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1、下一页总目录 章目录返回上一页第第1414章章 电工测量电工测量14.14.4 4 电压的测量电压的测量14.14.1 1 电工测量仪表的分类电工测量仪表的分类 14.214.2 电工测量仪表的型式电工测量仪表的型式 14.14.3 3 电流的测量电流的测量14.14.6 6 功率的测量功率的测量 14.14.7 7 兆欧表兆欧表14.14.5 5 万用表万用表14.14.8 8 用电桥测量电阻、电容与电感用电桥测量电阻、电容与电感 14.14.9 9 非电量的电测法非电量的电测法下一页总目录 章目录返回上一页本章要求：本章要求：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
2、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。第第1414章章 电工测量电工测量下一页总目录 章目录返回上一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
3、下优点：第第1414章章 电工测量电工测量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14.1 14.1 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
4、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AmAVkVWkWfMkWh下一页总目录 章目录返回上一页2. 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
5、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, 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， 0.2 0.2， 0.5 0.5）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
6、。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，其最大量程为级的电压表，其最大量程为5050V V ，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1010V V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4040V
7、 V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14.214.2 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
8、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。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14.214.2 电工测量仪表的型式电工测量仪表的型式14.2.1 14.2.1 磁电式仪表磁电式仪表 1. 1. 结构结构螺旋弹簧 IINS指针永久磁铁圆柱形 铁心OO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。 (
9、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 TC 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 TC C。线圈通入电流 I 电磁力 F线圈受到的转矩 T = k1IFSNF线
10、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 TC C与与指针的偏转角指针的偏转角 成正比，成正比， 即即 T TC C= = k k2 2 当弹簧的阻转矩T T与线圈受到的转矩T TC 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 TC C= = T T 时时 ，可转动部分便停止转动，可转动部分便停止转动， T = k1I ， T TC C= = k k2 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
11、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，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
12、录 章目录返回上一页14.2.2 14.2.2 电磁式仪表电磁式仪表 1. 1. 结构结构主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固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。圆形线圈小室312450推斥式电磁式仪表推斥式电磁式仪表固定铁片可动铁片下一页总目录 章目录返回上一页2. 2. 工作原理工作原理仪表的转动转矩 T = k I 弹簧的阻转矩 TC = k2弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即当 T = TC 时，可动部分停止转动，即指针的偏转角 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。 线圈通入电流
13、 I 磁场 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 动指针转动， 交流为交流为 有效值有效值下一页总目录 章目录返回上一页因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方 成正比，所以成正比，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。与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力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. 3. 用途用途4. 优点：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。缺点：刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡 流（
14、测量交流时）的影响，因此准确度不高。测量交流电压、交流电流。下一页总目录 章目录返回上一页14.2.3 14.2.3 电动式仪表电动式仪表 1. 1. 结构结构有有两个两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈线圈：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。 螺旋弹簧固定线圈可动线圈空气阻尼器空气阻尼器产生阻尼力 下一页总目录 章目录返回上一页2. 2. 工作原理工作原理FF可动线圈固定线圈固定线圈中的电流 I1 ( i i1 1 ) 磁场可动线圈中的电流 I2 ( i i2 2 )与磁场相互作用电磁 力 F 线圈受到转矩 T 线圈和
15、指针转动， 仪表的转动转矩 通入直流时，通入直流时，T=kT=k1 1I I1 1I I2 2通入交流时，通入交流时，T=kT=k1 1I I1 1I I2 2coscos i i1 1和和i i2 2的的 有效值有效值i i1 1和和i i2 2之间之间 的相位差的相位差下一页总目录 章目录返回上一页弹簧的阻转矩 TC = k2弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即当 T = TC 时，可动部分停止转动，即指针的偏转角 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。 仪表的转动转矩 通入直流时，通入直流时，T=kT=k1 1I I1 1I I2 2通入交流时，通入交流时，T=kT=k1 1I I1 1I I2 2coscos = = kIkI1 1I I2 2 （直流直流） = = kIkI1 1I I2 2 coscos （交流交流）i i1 1和和i i2 2之间之间 的相位差的相位差4. 优点：可用于交直流；准确度较高
