电工电子学第八章

《电工电子学第八章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子学第八章（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、电工电子学第八章电工电子学第八章本文由抽不完的半支烟贡献ppt 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。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 8.8 非电量的电测法 返回总目录第 8 章 电工测量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， 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

2、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.电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有 1.电工测量仪表的结构简单，使用方便， 电工测量仪表的结构简单 足够的精确度。 足够的精确度。 2.电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测 2.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.电工测量仪表可实现远距离的测量问题。 3.电工测量仪表可实现远距离的测量问题。 电工测量仪表可实现远距离的测量问题 4.能利用电工测量的方法对非电量进行测量。 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 返

3、回8.1 电工测量仪表的分类1.按照被测量的种类分类 1.按照被测量的种类分类次 序 1 2 3 4 5 6 7 被测量的种类 电 流 电 压 电功率 电 能 相位差 频 率 电 阻 仪表名称 电流表 毫安表 电压表 千伏表 功率表 千瓦表 电度表 相位表 频率表 欧姆表 兆欧表 符 号 AmAVkVWkW kWhfM?返回2.按照工作原理分类 2.按照工作原理分类型 式 磁电式 符 号 被测量的种类 电流、电压、 电流、电压、电阻 电流、 电流、电压 电流的种类与频率 直 流 工频和较高频率的交 流 直流和工频交流整流式电磁式电流、 电流、电压电动式电流、电压、 电流、电压、电 直流及工频与

4、较高频 功率、功率因数、 功率、功率因数、 率的交流 电能量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） 返回4.按照准确度分类 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。 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。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。相对额定误差 最大基本误差A 100% = Am仪表的最大量程（满标值） 仪表的最大量程（满标值）目前我国直读式电工测量仪表按照准确度 目前我国直读式电工测量仪表按照准确度分为 按照准确度分为 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0 七级

5、。 5.0 七级 七级。 准确度较高（0.1， 0.2， 0.5） 准确度较高（0.1， 0.2， 0.5）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。 返回例：一准确度为 2.5 级的电压表，其最大量程为 50V， 一准确度为 2.5 级的电压表 其最大量程为 50V， 级的电压表， 则可能产生的最大基本误差为 正常情况下, 可认为最大基本误差是不变的, 正常情况下, 可认为最大基本误差是不变的, 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 10V 的电压时，如用上述电压表来测量实际

6、值为 10V 的电压时， 的电压时 在选用仪表 的量程时， 的量程时 相对误差为 ，一 1.25 10 100%= 12.5% 般应使被测量 = 10 的值超过仪表 的电压时， 测量实际值为 40V 的电压时 测量实际值为 40V 的电压时，相对误差为 满标值的一半 以上。 以上。 = 1.25 100% = 3.1%40U = Um = 2.5% 50 = 1.25V=40=返回电工测量仪表上的几种符号 符 号 直 流 交 流 交直流 三相交流 仪表绝缘试验电压 2000V 仪表绝缘试验电压 仪表直立放置 仪表水平放置 仪表倾斜 60 仪表倾斜 度放置 返回 意 义 3或 2 kV 或? 或

7、 60 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， 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。 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) 直读式仪表的基本组成部分 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。 使仪表可动部分受到转矩而发生转动。 产生阻转矩 T 2）产生阻转矩 C 的部分 当阻转矩 T 等于转动转矩 T 当阻转矩 C 等于转动转矩 时，仪表可动部分 平衡在一定的位置。 平衡在一定的位置。 3）阻尼器 能产生制动力（阻尼力）的装置， 能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部 分能迅速静止

8、在平衡位置。 分能迅速静止在平衡位置。 返回8.2 电工测量仪表的型式8.2 电工测量仪表的型式8.2.1 磁电式仪表 1. 结构 (1) 固定部分 马蹄形永久磁 极掌NS 及圆 铁、极掌 NS 及圆 柱形铁心等。 柱形铁心等。 (2) 可动部分 铝框及线圈， 铝框及线圈，两 根半轴 O 根半轴 O 和 O，螺 旋弹簧及指针。 旋弹簧及指针。线圈 指针O 圆柱形 铁心 SIN O永久磁铁螺旋弹簧I极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中 极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的， 产生均匀的辐射方向的磁场。 产生均匀的辐射方向的磁场。 返回2. 工作原理 (1) 转动转矩 T 的产生 转动转矩

9、T 线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转矩 T F 线圈和指针转动， 线圈和指针转动， 线圈受到的转矩 T = k1I S N (2) 阻转矩 TC 的产生 阻转矩 T 在线圈和指针转动时， 在线圈和指针转动时，螺旋 F 弹簧被扭紧而产生阻转矩 T 弹簧被扭紧而产生阻转矩 TC。 弹簧的 T 与指针的偏转角 成正比， 弹簧的 TC 与指针的偏转角 成正比，TC= k2 即 当弹簧的阻转矩 T 与线圈受到的转矩 T 当弹簧的阻转矩 T 与线圈受到的转矩 TC 达到平 衡时，可动部分停止转动， 衡时，可动部分停止转动，此时有 T = TC返回当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即 T 当弹簧阻转矩与

10、转动转矩达到平衡即 TC= T 时， 可转动部分便停止转动， 可转动部分便停止转动， T = k1I ， TC= k2 。 即指针的偏转角 k=1k2I = kI结论: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。 结论: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。 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. 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，其电流再与磁场作用， 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， 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

11、置。 作用，快速停止在平衡位置。 返回4.用途 4.用途 测量直流电压、直流电流及电阻。 测量直流电压、直流电流及电阻。 5.优点： 优点： 优点 刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强； 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。 电能量小；受外界磁场影响小。缺点： 缺点： 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。返回8.2.2 电磁式仪表 1. 结构 主要部分是固定的圆形线圈、 主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固 定的铁片、固定在转轴上的可动铁片。 定的铁片、固定在转轴上的可动铁片。3圆形线圈 固定铁片 可动铁片 小

12、室 推斥式电磁式仪表返回2. 工作原理 线圈通入电流 I 磁场 固定和可动铁片均被磁 化(同一端的极性是相同的) 可动片因受斥力而带 同一端的极性是相同的) 动指针转动， 动指针转动， 仪表的转动转矩 T = k I 2 弹簧的阻转矩 T 成正比， 弹簧的阻转矩 C 与指针的偏转角 成正比，即 弹簧的阻转矩 TC = k2 可动部分停止转动， 当 T = TC 时，可动部分停止转动， 即指针的偏转角k1 2 = I = kI 2 k2交流为 有效值结论: 结论: 指针偏转的角度与直流电流或交流电流 有效值的平方成正比。 有效值的平方成正比。返回因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方 成正比

13、，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的 仪表标度尺上的刻度是不均匀的。 成正比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。 与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力 ? 空气阻尼器。 空气阻尼器。 3. 用途 测量交流电压、交流电流。 测量交流电压、交流电流。 4. 优点： 优点： 构造简单；价格低廉；可用于交直流； 构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量 较大的电流；允许较大的过载。 较大的电流；允许较大的过载。 缺点： 缺点： 刻度不均匀； 刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡 测量交流时）的影响，因此准确度不高。 流（测量交流时）的影响，因此准确度不高。 返回8.2.3 电动式仪表 1. 结构 有

14、两个线圈：固定线圈和可动线圈。有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈 与指针及空气阻尼器的活塞都固定在轴上。 与指针及空气阻尼器的活塞都固定在轴上。固定线圈 螺旋弹簧 空气阻尼器 产生阻尼力可动线圈返回2. 工作原理 固定线圈中的电流 I1 ( i1 ) 磁场 与磁场相互作用 可动线圈中的电流 I2 ( i2 )与磁场相互作用电磁 与磁场相互作用 线圈和指针转动， 力 F 线圈受到转矩 T 线圈和指针转动， 仪表的转动转矩 通入直流时， 通入直流时，T=k1I1I2 通入交流时， 通入交流时，F可动线圈 固定线圈T=k1I1I2cos?Fi1 和 i2 的 有效值 i1 和 i2 之间 的相

15、位差 返回通入直流时， 仪表的转动转矩 通入直流时，T=k1I1I2 通入交流时， 通入交流时，T=k1I1I2cos? 弹簧的阻转矩 T 成正比， 弹簧的阻转矩 C 与指针的偏转角 成正比，即 弹簧的阻转矩 TC = k2 可动部分停止转动， 当 T = TC 时，可动部分停止转动， 即指针的偏转角 = kI1I2 （直流） = kI1I2 cos? （交流） 结论: 结论: 指针偏转的角度与两个电流 对交流为有效值)的乘积成正比。 (对交流为有效值)的乘积成正比。 3. 用途 i1 和 i2 之间 的相位差测量交直流电压、电流及功率。 测量交直流电压、电流及功率。4. 优点：可用于交直流；

16、准确度较高。 优点：可用于交直流；准确度较高。 缺点：受外界磁场影响大；不能承受较大过载。 缺点：受外界磁场影响大；不能承受较大过载。 返回8.3 电流的测量测量直流电流通常用磁电式电流表，测量交流 测量直流电流通常用磁电式电流表， 电流通常用电磁式电流表。 电流通常用电磁式电流表。 电流表应串联在电路中， 电流表的内阻要很小。 电流表应串联在电路中， 电流表的内阻要很小。 I I R0 I0 A 负 载RA负 载若要扩大电流表的量程，可在测量机构上并联一 若要扩大电流表的量程， 个分流电阻 RA 。 式中： 式中：R0 测量机构的电阻 R0 I0 = I RA 分流器的电阻 R +R0 A返回由RA I0 = I R0 + RAR 0 可得， 可得，分流电阻 RA = I ?1 I0 可知，需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。 可知，需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。例: 有一磁电式电流表，当无分流器时，表头的满 有一磁电式电流表，