常用电工仪表及测量

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1、第2章 常用电工仪表及测量 常用电工仪表及测量 v2.1 电工测量的基本知识 v2.2 电气参数的测量 2.3常用电工仪表的使用 第2章 常用电工仪表及测量 2.1 电工测量的基本知识 v2.1.1 常用名词术语v 电工仪表与电气测量常用名词术语 见表2-1。第2章 常用电工仪表及测量 表 2-1 电工仪表与电气测量常用名词术语第2章 常用电工仪表及测量 v 2.1.2 常用电工仪表的种类、 特点及用 途v 1. 电工仪表概述v 电气设备的安装、 调试及检修过 程中, 要借助各种电工仪器仪表对电流、 电压、 电阻、 电能、 电功率等进行测 量, 称之为电工测量。 第2章 常用电工仪表及测量 v

2、 2. 电工仪表的分类v 电工仪表的种类繁多, 分类方法 也各有不同。 按照电工仪表的结构和用 途, 大体上可以分为以下五类。v (1) 指示仪表类: 直接从仪表指示的 读数来确定被测量的大小。 v (2) 比较仪器类: 需在测量过程中将 被测量与某一标准量比较后才能确定其 大小。 第2章 常用电工仪表及测量 v (3) 数字式仪表类: 直接以数字形式 显示测量结果, 如数字万用表、 数字频 率计。v (4) 记录仪表和示波器类: 如记录仪 、 光线示波器。 v (5) 扩大量程装置和变换器: 如分流 器 、 附加电阻、 电流互感器、 电压互 感器。 第2章 常用电工仪表及测量 v 常用的指示

3、仪表可按以下方法分 类: v (1) 按仪表的工作原理分类, 主要 有电磁式、 电动式和磁电式指示仪表, 其他还有感应式、 振动式、 热电式、 热线式、 静电式、 整流式、 光电式和 电解式等类型的指示仪表。 v (2) 按测量对象的种类分类, 主要 有电流表(又分安培表、 毫安表、 微安 表)、 电压表(又分为伏特表、 毫伏表等) 、 功率表、 频率表、 欧姆表、 电度表 等。 第2章 常用电工仪表及测量 v (3) 按被测电流种类分类, 有直流 仪表、 交流仪表、 交直流两用仪表。 v (4) 按使用方式分类, 有安装式仪 表和可携式仪表。 v (5) 按仪表的准确度分类, 指示仪 表的准

4、确度可分为 0.1、 0.2、 0.5、 1.0 、 1.5、 2.5、 5.0七个等级。 仪表的级 别即仪表准确度的等级。 第2章 常用电工仪表及测量 v (6) 按使用环境条件分类, 指示仪表 可分为 A、 B、 C三组。 v A组: 工作环境为0+40, 相对湿度 在85%以下。 v B组: 工作环境为-20+50, 相对湿 度在85%以下。 v C组: 工作环境为-40+60, 相对湿 度在98%以下。 v (7) 按对外界磁场的防御能力分 类, 指示仪表有、 、 、 4个等 级。 第2章 常用电工仪表及测量 v 2.1.3 测量的准确性及误差分析v 1. 绝对误差和相对误差v 绝对误

5、差是指仪表的指示值与被测量的实际值之间的差值。 v 相对误差是指绝对误差和被测量的实际值之比的百分数值。 v 2. 仪表的准确度v 规定以最大的引用误差表示仪表 的准确度, 即v 第2章 常用电工仪表及测量 表2-2 仪表的准确度和基本误差第2章 常用电工仪表及测量 v 3. 测量的准确性v 衡量测量的准确性, 通常采用相对 误差表示, 即式中, A为绝对误差, 即仪表的指示值与被测量实际值之差; A0为被测量实际值。 第2章 常用电工仪表及测量 2.2 电气参数的测量 v 2.2.1 测量仪表的结构及工作原理v 1. 磁电式仪表的工作原理v 磁电式仪表的结构如图2.1所示。 v 磁电式仪表的

6、工作原理是永久磁铁的 磁场与通有直流电流的可动线圈相互作用而 产生偏转力矩, 使可动线圈发生偏转。 第2章 常用电工仪表及测量 图 2.1 磁电式仪表的结构 第2章 常用电工仪表及测量 v (1) 磁电式仪表有以下优点: 标度均 匀, 灵敏度和准确度较高, 读数受外界磁 场的影响小。 v (2) 磁电式仪表的缺点如下: 表头本 身只能用来测量直流量(当采用整流装置 后也可用来测量交流量), 过载能力差。 第2章 常用电工仪表及测量 v (3) 使用磁电式仪表的注意事项有: 测量时, 电流表要串联在被测的支路中, 电压表要并联在被测电路中; 使用直流表 , 电流必须从“+”极性端进入, 否则指针

7、将 反向偏转; 一般的直流电表不能用来测量 交流电, 仪表误接交流电时, 指针虽无指 示, 但可动线圈内仍有电流通过, 若电流 过大, 将损坏仪表; 磁电式仪表过载能力 较低, 注意不要过载。第2章 常用电工仪表及测量 v 2. 电磁式仪表的工作原理v 电磁式仪表的结构如图2.2所示。 v (1) 电磁式仪表有以下优点: 适用 于交直流测量, 过载能力强, 可无需辅助 设备而直接测量大电流, 可用来测量非正 弦量的有效值。 v (2) 电磁式仪表的缺点如下: 标度不 均匀, 准确度不高, 读数受外磁场影响。 第2章 常用电工仪表及测量 图 2.2 电磁式仪表的结构 第2章 常用电工仪表及测量

8、v 3. 电动式仪表的工作原理v 电动式仪表的结构如图2.3所示。v 电动式仪表的工作原理是: 仪表由 固定线圈(电流线圈与负载串联, 以反映 负载电流)和可动线圈(电压线圈串联一定 的附加电阻后与负载并联, 以反映负载电 压)所组成, 当它们通有电流后, 由于载流 导体磁场间的相互作用而产生转动力矩 使活动线圈偏转, 当转动力矩与弹簧反作 用力矩平衡时, 便获得读数。 v v 第2章 常用电工仪表及测量 图 2.3 电动式仪表的结构 第2章 常用电工仪表及测量 v (1) 电动式仪表的优点: 适用于交直 流测量, 灵敏度和准确度比用于交流的其 他仪表高, 可用来测量非正弦量的有效值 。 v

9、(2) 电动式仪表的缺点: 标度不均匀 , 过载能力差, 读数受外磁场影响大。 第2章 常用电工仪表及测量 v 2.2.2 测量仪表的选用v 1. 电流的测量v 电流表是用来测量电路中的电流 值的, 按所测电流性质可分为直流电流表 、 交流电流表和交直流两用电流表。 就 其测量范围而言, 电流表又分为微安表、 毫安表和安培表。 v 第2章 常用电工仪表及测量 图 2.4 电流表扩大量程电路 第2章 常用电工仪表及测量 v 1) 电流表v (1) 电流表的工作原理。v 电流表有磁电式、 电磁式、 电 动式等类型, 它们被串接在被测电路中使 用。仪表线圈通过被测电路的电流使仪 表指针发生偏转, 用

10、指针偏转的角度来反 映被测电流的大小。 v 并联电阻起分流作用, 称为分流 电阻或分流器, 如图 2.4所示。 第2章 常用电工仪表及测量 v (2) 电流表的选择。v 测量直流电流时, 可使用磁电式 、 电磁式或电动式仪表, 其中磁电式仪 表使用较为普遍。 第2章 常用电工仪表及测量 v (3) 电流表的使用。v 在测量电路电流时, 一定要将电 流表串联在被测电路中。 磁电式仪表一 般只用于测量直流电流, 测量时要注意电 流接线端的“+”、 “-”极性标记, 不可接错, 以免指针反打, 损坏仪表。 对于有两个 量程的电流表, 它具有三个接线端, 使用 时要看清楚接线端量程标记, 根据被测电

11、流大小选择合适的量程, 将公共接线端一 个量程接线端串联在被测电路中。 第2章 常用电工仪表及测量 v (4) 电流表常见的故障及处理方 法。v 电流表比较常见的故障是表头过 载。 当被测电流大于仪表的量程时, 往 往使表中的线圈、 游丝因过热而烧坏或 使转动部分受撞击损坏。 为此, 可以在 表头的两端并联两只极性相反的二极管, 以保护表头。 第2章 常用电工仪表及测量 v 2) 钳形电流表v 通常, 当用电流表测量负载电流 时, 必须把电流表串联在电路中。 但当 在施工现场需要临时检查电气设备的负 载情况或线路流过的电流时, 如果先把线 路断开, 然后把电流表串联到电路中, 就 会很不方便。

12、 此时应采用钳形电流表测 量电流, 这样就不必把线路断开, 可以直 接测量负载电流的大小了。 第2章 常用电工仪表及测量 图 2.5 钳形电流表 第2章 常用电工仪表及测量 v (1) 钳形电流表的工作原理。v 钳形电流表是根据电流互感器的 原理制成的, 其外形像钳子一样, 如2.5图 所示。 v (2) 使用钳形电流表的注意事项 。第2章 常用电工仪表及测量 v 2. 电压的测量v 电压表是用来测量电路中的电压 值的, 按所测电压的性质分为直流电压表 、 交流电压表和交直两用电压表。 就其 测量范围而言, 电压表又分为毫伏表、 伏特表。 v 1) 电压表的工作原理v 磁电式、 电磁式、 电动

13、式仪表是 电压表的主要形式。 第2章 常用电工仪表及测量 v 2) 电压表的选择v 电压表的选择原则和方法与电流 表的选择相同, 主要从测量对象、 测量 范围、 要求精度和仪表价格等方面考虑 。 v 3) 电压表的使用v 用电压表测量电路电压时, 一定 要使电压表与被测电压的两端并联, 电压 表指针所示为被测电路两点间的电压。 第2章 常用电工仪表及测量 v ) 电压表的选择和使用注意事项v 电压表及其量程的选择方法与电 流表相同, 量程和仪表的等级要合适。 v 电压表必须与被测电路并联。 直 流电压表还要注意仪表的极性, 表头的“+” 端接高电位, “-”端接低电位。 电压互感器 的二次侧绝对不允许短路; 二次侧必须接 地。 第2章 常用电工仪表及测量 v 3. 功率的测量v 功率使用功率表进行测量。 v 1) 功率表的工作原理v 多数功率表是根据电动式仪表的 工作原理来测量电路功率的。 v 2) 功率表的选择v 在选择功率表时, 首先要考虑的 是功率表的量程, 必须使其电流量程能允 许通过负载电流, 电压量程能承受负载电 压。 第2章 常用电工仪表及测量 v 3) 功率表的使用v (1) 功率表的正确接线。v 电动式功率表指针的偏转方向是 由通过电流线圈的电流