《[工学]电磁测量第九章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[工学]电磁测量第九章（38页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章 电量和电路参数的直读测量,主要介绍用电气测量指示仪表对电流、电压、功率等电量以及电阻、电感、电容、阻抗等电路参数的直读测量方法，包括直接测量和间接测量。 同一个电量或电路参数，可以用不同的方法进行测量。考虑测量方法的依据是被测量的特性、测量条件以及对准确度的要求等。,9.1 电流、电压的直读测量,一、测量电流、电压应注重的问题 二、电流、电压直读测量的方法误差 1测量电流的方法误差,例: 若U=10V，R=100，如果用0.5级、量限为200mA、内阻为RA=20的毫安表测量其电流，求(1)由于毫安表内阻影响带来的测量误差;(2)由于毫安表本身的基本误差所带来的测量误差;(3)由于毫安
2、表内阻影响及毫安表本身的基本误差所带来的总的测量误差。,解: 毫安表未接入时，实际电流为 接入毫安表后， 毫安表的测量值为 (1) 毫安表内阻的影响， 造成的测量误差为 (2) 毫安表本身的 基本误差所带来的测量误差 (3) 总误差,2. 测量电压的方法误差,三、电流和电压的其它测量方法,1用电压表间接测量电流 2. 用差值法测量电压,测量直流稳压电源输出电压的变化量，很难直接用电压表测量，变化量远远小于输出电压值，差值电压U=Ux-U0,9.2 直流电路参数的直读测量,一、用欧姆表、兆欧表测直流电阻 用欧姆表、兆欧表测量直流电阻称为直接测量法，这种测量方法的优点是操作简单，读数方便。其测量电
3、阻的范围如下： 欧姆表测量中值电阻(100.1M)； 兆欧表测量高电阻(0.1M以上)，主要用于绝缘电阻测量。 欧姆表和兆欧表的使用方法前面已经介绍，用它们测量电阻存在的问题如下： (1) 欧姆表和兆欧表的准确度较低，测量误差较大。 (2) 被测电阻必须断电，而且应与电路断开。 (3) 欧姆表和兆欧表工作时要向被测对象输出一定的电流和电压，因此当被测对象中只允许通过微小电流时(如微安表表头)，不能用欧姆表测量；当被测对象的耐压较低时(如测晶体二极管的反向电阻)，则不能用兆欧表测量，否则使被测元件受到损坏。 （4）欧姆表和兆欧表不能测量非线性电阻。,二、伏安法测量直流电阻,伏安法可以测量中值电阻
4、，这种方法的优点是： (1)可以在被测电阻工作状态下测量。 (2)特别适用于测非线性电阻的伏安特性。 (3)根据被测电阻的电压或电流额定值，选择合适 的工作电压和工作电流，能测量额定电流很小或额定 电压较低的元件的电阻值。 伏安法测电阻的缺点：引进方法误差，准确度较低；不太方便。,三、替代法测直流电阻,三、半偏法测直流电阻,四、用冲击检流计测绝缘电阻,9.3 交流电路参数的直读测量,交流电路参数: 交流电阻R(工频下，可认为直流电阻)、电感L、互感M、电容C、交流阻抗Z、线圈的Q值、电容器的损耗因数tg等。,一、用三表法测阻抗,交流电路中电阻、 电感和电容等元件对交流电所起的阻碍和抵抗作用，称
5、为阻抗。它等于电路中总电压与总电流的峰值之比或有效值之比。阻抗的单位为欧姆。阻抗的倒数称为导纳。如果电压和电流用复数表示，它们的比值也是复数，称为“复数阻抗”。复数阻抗的实部称为“电阻”，虚部称为“电抗”。复数阻抗是复数导纳的例数。 Z电路阻抗()； 电路中电压和电流间相位差； R电路的电阻()； X电路的电抗()。 复数导纳通常记为 G电导(S)； B电纳(S)。,用交流电压表、电流表及功率表来测量交流电路的参数(电阻，电感、电容和电容器件中的介质损耗)的方法叫三表法。,如果忽略仪表本身的损耗，即认为电压表的读数U、电流表的读数I、功率表的读数P分别为被测对象的电压、电流和功率，则被测对象的
6、阻抗Z、功率因数cos、电阻R、电抗X按下式计算：,如果被测对象是电感线圈，则可以根据电源频率及三表读数进一步算出电感L和 电感线圈的品质因数Q。,如果被测对象是有损耗的电容器，则上面所测的R就是电容器串联等效电路中的Rs。其串联等效电容Cs和电容的损耗因数D为,二、用伏安法测量交流电阻、电感和电容,用交流电压表、交流电流表测量交流电阻Rx、电感Lx和电容Cx的方法称为伏安法。,三、电感的测量,1三电压表法,四、电容的测量,1. 用冲击检流计测电容,2混合法测电容,3电解电容的测量(用分压比关系),9.4 功率的直读测量,P=UI (直流) P=UIcos (交流) 一、三相电路有功功率的测量
7、 1三功率表法 (能测得各相电压、相电流的三相负载) 2一功率表法 (能测得各相电压、相电流的三相负载,三相负载和三相电源都对称) 3二功率表法(对称或不对称,星形或三角形) 二、对称三相电路无功功率的测量 1一功率表法 2二功率表法,1三功率表法 (能测得各相电压、相电流的三相负载),2一功率表法 (能测得各相电压、相电流的三相负载,三相负载和三相电源都对称),如果三相电路对称 (必须三相电源和三相 负载都是对称的)，则 各相负载吸收的有功 功率必然相等。只要 用功率表测量出任一 相负载的有功 功率P，三相负载 的总有功功率， 即P=3P,如果三相三线制电路是对称的，可以在负载外部人为地造一
8、个中点。,3. 二功率表法(对称或不对称,星形或三角形),1. 二功率表法适用于对称和不对称三相三线制电路。也适用于对称三相四线制电路，中线电流iA+iB+iC=0。 2. 如果三相电路是对称的，设负载为感性，即0,例：某台电动机的功率(指有功功率)为2.5kW，功率因数cos=0.866，线电压为380V，求图中两只功率表的读数。,三相电路有功功率的测量,综上分析可知： 1. 一功率表法适用于对称三相四线制电路； 2. 二功率表法适用于对称或不对称三相三相三线制电路，也可用于对称三相四线制电路； 3. 三功率表法适用于不对称三相四线制电路。,二、对称三相电路无功功率的测量,1一功率表法 2二
9、功率表法,二、对称三相电路无功功率的测量,1一功率表法,二、对称三相电路无功功率的测量,2二功率表法,1. 如负载为感性，无功功率为正值(Q0)，如果负载为容性，无功功率为负值(Q0)。 2. 无论是一功率表法还是二功率表法，在接线时一定要注意相序，否则会将无功功率的正、负号搞错。 3. 在一功率表法中，如果功率表的电流线圈串接在B线，则电压端钮的“发电机端”应接在C线，非“发电机端”应接在A线，依此类推； 4. 在二功率表中，如果功率表W1的电流线圈接在B线；则功率表W2的电流线圈应接在C线，两只功率表的非“发电机端”应接在A线，依此类推。,9.5 测量用互感器,1. 在交流测量中都是利用测
10、量用互感器(又称仪用互感器)来扩大仪表的量限。互感器是利用铁芯变压器能够变压和变流的特性，把高电压变成低电压，大电流变成小电流，因此可用普通的低、中量限的仪表进行测量。 2. 互感器进行测量的明显优点： (1)受频率的影响小。 (2)损耗小。 (3)可以实现多功能测量。即在一台互感器上可以同时接入几种仪表，节约设备成本和设备的体积。 (4)测量仪表可以标准化。通常把电流互感器副边电流的额定值定为5A，电压互感器的副边电压的额定值定为100V，同时，与互感器配用的仪表量限也分别规定为这两个数。 (5)安全可靠。互感器的原边和副边之间是依靠磁耦合，没有电的直接联系，测量仪表与被测电路可靠地隔离开，
11、副边还可以接地。保障了仪表和操作者的人身安全。,测量用互感器的结构和工作原理,1.闭合铁芯上一般绕有两个绕组，其中1、1端与被测电路联接，称为原边，原边绕组称为初级绕组或原绕组，匝数为Wl；2、2端与测量仪表相联接，称为副边，副边绕组称为次级绕组或副绕组，其匝数为W2。 2. “”端表示同名端。指当原、副边电流同时从该端流入(或流出)时，原、副绕组所产生的磁场是相互加强的。,1和2是同名端， 1和2也是同名端。,电压互感器一般为降压变压器，即原绕组匝数大于副绕级匝数(W1W2)。图中AX为原绕组，ax为副绕组，A和A为同名端，X与x为同名端。 电压互感器的原边额定电压U1H与副边额定电压U2H(一般为100V)之比，称为电压互感的额定变压比，用KHU表示，它取决于原、副边绕组匝数之比。KHU是一个常数，其值标志在电压互感器的铭牌上。KHU一般为500V100V，750V100V，。 在用电压表测得电压互感器副边电压U2后，则根据变压比KHU就可确定被测的原边电压U1，即,X,额定变流比，用KHI表示。KHI一般为75A5A，25A5A。,
