电工技术与技能实训 教学课件 ppt 作者 谭维瑜 第五章常用电工测量与仪器

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1、第五章 常用电工测量仪表仪器,【教学要求】 1）熟悉仪表、仪器的面板。 2）了解仪表、仪器的工作原理及结构。 3）掌握仪表、仪器的使用方法及注意事项。 4）掌握电路中的电压、电流、电功率及电气设备的电阻、电容、电感等电学物理量的测量是保证正确使用电气设备和检修电气设备故障的必需的技能。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,5.1.1电工仪表的组成和工作原理 1）电工仪表的基本工作原理是将被测电量或非电量变换成仪表活动部分的偏转角位移。 2）测量机构由活动部分和固定部分组成, 是仪表的核心, 它主要作用是产生使仪表指示器偏转的转动力矩及使指示器保持平衡的反作用力矩, 并产生使指针迅速稳定指示的

2、阻尼力矩。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,5.1.2电工测量仪表的分类 1.按测量方法分类 可分为直读式仪表和比较式仪表。 (1)直读式仪表 直读式仪表直接指示出被测量的大小，它又可分为模拟式仪表(即普遍使用的机电式仪表)和数字式仪式。 (2)比较式仪表 比较式仪表(如电桥电路)是将被测量与已知量作比较, 以确定被测量的值。这类仪表测量较准确, 但价格较贵, 使用上不如直读式仪表简便。 2.按被测量的不同分类 按照被测量的不同，电工测量仪表可分电流表、电压表、功率表(瓦特表)、电度表(千瓦小时表)、频率计、欧姆表、功率因数表等。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,3.按工作原理的不

3、同分类 按照工作原理不同，电工测量仪表可分为磁电式、电磁式、电动式 等。 4.按使用电流的不同分类 按照使用电流的不同，电工测量仪表可分为直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,5.1.3 仪表面板上的符号 在仪表面板上, 通常用一些符号, 表示仪表的类型、精确度等级、电流种类、绝缘耐压强度和放置方式等。在使用电工仪表时,必须识别各个符号的意义,正确使用, 避免造成事故。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,5.1.4测量误差及精确度 1.基本误差 例如由仪表构造和制造上的不完善、磁场分布不理想、 轴和轴承之 间的磨擦、弹簧变形、零件安装移位以及标尺刻度不

4、准确等原因所 引起的。 2.附加误差 它因外界不符合仪表要求的条件引起的, 例如环境温度与湿度、周围 外磁场等。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,3.误差的表示方法 (1)绝对误差 它是仪表指示值AX与被测量实际值A0之间差值, 即A=AXA0, A可正可负。 (2)相对误差 它是绝对误差AX与被测量实际值A0的比值, 通常用百分数表示, 即 一个仪表制作好后, 其基本误差近于不变, 故在仪表标尺上不同位置的测量值, 它们的相对误差是不同的。因此, 相对误差可用来评价测量结果的精确程度, 但不能反映仪表的精确度。 4.仪表的准确度 最大绝对误差Am 仪表的量程(又称满标值)Am 仪表的相

5、对误差 Rm,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,5.精确度等级 目前我国直读式测量仪表的精确度为七个等级：0.1、0.2、0.5、1.0、 1.5、2.5、5.0。数字越小的精度越高,基本误差越小。前三级用于精 密测量或校正其他仪表, 后四级作一般工程测量。 根据国家标准, 各级仪表在规定条件下使用时, 基本误差不应大于表 5-2所示之值。例如：一个1.0级量程为250V的电压表, 可能产生的最 大基本误差为仪表满标值的1%, 即250V(0.01)= 2.5V。 在选用仪表量程时, 应使被测值接近仪表量程, 一般应使被测值超过 仪表满标值的一半。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,5

6、.1.5机电式仪表表头和工作原理 1.机电式仪表表头 1)测量电学物理量, 常用直读式仪表来测量。目前使用较多的是机电式直读式仪表。它的基本原理是利用仪表通入电流后, 产生的电磁作用, 使可动部分受到转矩而发生偏转。 2)机电式仪表由测量机构(俗称表头)和刻度盘两部分组成。表头是仪表进行各种测量时的公用部分, 是一个很灵敏的测量机构。 3)机电式仪表根据结构和工作原理, 主要可分为：磁电式、电磁式.电动式等三种。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,2.机电式仪表的工作原理 (1)磁电式仪表 在由永久磁铁产生的磁场中, 放入一个可转动的线圈框。当线圈通入电流时, 线圈两边受到大小相等方向相反

7、的电磁力F, 使线圈偏转,其偏转角与通入的电流成正比。线圈带动固定在其框轴上的指针偏转,在刻度盘上指示被测电流值。 磁电式仪表具有灵敏度和精确度高, 标尺刻度均匀等优点, 但过载能力较弱。,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,(2)电磁式仪表 当线圈中通入电流时和产生的磁场使两铁片磁化, 由于两磁片磁化后 的极性相同, 产生相互排斥力,而使可动铁片受到排斥力而带动指针偏 转。若通入的交流电,两铁片的极性同时改变, 因而仍可产生排斥力. 电磁式仪表是优点是结构简单、有较强的过载能力。它的缺点是指 针偏转角与线圈流过的电流的二次方成比例, 因此刻不均匀, 而且易 受外界磁场的影响, 精确度不高。

8、,5.1电 工 测 量 仪 表 概 述,(3)电动式仪表 电动式仪表有一个固定线圈和一个可动线圈, 其中可动线圈与指针固 定在转轴上。当固定线圈有电流, 产生磁场。若可动线圈也有电流,则 可动线圈在磁场中受到两个大小相等,方向相反的力F及力矩, 使可动 线圈带着转动轴上的指针一同偏转, 其偏转角与两个线圈中的电流的 乘积成正比。当测量交流时, 偏转角还与两个电流的相位差有关。 电动式仪表精确度较高, 但受外磁场的影响较大。,5.2 万 用 表,5.2 .1指针式万 用 表 万用表(又称三用表)是一种最常用的电工测量仪表, 用来测量交、直 流电压、直流电流和电阻及其它参数的多功能、多量程的测量仪

9、表。 还可用来判断电路开路、短路等故障。常用的有指针式和数字式两 种类型。 测量线路用于将各种被测量转换到适合表头测量的直流微小电流。转换开关转换对不同测量线路的选择，以适应各种测量要求。,5.2 万 用 表,MF-47型万用表各种测量方法 直流电压 0500V 注：红笔接正,黑笔接负,两表笔要并联在被测量两点之间,不能串联在电路中 将选择开关：对准直流1V档,可测01V电压对准直流25V档, 可测025V电压对准直流500V档,可测0500V电压 交流电压 0500V 注：两表笔应并联在被测两点之间,不能串联在电路中 将选择开关：对准交流10V档,可测010V交流电压 对准交流100V档,可

10、测0100V交流电压 对准交流500V档,可测0500V交流电压,5.2 万 用 表,MF-47型万用表各种测量方法 直流电流 0500mA 注：红笔接正,黑笔接负,三用表要串入被测电路中,不能并联在电路中 将选择开关：对准直流50A档,可测050A直流电流 对准直流500A档,可测0500A直流电流 对准直流5mA档,可测05mA直流电流 对准直流50mA档,可测050mA直流电流 对准直流500mA档,可测0500mA直流电流 电阻测量 020M 将选择开关分别对准R1,R10,R100,R1K,R10K档2.每换一次档位,应进行零欧姆调整,使指针停在0处,保证测量的准确性3.测量值等于读

11、数乘以选择开关对准倍率(档次),5.2 万 用 表,5.2.2使用指针式万用表要注意的事项 1.使用时一般要注意事项 1)使用前,若指针不在零位,应调整机械零位调节器使指针指零,否则测量结果不准确。 2)测量前,应根据被测电量的项目和大小,将转换开关拨至合适的位置。 3)选择量程时,若无法估计被测量的大小,可从最大量程档逐渐减小到合适的档位。 4)根据选好的测量项目及量程, 明确应在哪一条刻度上读数。读数时应三点成一线(眼睛、指针及指针在刻度中的影子)。有弧形反射镜的的表盘,其指针与镜中像重合时读数最准确。 5)测量完毕应将转换开关放置在空档或OFF档或电压最高档。 6)长期不用时,应将表内电

12、池取出,防止电池电解糊泄漏腐蚀表内零件。,5.2 万 用 表,2.测量交流电压时要注意的事项 测量交流电压时,除了要注意一般使用注意事项外,还应注意以下事项： 1)如果误用直流电压档,指针不会动,或略微抖动；如果误用直流电流档或电阻档,轻则打弯指针, 重则烧坏表头。所以, 测量完华,应将转换开关拨至交流电压最高档,以免下次测量时,误操作损坏表头。 2)变换量程时,要将表笔与被测电路断开,严禁在测量中拨动转换开关选择量程。 3)要养成习惯,且注意力高度集中。即预先将一支表笔固定在被测电路公共地端,单手拿另一支表笔过行测量,可减少触电危险。 4)表盘上交流电压刻度是按正弦交流电标定的,如被测的是非

13、正弦量,误差会很大。,5.2 万 用 表,3.测量直流电压时要注意的事项 测量直流电压时,除了要注意一般使用注意事项外,还应注意以下事项： 1)注意表笔的正负极性,红表笔接高电位端,黑表笔接低电端。若接反 了,指针会反打,容易打弯指针。如不知道被测点电位高低,可将表笔轻 轻地试触一下,若指针反偏,说明接反了,交换表笔即可。 2)测量时,表笔要与被测电路并联,测量中不能拨动选择开关。,5.2 万 用 表,4.测量直流电流时要注意的事项 测量直流电流时,除了要注意一般使用注意事项外,还应注意以下事项： 1)表必须串入被测电路,不能并联,否则,由于其内阻很小,会造成短路,烧坏电路和仪表。 2)注意表

14、笔的正负极性,红表笔接高电位端,黑表笔接低电端。若接反了,指针会反打,容易打弯指针。如不知道被测点电位高低,可将表笔轻轻地试触一下,若指针反偏,说明接反了,交换表笔即可。,5.2 万 用 表,5.测量电阻时要注意的事项 测量电阻时,除了要注意一般使用注意事项外,还应注意以下事项： 1)正确选择电阻倍率档,使指针尽可能接近刻度尺中心,提高准确性。测量前或每次更换倍率档时,都要重新调整欧姆零点。如果指针不能调到欧姆零点,说明表内电池电压太低,应更换电池(F22型9V层叠电池)。 2)严禁在被测电路带电情况下测量电阻。一旦被测电阻两端电压引入电表,可引起测量误差,引入电压、电流过大还会损坏表头。 3

15、)如被测电路中有大容量电解电容器,测量前应将该电容器短接放电,避免通过万用表放电,损坏表头。 4)不能用手同时接电阻两端,以避免人体电阻并入电路,影响读数。被测电路应断开与其它直流电路的连接，避免影响读数。,5.2 万 用 表,5.2.3数字式万用表 1.面板结构与功能 数字式(又称模拟式)万用表,它显示直观、速度快、功能全、精度高、可靠性好、耗电省、便于操作等优点, 正逐渐取代机械指针式万用表。 数字式万用表是一种具有测量精度高,显示直观,功能全,可靠性好,便于操作等优点。 数字式万用表面板图，包括液晶显示器LCD,电源开关,量程选择开关和表笔插孔等。它可进行交直流电压、电流,电阻, 晶体管

16、hFE,带声响的通断等测试, 并具有选择、过量程显示及全量程过载保护等特点。,5.2 万 用 表,2.使用方法 (1)测量交直流电压(ACV,DCV) 将黑表笔插入COM插孔, 红表笔插入V-插孔, 将选择开关置于DCV(直流)或ACV(交流)适当量程, 并将表笔连接到被测源两端, 将显示被测电压值。在显示直流电压时, 将显示红表笔的极性,“”或“”。如显示器只显示“1”, 表示超量程,应将量程调高。 (2)测量电阻 无需调零,将红黑表笔分别插入V-与COM插孔, 选择开关置于适当量程。 (3)测量电容 将被测电容插入电容插座,量程式开关扳至CAP位置,则显示被测的电荷量。,5.2 万 用 表,5.2.4使用数字式万用表要注意的事项 1.使用前应注意的事项 1)先将ONOFF开关扳至ON,检查9V电池电压,如电压值不足,显示器左边将显示“LOBAT”或“BAT”字符。此时应打开后盖,更换F22型9V层叠电池。如无上述字符显示,则可继续操作。 2)测试笔插孔旁边的正