项目2+常用电工仪表与仪器.

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1、下一页总目录 章目录返回上一页 项目项目2 2 常用电工仪表与仪器常用电工仪表与仪器 任务任务1 1 了解测量的基本知识了解测量的基本知识 任务任务2 2 认识常用的模拟式仪表认识常用的模拟式仪表 下一页总目录 章目录返回上一页 本项目要求：本项目要求： 1. 1. 了解常用电工测量仪表的结构和工作原理。了解常用电工测量仪表的结构和工作原理。 2. 2. 掌握常用电工测量仪表的使用方法。掌握常用电工测量仪表的使用方法。 3. 3. 了解电桥测量电阻、电容和电感的方法。了解电桥测量电阻、电容和电感的方法。 4. 4. 了解常用非电量的电测法。了解常用非电量的电测法。 下一页总目录 章目录返回上一

2、页 电路中的各个物理量（如电压、电流、功率、电路中的各个物理量（如电压、电流、功率、 电能及电路参数等）的大小，除用分析与计算的方电能及电路参数等）的大小，除用分析与计算的方 法外，常用电工测量仪表去测量。法外，常用电工测量仪表去测量。 电工测量技术的应用主要有以下优点：电工测量技术的应用主要有以下优点： 1. 1.电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有 足够的精确度。足够的精确度。 2. 2.电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测 量的地方，并可实现自动记录。量的地方，并可实现自动记录。 3. 3.电工测量仪表可实现

3、远距离的测量问题。电工测量仪表可实现远距离的测量问题。 4. 4.能利用电工测量的方法对非电量进行测量。能利用电工测量的方法对非电量进行测量。 下一页总目录 章目录返回上一页 2.1.1 2.1.1 电工测量仪表的分类电工测量仪表的分类 1. 1.按照被测量的种类分类按照被测量的种类分类 次 序被测测量的种类类 仪仪表名称 符 号 电电流表 毫安表 电压电压 表 千伏表 功率表 千瓦表 电电度表 相位表 频频率表 欧姆表 兆欧表 1 电 流 2 电 压 3 电功率 4 电 能 5 相位差 6 频 率 7 电 阻 A mA V kV W kW f M kWh 下一页总目录 章目录返回上一页 2.

4、 2.按照工作原理分类按照工作原理分类 型 式符 号被测量的种类 磁电式 整流式 电磁式 电动式 电流的种类与频率 电流、电压、 电阻 电流、电压 电流、电压 电流、电压、电 功率、功率因数 、电能量 直 流 工频和较高频率的交 流 直流和工频交流 直流及工频与较高频 率的交流 3. 3. 按照电流的种类分类（见上表）按照电流的种类分类（见上表） 下一页总目录 章目录返回上一页 4. 4.按照准确度分类按照准确度分类 最大基本误差 仪表的最大量程（满标值满标值） 目前我国直读式电工测量仪表目前我国直读式电工测量仪表按照准确度按照准确度分为分为 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5,

5、2.5, 5.00.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七级七级。 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。准确度是电工测量仪表的主要特性之一。 准确度较高准确度较高（0.10.1， 0.20.2， 0.50.5）的仪表常用来进行的仪表常用来进行 精密测量或校正其他仪表。精密测量或校正其他仪表。 相对额定误差相对额定误差 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的仪表的 准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。 下一页总目录 章目录返回上一页 例：一准确度为例：一准确度为2.52.5级的电压表，其

6、最大量程为级的电压表，其最大量程为50V50V ， 正常情况下正常情况下, , 可认为最大基本误差是不变的可认为最大基本误差是不变的, , 所所 以被测量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大以被测量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大 。 如用上述电压表来测量实际值为如用上述电压表来测量实际值为10V10V的电压时的电压时 ，相对误差为，相对误差为 测量实际值为测量实际值为40V40V的电压时，相对误差为的电压时，相对误差为 在选用仪表 的量程时，一 般应使被测量 的值超过仪表 满标值的一半 以上。 则则可能产生的最大基本误差为可能产生的最大基本误差为 下一页总目录 章目录返回上一页 电工测量

7、仪表上的几种符号电工测量仪表上的几种符号 符 号意 义 3 或 2 kV 或 或 直 流 交 流 交直流 三相交流 仪表绝缘试验电压2000V 仪表直立放置 仪表水平放置 仪表倾斜60度放置60 下一页总目录 章目录返回上一页 2.1.2 2.1.2 电工仪表的准确度和误差电工仪表的准确度和误差 电工仪表的准确度准确度是指测量结果（简称示值）与被测 量真实值（简称真值）间相接近的程度，是测量结果 准确程度的量度。误差误差是指示值与真值的偏离程度。 准确度与误差本身的含义是相反的，但两者又是紧密 联系的，测量结果的准确度高，其误差就小，因此， 在实际测量中往往采用误差的大小来表示准确度的高 低。

8、 下一页总目录 章目录返回上一页 由于制造工艺的限制及测量时外界环境因素和 操作人员的因素，误差是不可避免的。根据引 起误差的原因不同，仪表误差可分为基本误差 和附加误差。基本误差基本误差是在规定的温度、湿度 、频率、波形、放置方式以及无外界电磁场干 扰等正常工作条件下，由于仪表本身的缺点所 产生的误差。附加误差附加误差是由于外界因素的影响 和仪表放置不符合规定等原因所产生的误差。 附加误差有些可以消除或限制在一定范围内， 而基本误差却不可避免。 下一页总目录 章目录返回上一页 误差的表示方法误差的表示方法 （1）绝对误差： （2）相对误差： （3）引用误差： 仪表的准确度： 示值误差： Ax

9、：示值 Ao：真值 Am：满标度值即量限 Am ：最大绝对误差 示值误差用于误差很小 或要求不高的场合。 直读仪表的准确度用最 大引用误差来分级，分 为0.1、0.2、0.5、1.0、 1.5、2.5和5.0共7个等级 。如准确度为2.5级的仪 表，其最大引用误差为 2.5。 最大相对误差： 下一页总目录 章目录返回上一页 误差的表示方法误差的表示方法 （1）绝对误差： （2）相对误差： （3）引用误差： 仪表的准确度： 示值误差： X：示值 Ao：真值 Xn：满标度值即量限 dmax ：最大绝对误差 示值误差用于误差很小 或要求不高的场合。 直读仪表的准确度用最 大引用误差来分级，分 为0.

10、1、0.2、0.5、1.0、 1.5、2.5和5.0共7个等级 。如准确度为2.5级的仪 表，其最大引用误差为 2.5。 最大相对误差： 下一页总目录 章目录返回上一页 例如例如：用一量程为150V的电压表在正常条件下测某电路的 两点间电压U，示值为100V，绝对误差为1V。这时U的真 值为1001=99V，相对误差r=1%。如果示值为10V，绝对 误差为0.8V。则其真值为10.8V，相对误差8%。如果已 知该电压表可能发生的最大绝对误差为1.5V，则仪表的最 大引用误差为： 注意注意：被测量比仪表量程小得越多，测量结果可能出现的 最大相对误差值也越大。例如用1.0级量程为150V的电压 表

11、测量30V的电压，可能出现的最大相对误差为5，而 改用1.0级量程为50V的电压表测量30V的电压，可能出现 的最大相对误差为1.67。所以选用仪表的量程时应使读 数在23量程以上。 所以该仪表的准确度等级为1.0级。 下一页总目录 章目录返回上一页 2.22.2 电工测量仪表的型式电工测量仪表的型式 直读式仪表测量各种电量的基本原理 利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部分 受到转矩而发生转动。转动转矩与通入的电流之间有 T = f ( I ) 1）产生转动转矩 T 的部分 使仪表可动部分受到转矩而发生转动。 3）阻尼器 能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部 分能迅速静止在平衡位置

12、。 直读式仪表的基本组成部分 2）产生阻转矩TC 的部分 当阻转矩TC等于转动转矩T 时，仪表可动部分 平衡在一定的位置。 下一页总目录 章目录返回上一页 2.2.1 2.2.1 磁电式仪表磁电式仪表 1. 1. 结构结构 螺旋弹簧 I I N S 指针 永久磁铁 圆柱形 铁心 O O 线圈 (1) (1) 固定部分固定部分 马蹄形永久磁马蹄形永久磁 铁、极掌铁、极掌NSNS及圆及圆 柱形铁心等。柱形铁心等。 (2) (2) 可动部分可动部分 铝框及线圈，两铝框及线圈，两 根半轴根半轴OO和和OO ，螺螺 旋弹簧及指针。旋弹簧及指针。 极极掌与掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中铁心之间的

13、空气隙的长度是均匀的，其中 产生均匀的辐射方向的磁场。产生均匀的辐射方向的磁场。 下一页总目录 章目录返回上一页 2. 2. 工作原理工作原理 (1) (1) 转动转矩转动转矩T T 的产生的产生 (2) (2) 阻转矩阻转矩T T C C 的产生的产生 在线圈和指针转动时，螺旋在线圈和指针转动时，螺旋 弹簧被扭紧而产生阻转矩弹簧被扭紧而产生阻转矩T T C C 。 线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到的转矩 T = k1I F S N F 线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转矩 T 线圈和指针转动， 弹簧的弹簧的T T C C 与与指针的偏转角指针的偏转角 成正比，成正比， 即即 T

14、T C C = = k k 2 2 当弹簧的阻转矩T T与线圈受到的转矩T T C C 达到平 衡时，可动部分停止转动，此时有 T = TC 下一页总目录 章目录返回上一页 当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即T T C C = = T T 时，可时，可 转动部分便停止转动，转动部分便停止转动， T = k1I ， T T C C = = k k 2 2 。 仪表的标度尺上作均匀刻度。仪表的标度尺上作均匀刻度。 3. 3. 阻尼作用的产生阻尼作用的产生 当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通 ，在框内感应出电流，其电流再与磁

15、场作用，产生，在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生 与转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻与转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻 尼作用，快速停止在平衡位置。尼作用，快速停止在平衡位置。 即指针的偏转角 结论: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。 下一页总目录 章目录返回上一页 4.4.用途用途 5.优点： 刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗 电能量小；受外界磁场影响小。 缺点： 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载 。 测量直流电压、直流电流及电阻。 下一页总目录 章目录返回上一页 1、灵敏电流计的构造 偏转 部分 读数 部分 磁场 部分 读数部分：由光源、小镜和标尺组成，小镜固定在 线圈上,随线圈一起转动，把从光源射来的光反射到 标尺上形成一个光点，当线圈转过一个很小的角度 时，反射光点有明显的移动。采用光点偏转法，可 大大提高了灵敏度。 2.2.1 2.2.1 磁电系检流计磁电系检流计 下一页总目录 章目录返回上一页 永久磁铁B、S产生磁场，圆柱形软铁芯使