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1、第 8 章 电工测量,8.1 电工测量仪表的分类,8.2 电工测量仪表的型式,8.3 电流的测量,8.4 电压的测量,8.5 万用表,8.6 功率的测量,8.7 兆欧表,退出,第 8 章 电工测量,本章介绍几种常用的电工测量仪表的基本构造、工 作原理和正确的使用方法，以及电压、电流、电阻和功率 的测量方法。,8.1 电工测量仪表的分类,通常用的电工测量仪表按照下列几个方面分类：,1. 按照被测量的种类分类,2. 按照工作原理分类,3. 按照电流的种类分类,4. 按照准确度分类,1. 按照被测量的种类分类,1. 按照被测量的种类分类,2. 按照工作原理分类,3. 按照电流的种类分类,电工测量仪表
2、可分为直流仪表、交流仪表和交直流两用 仪表。,4. 按照准确度分类,准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的准确度 与其误差有关。一种是基本误差，另一种是附加误差。,仪表的准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。相对额定误差是指仪表在正常工作条件下进行测量可能产生的最大基本误差与仪表的最大量程(满标值)之比，用百分数表示，则为,目前我国直读式电工测量仪表按准确度分为 0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5 和 5.0 七级。,例如有一准确度为 2.5 级的电压表，其最大量程为 50 V， 则可能产生的最大基本误差为,4. 按照准确度分类,若用准确度为 2.5 级、最大量程为 50 V
3、 的电压表，测量实 际为 10 V 的电压时，则相对测量误差为,而用它测量实际为 40 V 的电压时，则相对测量误差为,因此，在选用仪表 的量程时，应使被测量的值接近满 标值。一般应使被测量值超过仪表的满标值一半以上。,准确度等级较高的仪表常用来进行精密测量或校正准 确度等级较低的仪表。,电工测量仪表上的几种符号,符 号,意义,交流,直流,交直流,三相交流,仪表绝缘试验电压2000V,仪表直立位置,仪表水平位置,仪表倾斜 60 放置,_,2 kV,60,返回,8.2 电工测量仪表的型式,直读式仪表按照工作原理可分为：磁电式、电磁式 和电动式几种。,通常，直读式仪表主要由产生转动转矩部分、产生
4、阻转矩的部分和阻尼器等组成。,8.2.1 磁电式仪表,磁电式仪表,8.2.2 电磁式仪表,推斥式电磁式仪表,8.2 电工测量仪表的型式,8.2.3 电动式仪表,电动式仪表,8.3 电流的测量,通常测量直流电流用磁电式电流表，而测量交流电流主 要采用电磁式电流表。电流表应串联在电路中。为了使电路 的工作不受接入电流表的影响，电流表的内阻必须很小。,采用磁电式电流表测量电流时，为了扩大它的量程，应 在测量机构上并联一个称为分流器的低值电阻 RA。,返回,8.3 电流的测量,电流表与分流器,图中 I0 与 I 的关系为,即,式中 R0 是测量机构的电阻,8.3 电流的测量,例 1 有一磁电式表头，当
5、无分流器时，表头的 满标 值电流为 5 mA。表头电阻为 20 。今欲使其量程为 1 A，问分流器的电阻应为多大？,解,用电流互感器扩大电磁式电流表的量程，而不用分流器。,注意：,8.4 电压的测量,测量直流电压常用磁电式电压表，而测量交流电压常用电磁式电压表。电压表应并联在欲测电压的负载、电源或一段电路中。为了使电路的工作不受接入电压表的影响，电压表的内阻必须很大。,返回,8.4 电压的测量,为了扩大电压表的量程，应在测量机构上串联一个称为 倍压器的高值电阻 RV。,电压表和倍压器,由图中可得,即,8.4 电压的测量,例 1 有一电压表，其量程为 50 V，内阻为 2 000 。今 欲使其量
6、程扩大到 300 V，问还需串联多大电阻的倍压器？,解,8.5 万用表,万用表可测量多种电量，虽然准确度不高，但是使用 简单，携带方便，特别适用于检查线路和修理电气设备。,8.5.1 磁电式万用表,磁电式万用表由磁电式微安表、若干分流器和倍压器、 半导体二极 管及转换开关等组成，可用来 测量直流电流、 直流电压、交流电压和电阻等。,返回,8.5.1 磁电式万用表,1. 直流电流的测量,MF-30 型万用表面板图,测量直流电流原理电路,被测电流从“+”、“”两端进出。 RA1 RA5 是分流器电阻，改变转换开关的位置，就可改变电流的量程。,8.5.1 磁电式万用表,2. 直流电压的测量,测量直流
7、电压原理电路,被测电压加在 “+”、“” 两端。RV1、RV2 是倍压器电阻，改变转 换开关的 位置，就可改变电压的量程。量程愈大，倍压器的电阻也愈大。仪表的灵敏度可以表明这一特征。,仪表的灵敏度是用仪表总内阻除以电压量程。灵敏度愈高 被测电路受仪表的影响愈小。,MF-30 万用表在直流电压 25 V 挡上仪表的总内阻为 500 k，则这挡的灵敏度为,3. 交流电压的测量,测量交流电压原理电路,被测电压加在 “+”、“” 两端。在正半周时，设电流从 “+” 流进，经二极管 D1，部分电流经微安表流出。在负半周时，电流直接经 D2 从 “+” 端流出。可见，通过微安表的是半波电流，读数为该电流的
8、平均值。为此，表中加一 600 交流调整电,8.5.1 磁电式万用表,万用表交流电压挡的灵敏度一般较直流电压挡低。MF-30 万用表交流电压挡的灵敏度为 5 k/V。,位器，用来改变表盘刻度； RV1、RV2，是倍压电阻，用以改变电压量程。,4. 电阻的测量,测量电阻原理电路,被测电阻加在 “+”、“”两端。测量前应将 “+”、“”两端短接，看指针是否偏转最大而指在零，否则应转动零欧姆调节电位器进行校正。,注意：使用电阻挡绝对不能在带电线路上测量电阻。用毕 将转换开关转到高电压挡。,8.5.1 磁电式万用表,1. 测量范围,8.5.2 数字式万用表,DT-830 型万用表面板图,以 DT-83
9、0 型数字万用表为例说明它的测量范围和使用方法。,(1) 直流电压分五挡：200 mV，2 V，20 V，200 V， 1 000 V。输入电阻为 10 M。,(2) 交流电压分五挡：200 mV，2 V，20 V，200 V， 750 V。输入阻抗为 10 M。频率范围 40 Hz 500 Hz。,(3) 直流电流分五挡：200 A，2 mA，20 mA， 200 mA，10 A。,(4) 交流电流分五挡：200 A，2 mA，20 mA， 200 mA，10 A。,8.5.2 数字式万用表,(5) 电阻分六挡：200 ， 2 k ， 20 k ， 200 k， 2 M ，20 M 。,此外
10、，还可检查二极管的导电性能，并能测量晶体管的电流放大系数和检查线路通断。,2. 面板说明,(1) 显示器显示四位数字，最高位只能显示 1 或不显示数字，算半位，故称三位半 。最大指示值为 1 999 或 1 999。当被测量超过最大指示值时，显示 “1” 或 “ 1”。,(3) 转换开关根据被测的电量选择相应的功能位；按被测量的大小选择适当的量程。,(2) 电源开关使用时置于 “ON”；使用完毕置于 “OFF”。,8.5.2 数字式万用表,(4) 输入插座将黑色测试笔插入“COM”插座；红色测试笔在测量电压和电阻时，插入“V”插座，测量小于 200 mA 电流时，插入“mA”插座，测量大于 2
11、00 mA电流时，插入 “10A” 插座。,8.6 功率的测量,电路中的功率与电压和电流的乘积有关，因此常用电 动式仪表来测量功率。,在线圈通入交流时， 电动式仪表指针偏转的 角度,8.6.1 单相交流和直流功率的测量,返回,由于在功率表中，并联线圈电路串有高阻值的倍压器，它的感抗与电阻相比可以忽略不计，故可以认为其中电流 i2 与 u 同相。,负 载,因此,可以写成,可见，电动式功率表中指针偏转角 与电路的平均功率 P 成正比。,使用时，功率表两个线圈的始端(标以“”或“”号)均应联在电源的同一端。,电动式功率表也可以测量直流功率。,8.6.1 单相交流和直流功率的测量,8.6.2 三相功率
12、的测量,三相三线制电路中，广泛采用两功率表法测量三相功率。,图中，三相瞬时功率为,因为,所以,8.6.2 三相功率的测量,第一个功率表 W1 的读数为,式中 为 uAC 和 iA 之间的相位差。,式中 为 uBC 和 iB 之间的相位差。,两功率表的读数 P1 与 P2 之和即为三相功率,当负载对称时,第二个功率表 W2 的读数为,8.6.2 三相功率的测量,因此，两功率表读数之和为,当相电压与相电流同相时，两个功率表的读数相等。当相电流比相电压滞后的角度 60 时，P2 为负值，因此必须将功率表的电流线圈反接。这时三相功率等于第一个功率表的读数减去第二个功率表的读数，即,三相功率应是两个功率
13、表读数的代数和。其中任何一个功率表的读数是没有意义的。,返回,8.7 兆欧表,兆欧表是一种利用磁电式流比计线路来测量高电阻的仪表。其构造是在永久磁铁的磁极间放置着固定在同一轴上而相互垂直的两个线圈。一个线圈与 R 串联，另一个线圈与被测电阻 RX 串联，然后两者并接在端电压为 U 的手摇发电机上。,测量时两线圈中的电流分别为,两线圈受磁场作用产生两个方向相反的转矩，分别为,平衡时,即,8.7 兆欧表,或,偏转角 与两线圈中电流之比有关，故称为流比计。,由于,所以,可见 与被测电阻有一定的函数关系，因此仪表刻度尺 可以直接按电阻来分度。,仪表的读数与电压 U 无关，手摇发电机的转动的快慢不 影响读数。,返回,
