电工仪表测量.

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1、第二章 电流与电压的测量 第一节第二节第三节 第四节第五节 第二章 电流与电压的测量 2-1 直流电流表与电压表 1.掌握磁电系测量机构的结构和工作原理。 2.熟悉磁电系仪表的优缺点。 3.掌握直流电流表、电压表的组成。 4.了解检流计的结构，并熟悉其使用方法。 第二章 电流与电压的测量 在磁电系测量机构的基础上配上不同的测量线路， 就能组成各种不同用途的直流电流表和直流电压表。 演示电表只有一个测量机构（俗称表头），配合不 同的测量板时，就能组成各种不同量程的电流表、电 压表或检流计。 一、磁电系测量机构 第二章 电流与电压的测量 测量机构 转换开关 分流电阻 演示用电表 第二章 电流与电压

2、的测量 磁电系测量机构中游丝的作用有两个:一是产生 反作用力矩；二是把被测电流导入和导出可动线圈 。 第二章 电流与电压的测量 1.磁电系测量机构的结构 固定部分磁路系统 磁电系测量机构 可动部分线圈 游丝的作用： (1)产生反作用力矩 (2)引导电流出入线圈 第二章 电流与电压的测量 永久磁铁 标度尺 机械调 零旋钮 游 丝 铁 心 引出线 指 针 极 掌 平衡锤 磁电系测量机构的结构 第二章 电流与电压的测量 在动圈中加装短路线圈，利用短路线圈中产生的 感生电流与磁场相互作用产生阻尼力矩。 磁感应阻尼器 第二章 电流与电压的测量 据磁路系统的结构不同，可分为： n 外磁式：永久磁铁在可动线

3、圈的外部。 n 内磁式：永久磁铁在可动线圈的内部。可节约磁性 材料，而且体积小、成本低、对外磁泄漏少，近年来被 广泛使用。 n 内外磁式：可动线圈的内、外部都有永久磁铁，故 磁性更强，结构可以更紧凑。 磁电系测量机构中的磁路系统： 第二章 电流与电压的测量 外磁式 内磁式 内外磁式 第二章 电流与电压的测量 2.磁电系测量机构的工作原理 磁电系测量机构是根据通电线圈在磁场中受到电磁 力矩而发生偏转的原理制成的。 磁电系测量机构的工作原理 第二章 电流与电压的测量 磁电系仪表的特点 优点缺点 准确度高、灵敏度高 功率消耗小 刻度均匀 过载能力小 只能测量直流 第二章 电流与电压的测量 1.直流电

4、流表的组成 二、直流电流表 直流电流表的组成 第二章 电流与电压的测量 磁电系测量机构的基本参数包括内阻RC (也称 表头内阻) 和满刻度电流IC (也称表头灵敏度)。 表头内阻是指可动线圈所绕漆包线的直流电阻， 严格地讲还包括上下游丝的直流电阻，其值一般 在几百欧到几千欧之间。表头灵敏度是指它的满 刻度电流，一般为几十到几百微安。其值越小， 说明测量机构的灵敏度越高。 第二章 电流与电压的测量 设磁电系测量机构的内阻为RC，满刻度电流为IC，被测 电流为IX，则分流电阻RA的大小可以按下述步骤进行计算。 第一步，先计算电流量程扩大倍数 第二步，计算分流电阻 2.分流电阻的计算 第二章 电流与

5、电压的测量 例 现有一只内阻为200、满刻度电流为500A的磁电系测 量机构，由于生产需要，要将其改制成量程为1A的直流电流 表，问应并联多大的分流电阻? 解：先求电流量程扩大倍数 应并联的分流电阻为 答：若要将其改制成量程为1A的直流电流表，应并联一 只0.1的分流电阻。 第二章 电流与电压的测量 分流电阻一般采用电阻率较大、电阻温度系数很小的锰 铜制成。 当被测电流小于30A时，可采用内附分流器。 当被测电流大于30A时，可采用外附分流器。 第二章 电流与电压的测量 电流端钮 电位端钮 外附分流器及其接线 第二章 电流与电压的测量 3.多量程直流电流表 开路式分流器闭路式分流器 第二章 电

6、流与电压的测量 1.直流电压表的组成 三、直流电压表 直流电压表的组成 第二章 电流与电压的测量 第一步：先计算磁电系测量机构的额定电压 UC=ICRC 第二步：计算电压量程扩大倍数 第三步：计算所需串联的分压电阻 2.分压电阻的计算 第二章 电流与电压的测量 分压电阻一般应采用电阻率大、电阻温度系数 小的锰铜丝绕制而成。分压电阻也分为内附式和 外附式两种。通常量程低于600V时，可采用内附 式；量程高600V时，应采用外附式。外附式分压 电阻是单独制的，并且要与仪表配套使用。 第二章 电流与电压的测量 例 现有一只内阻为500、满刻度电流为100A的磁电系测量机 构，根据实际需要，要将其改制

7、成50V量程的直流电压表，问 应串联多大的分压电阻？该电压 表的总内阻是多少？ 解：先求出测量机构的额定电压 UC=ICRC=100106500=0.05 V 再求出电压量程扩大倍数 应串联的分压电阻为 RV=（m1)RC（1 0001）500=499 500 该电压 表的总电阻为 RRC+RV500499 500500 000500 k 第二章 电流与电压的测量 3.多量程直流电压表 多量程直流电压表 第二章 电流与电压的测量 电压灵敏度的作用： （1）表示电压表指针偏转到满刻度时取自被测电流的 电流值。 （2）能方便地计算出该电压表各量程的内阻。 电压灵敏度的意义：电压灵敏度越高，相同量程

8、下电压 表的内阻越大，取自被测电路的电流越小，对被测电路的 影响越小，测量准确度越高。 电压灵敏度 第二章 电流与电压的测量 电压灵敏度为20kV，表示测量直流电压 ，当指针偏转到满刻度时，取自被测电路的电 流是1V 20k50A，在10V挡时电压表内 阻是10 20k 200k 第二章 电流与电压的测量 磁电系检流计是一种专门用来测量微小电流或电压的 高灵敏度仪表，主要用于以直流电工作的电测仪器中作指 零仪使用。 四、直流磁电系检流计 1.直流磁电系检流计的结构 为提高检流计的灵敏度，结构上要采用以下措施： n 采用张丝或悬丝支撑代替轴尖轴承结构 n 用光标指示装置代替指针 第二章 电流与电

9、压的测量 张丝支撑结构悬丝支撑结构 第二章 电流与电压的测量 光标指示原理复射式光点检流计 第二章 电流与电压的测量 2.使用检流计的注意事项 n 搬动时必须轻拿轻放。 n 使用时要按正常工作位置放置。有水准仪者，使用前 要先调整好水平；没有水准仪者也应安放在水平位置 使用。 n 搬动或使用完毕，应将止动器锁上。无止动器的，要 合上短接动圈的开关，或用导线将两接线端子短路。 n 禁止用万用表或电桥直接测量检流计的内阻。 n 检流计应放置在于燥、无尘、无振动的场所使用或保 存。 第二章 电流与电压的测量 1.简述磁电系测量机构的工作原理。 2.磁电系测量机构中游丝的作用是什么？ 3.磁电系仪表的

10、优点和缺点有哪些？ 4.计算分流电阻的步骤有哪些？ 5.如何连接分流电阻？ 6.为什么多量程直流电流表多采用闭路式分流电路？ 7.检流计的特点是什么？主要用途是什么？ 返回章目录 l 思考与练习 第二章 电流与电压的测量 2-2 交流电流表与电压表 1.熟悉电磁系测量机构的结构及工作原理 。 2.熟悉电磁系仪表的优缺点。 3.掌握交流电流表、电压表的组成。 4.熟悉整流系测量机构的结构及工作原理 。 第二章 电流与电压的测量 配电柜上的交流仪表1T1-A型电磁系电流表 第二章 电流与电压的测量 电磁系测量机构主要由固 定线圈和可动软磁铁片组成。 这里，游丝的作用只是产生反 作用力矩，而不通过电

11、流。 根据其结构形式的不同， 可分为吸引型和排斥型两类。 1.电磁系测量机构的结构 一、电磁系测量机构 吸引型测量机构 第二章 电流与电压的测量 排斥型测量机构磁感应阻尼器原理示意图 第二章 电流与电压的测量 电流正向电流反向 吸引型测量机构工作原理 第二章 电流与电压的测量 电流正向电流反向 排斥型测量机构工作原理 第二章 电流与电压的测量 2.电磁系测量机构的工作原理 利用通电流的固定线圈产生磁场，使铁芯磁化。然后 利用线圈与铁芯（吸引型）或铁芯与铁芯（排斥型）相 互作用产生转动力矩，带动指针偏转。 第二章 电流与电压的测量 指针偏转角与线圈中电流的关系: n 吸引型测量机构：转动力矩取决

12、于固定线圈的磁场和可 动铁片被磁化后的磁场强弱，而它们磁场的强弱又都与 被测电流有关。转动力矩的大小应与线圈磁势的平方成 正比。 n 排斥型测量机构：转动力矩取决于固定铁片和可动铁片 被磁化后磁场的强弱，而它们的磁场也都与被测电流有 关。排斥型测量机构转动力矩的大小也应与线圈产生磁 势的平方成正比。 第二章 电流与电压的测量 显然，电磁系测量机构的转动力矩与线圈磁势的平方 成正比，即 MK1（N I）2 上式说明，电磁系测量机构指针的偏转角与被测电 流的平方成正比，因此可用来测量被测电流的大小。 第二章 电流与电压的测量 电磁系仪表的特点 优点缺点 既可测量直流，又可测 量交流 过载能力强，制

13、造成本 低 标度尺刻度不均匀 易受外磁场影响 第二章 电流与电压的测量 电磁系电流表的刻度不均匀 第二章 电流与电压的测量 磁屏蔽的原理无定位结构 第二章 电流与电压的测量 电磁系交流电流表通常由电磁系测量机构组成。由于 电磁系电流表的固定线圈直接串联在被测电路中，所以 ，要制造不同量程的电流表时，只要改变线圈的线径和 匝数即可。 二、电磁系交流电流表 第二章 电流与电压的测量 安装式电磁系电流表：一般制成单量程，但最大量程 不得超过200A。在测量较大的交流电流时，仪表须与电 流互感器配合使用。 便携式电磁系电流表：一般都制成多量程的。但它不 能采用并联分流电阻的方法扩大量程。而是采用将固定

14、 线圈分段，然后利用分段线圈的串、并联来实现。 第二章 电流与电压的测量 线圈串联线圈并联 双量程电磁系电流表原理: 第二章 电流与电压的测量 电磁系交流电压表由电磁系测量机构与分压电阻串联 组成。 安装式交流电压表:一般都做成单量程的，且最大量程 不超过600V。要测量更高的交流电压时，仪表要与电压 互感器配合使用。 便携式交流电压表:一般都做成多量程 的，并采用了 共用式分压电路。 三、电磁系交流电压表 第二章 电流与电压的测量 双量程电磁系电压表 第二章 电流与电压的测量 为保证足够的励磁磁动势，要求电磁系电压表 固定线圈的匝数尽量多。但是线圈匝数总是有限 的，因此，电流就不能太小，这就

15、意味着分压电 阻不能太大。所以，电磁系电压表的内阻较小， 一般只有几十到几百/V，而其功耗较大，灵敏 度较低，故一般不适宜制造低量程的电磁系电压 表。 第二章 电流与电压的测量 整流系电流表和电压表 四、整流系交流电压表 第二章 电流与电压的测量 磁电系测量机构和整流装置组成的仪表称为整流系仪 表。 整流系交流电压表是在整流系仪表的基础上串联分压 电阻而成的。其中，整流系测量机构是整个仪表的核心 。 整流系交流电压表的组成: 第二章 电流与电压的测量 半波整流电路 全波整流电路 第二章 电流与电压的测量 交流电的大小习惯上是指交流电的有效值。为此，可 根据交流电有效值与平均值之间的关系来刻度标

16、度尺。 对于半波整流 I有效1.11 I平均 对于全波整流 I有效2.22 I平均 这样一来，交流电压表的标度尺就可以直接按交流电 的有效值来进行刻度，即整流系交流电压表的读数是正 弦交流电压的有效值。 第二章 电流与电压的测量 1.简述电磁系仪表的结构。 2.为什么电磁系仪表可以交直流两用？ 3.磁电系仪表和电磁系仪表的标度尺有什么不同？为什 么？ 4.电磁系仪表的过载能力为什么比较强？ 5.如何减小外磁场对电磁系仪表的影响？ 6.便携式电磁系电流表是如何扩大量程的？ 7.整流系交流电压表有哪些优缺点？ 返回章目录 l 思考与练习 第二章 电流与电压的测量 2-3 仪用互感器 1.熟悉仪用互感器的用途。 2.掌握电流互感器的组成及使用 。 3.了解电压互感器的组成及使用 。 第二章 电流与电压的测量 仪用互感器是用来按比例变换交流电压或交流电流的 仪器，它包括变换交流电压的电压互感器和变换交流电 流的电流互感器。 第二章 电流与电压的测量 n 扩大交流仪表