流表測量 100 V 電源提供給 4 Ω 電阻的電流。計算電流表連接之前和加入電路之后通過電阻的電流。
　　解決方案
　　不帶電流表
　　\[I=\frac{E}{R_{x}}=\frac{100V}{4\Omega}=25A\]
　　電路中裝有電流表
　　\[I=\frac{E}{R_{x}+R_{a}}=\frac{100V}{4\Omega+1\Omega}=20A\]
　　多量程電流表
　　通過使用多個分流電阻器值和旋轉(zhuǎn)開關(guān)來選擇所需的范圍，可以簡單地構(gòu)建多量程電流表。圖3(a)顯示了電路布置。當(dāng)以這種方式使用儀器時，必須小心確保分流器不會開路，即使是短暫的瞬間；否則，儀器線圈中可能會流過很大的電流，從而可能導(dǎo)致儀器損壞。

　　圖 3(b) 中所示的先合后斷開關(guān)可保護(hù)設(shè)備免受多量程電流表中分流器開路的可能性。寬端動觸點在與前一個端子失去接觸之前連接到正在切換到的端子。因此，它會在與前一個終端斷開聯(lián)系之前與下一個終端建立聯(lián)系。在切換期間，兩個分流器與儀器并聯(lián)，避免了分流器開路。

　　(a) 多量程電流表電路

　　(b) 先合后斷開關(guān)
　　圖 3. 在多量程電流表中，可以選擇多個分流器中的任何一個。必須始終使用先合后斷開關(guān)來保持低電流 PMMC 并聯(lián)。圖片由 Amna Ahmad 提供艾爾頓分流術(shù)

　　由于電流表分流器的電阻值較低，因此圖 3 所示電路中與電流表并聯(lián)的開關(guān)接觸電阻可能會引入誤差。圖 4(a) 所示的 Ayrton 分流器避免了與電表并聯(lián)的開關(guān)接觸電阻，并保護(hù)動圈電表免受電流過大的可能性。當(dāng)開關(guān)的動觸頭連接到端子B時，與儀表并聯(lián)的分流器的電阻為(R 1 +R 2 +R 3 )。圖 4(b) 對此進(jìn)行了說明。當(dāng)動觸頭切換到C端時，分流器變?yōu)?R 1 +R 2 )，電阻R 3 現(xiàn)在與儀表串聯(lián)[圖4(c)]。，對于端子 D 處的動觸點，分流器為電阻器 R 1，并且 (R 2 +R 3 ) 與儀表串聯(lián)[圖 4(d)]。請注意，始終存在與電表并聯(lián)的分流器，并且開關(guān)接觸電阻不是電表/分流器并聯(lián)組合的一部分。分流電阻通常比低電流儀表電阻小得多，因此當(dāng)直接與儀表串聯(lián)時，它們實際上沒有任何影響。

　　(a) Ayrton 分流器和儀表

　　(b) 與儀表并聯(lián)的電阻器 R 1 +R 2 +R 3

　　(c) R 1 +R 2 與儀表并聯(lián)

　　(d) R 1 與儀表并聯(lián)
　　圖 4.  Ayrton 分流器具有多個與 PMMC 并聯(lián)的串聯(lián)分流器。通過選擇分流器連接點之一的連接點，可以將一個或多個分流器與 PMMC 電路并聯(lián)，而其他分流器與儀表串聯(lián)。圖片由 Amna Ahmad 提供