第十二章电工测量

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1、1应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编 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。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下优点：电工测量技术的应用主要有以下

2、优点：电工测量技术的应用主要有以下优点：第十二第十二章章 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。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。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

3、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。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。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。2应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编第一节第一节 电工仪表的一般知识电工仪表的一般知识1. 1.按照被测量的种类分类按照被测量的种类分类按照被测量的种类分类按照被测量的种类分类 次次 序序被测量的种类被测量的种类 仪表名称仪表名称 符符 号号 电流表电流表 毫安表毫安表 电压表电压表 千伏表千伏表 功

4、率表功率表 千瓦表千瓦表 电度表电度表 相位表相位表 频率表频率表 欧姆表欧姆表 兆欧表兆欧表1 电电 流流2 电电 压压3 电功率电功率4 电电 能能5 相位差相位差 6 频频 率率7 电电 阻阻Am mAVkVkVWkWkWf M M kWhkWh3应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编2. 2.按照工作原理分类按照工作原理分类按照工作原理分类按照工作原理分类型型 式式符符 号号被测量的种类被测量的种类磁电式磁电式整流式整流式电磁式电磁式电动式电动式电流的种类与频率电流的种类与频率电流、电压、电流、电压、电阻电阻电流、电压电流、电压电流、电压电流、电压电流、电压、电电流、电压、电功率、

5、功率因数、功率、功率因数、电能量电能量直直 流流工频和较高频率的交工频和较高频率的交流流直流和工频交流直流和工频交流直流及工频与较高频直流及工频与较高频率的交流率的交流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）按照电流的种类分类（见上表）按照电流的种类分类（见上表）4应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编 4. 4.按照准确度分类按照准确度分类按照准确度分类按照准确度分类最大基本误差最大基本误差仪表的最大量程（仪表的最大量程（满标值满标值满标值满标值） 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

6、度按照准确度按照准确度按照准确度分为分为分为分为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, 5.0七个等级七个等级七个等级七个等级。 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准确度较高准确度较高（0.10.1， 0.20.2， 0.50.5）的仪表常用来进行的仪表常用来进行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。精密测量或校正其他仪表。精密测量或校正

7、其他仪表。相对额定误差相对额定误差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。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。准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的仪表的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。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。5应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编例：一准确度为例：一准确度为例：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，其最大量程为级的电压表，其最大量程为级的电压表，其最大量程为50

8、V50V， 正常情况下正常情况下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。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10V10V的电压时，的电压时，的电压时，的电压时，相对误差为相对误差为相对误差为相对误差为 测量实际值为测量实际值为测量

9、实际值为测量实际值为40V40V的电压时，相对误差为的电压时，相对误差为的电压时，相对误差为的电压时，相对误差为 在选用仪表在选用仪表的量程时，一的量程时，一般应使被测量般应使被测量的值超过仪表的值超过仪表满标值的一半满标值的一半以上。以上。则则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可能产生的最大基本误差为可能产生的最大基本误差为6应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编电工测量仪表上的几种符号电工测量仪表上的几种符号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符 号号意意 义义3 或或 2 kV 或或 或或 直直 流流交交 流流交直流交直流三相交流三相交流仪表绝缘试验电

10、压仪表绝缘试验电压2000V仪表直立放置仪表直立放置仪表水平放置仪表水平放置仪表倾斜仪表倾斜60度放置度放置 60 7应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编第二节第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理常用指示仪表的基本结构和工作原理直读式仪表测量各种电量的基本原理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 )(1)(1)产生转动转矩产生转动转矩 T 的部分的部分 使仪表可动部分受到转矩而发生转动。使仪

11、表可动部分受到转矩而发生转动。(3)(3)阻尼器阻尼器 能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部分能迅速静止在平衡位置。分能迅速静止在平衡位置。直读式仪表的基本组成部分直读式仪表的基本组成部分(2)(2)产生阻转矩产生阻转矩TC 的部分的部分 当阻转矩当阻转矩TC等于转动转矩等于转动转矩T 时，仪表可动部分时，仪表可动部分平衡在一定的位置。平衡在一定的位置。8应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编二、指示仪表的三种主要型式二、指示仪表的三种主要型式1. 1. 磁电式仪表磁电式仪表磁电式仪表磁电式仪表1 1） 结构结构结构结构螺旋弹簧螺旋弹簧I I

12、I INS指针指针永久磁铁永久磁铁圆柱形圆柱形铁心铁心O O线圈线圈(1) (1) 固定部分固定部分固定部分固定部分 马蹄形永久磁马蹄形永久磁马蹄形永久磁马蹄形永久磁铁、极掌铁、极掌铁、极掌铁、极掌NSNS及圆及圆及圆及圆柱形铁心等。柱形铁心等。柱形铁心等。柱形铁心等。(2) (2) 可动部分可动部分可动部分可动部分 铝框及线圈，两铝框及线圈，两铝框及线圈，两铝框及线圈，两根半轴根半轴根半轴根半轴OO和和和和OO ，螺旋弹簧及指针。螺旋弹簧及指针。螺旋弹簧及指针。螺旋弹簧及指针。 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，其中极掌与铁心之间的空气隙的长度是

13、均匀的，其中极掌与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。产生均匀的辐射方向的磁场。产生均匀的辐射方向的磁场。9应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编2 2） 工作原理工作原理工作原理工作原理(1) (1) 转动转矩转动转矩转动转矩转动转矩T T 的产生的产生的产生的产生(2) (2) 阻转矩阻转矩阻转矩阻转矩T TC C的产生的产生的产生的产生 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。

14、 线圈通入电流线圈通入电流 I 电磁力电磁力 F线圈受到的转矩线圈受到的转矩 T = k1IFSNF 线圈通入电流线圈通入电流 I 电磁力电磁力 F 线圈受到转矩线圈受到转矩 T 线圈和指针转动，线圈和指针转动， 弹簧的弹簧的弹簧的弹簧的T TC C与指针的偏转角与指针的偏转角与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，成正比，成正比，成正比，即即即即 T TC C= = k k2 2 当弹簧的阻转矩当弹簧的阻转矩T T与线圈受到的转矩与线圈受到的转矩T TC C达到平达到平衡时，可动部分停止转动，此时有衡时，可动部分停止转动，此时有T = TC 10应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编 当弹

15、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，时，时，可转动部分便停止转动，可转动部分便停止转动，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。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生阻尼作用的产生阻尼作用的产生 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，当线圈通入电流而发生偏转时，铝

16、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，产生与在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与在框内感应出电流，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尼转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼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。作用，快速停止在平衡位置。作用，快速停止在平衡位置。作用，快速停止在平衡位置。 即指针的偏转角即指针的偏转角 结论结论: : 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。指针

17、偏转的角度与流经线圈的电流成正比。 11应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编4）用途）用途 5）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。 6）缺点：）缺点： 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。载。 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。12应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编二二. 电磁系仪表电磁系仪表1. 1. 结构结构结构结构 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

18、固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。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。圆形线圈圆形线圈小室小室312450推斥式电磁式仪表推斥式电磁式仪表推斥式电磁式仪表推斥式电磁式仪表固定铁片固定铁片可动铁片可动铁片13应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编2. 2. 工作原理工作原理工作原理工作原理仪表的转动转矩仪表的转动转矩 T = k I 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩 TC = k2 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即成正比，

19、即 当当 T = TC 时，可动部分停止转动，时，可动部分停止转动， 即指针的偏转角即指针的偏转角 结论结论: : 指针偏转的角度与直流电流或交流电流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。 线圈通入电流线圈通入电流 I 磁场磁场 线圈通入电流线圈通入电流 I 磁场磁场 固定和可动铁片均被磁固定和可动铁片均被磁化化( (同一端的极性是相同的同一端的极性是相同的) ) 可动片因受斥力而带可动片因受斥力而带动指针转动，动指针转动， 交流为交流为交流为交流为有效值有效值有效值有效值14应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编 因指针的偏转角度与直流电流或交流有效

20、值平方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。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。空气阻尼器。空气阻尼器。3. 3. 用途用途用途用途: : : : 4. 优点：优点： 构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量

21、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；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡流（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。 测量交流电压、交流电流。测量交流电压、交流电流。15应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编三三三三. . 电动式仪表电动式仪表电动式仪表电动式仪表1. 1. 结构结构结构结构 有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈有两个线圈：固定线圈和可动线

22、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。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。 螺旋弹簧螺旋弹簧固定线圈固定线圈可动线圈可动线圈空气阻尼器空气阻尼器空气阻尼器空气阻尼器 产生阻尼力产生阻尼力 16应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编2. 2. 工作原理工作原理工作原理工作原理FF可动线圈可动线圈固定线圈固定线圈 固定线圈中的电流固定线圈中的电流 I1 ( i i1 1 ) 磁场磁场 可动线圈中的电流可动线圈中的电流 I2 ( i i2 2 )与磁场相互作用与磁场相互作用电磁电磁力力 F 线圈受到转矩线圈

23、受到转矩 T 线圈和指针转动，线圈和指针转动， 仪表的转动转矩仪表的转动转矩通入直流时，通入直流时，通入直流时，通入直流时，T=k1I1I2通入交流时，通入交流时，通入交流时，通入交流时， T=k1I1I2cos i i1 1和和和和i i2 2的的的的有效值有效值有效值有效值i i1 1和和和和i i2 2之间之间之间之间的相位差的相位差的相位差的相位差17应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩 TC = k2 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即成正比，即 当当 T = TC 时，可动部分停止转动，时，可动部分停止转动， 即指针的

24、偏转角即指针的偏转角 结论结论: : 指针偏转的角度与两个电流指针偏转的角度与两个电流( (对交流为有效值对交流为有效值) )的乘积成正比。的乘积成正比。 仪表的转动转矩仪表的转动转矩 通入直流时，通入直流时，通入直流时，通入直流时，T=k1I1I2通入交流时，通入交流时，通入交流时，通入交流时，T=k1I1I2cos = kI1I2 （直流直流直流直流） = kI1I2 cos （交流交流交流交流）i i1 1和和和和i i2 2之间之间之间之间的相位差的相位差的相位差的相位差4. 优点：优点：可用于交直流；准确度较高。可用于交直流；准确度较高。 缺点：缺点：受外界磁场影响大；受外界磁场影响

25、大；不能承受较大过载。不能承受较大过载。3. 用途用途 测量交直流电压、电流及功率。测量交直流电压、电流及功率。18应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编第三节第三节 电流、电压和电功率的测量电流、电压和电功率的测量一一. .电流的测量电流的测量 电流表的内阻要很小。电流表的内阻要很小。电流表的内阻要很小。电流表的内阻要很小。 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，可在测量机构上并联一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，可在测量机构上并联一个分流电阻个分流电阻个分流电阻个分流电阻 R RA A 。 电流表应串联在电路中，电流表应串联在电

26、路中，电流表应串联在电路中，电流表应串联在电路中，I I负负负负载载载载A AI I负负负负载载载载R RA AR R0 0I I0 0式中：式中：式中：式中：R R0 0 测量机构的电阻测量机构的电阻测量机构的电阻测量机构的电阻 R RA A 分流器的电阻分流器的电阻分流器的电阻分流器的电阻 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，测量交流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，测量交流电流通常用电磁式电流表。电流通常用电磁式电流表。电流通常用电磁式电流表。电流通常用电磁式电流表。19应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编由

27、由由由可得，可得，可得，可得，分流电阻分流电阻分流电阻分流电阻 可知，可知，可知，可知，需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。例例例例: : 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，当无分流器时，表头的满有一磁电式电流表，当无分流器时，表头的满有一磁电式电流表，当无分流器时，表头的满标值电流为标值电流为标值电流为标值电流为5mA5mA，表头电阻为，表头电阻为，表头电阻为，表头电阻为20 20 。今欲使其量程。今欲使其量程。今欲使其量程。今欲使其量程（满标值）为（满标值）为

28、（满标值）为（满标值）为1A1A，问分流器的电阻应为多大？，问分流器的电阻应为多大？，问分流器的电阻应为多大？，问分流器的电阻应为多大？20应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编二二. 电压的测量电压的测量表的内阻要很高。表的内阻要很高。表的内阻要很高。表的内阻要很高。 测量直流电压通常用磁电式电压表，测量直流电压通常用磁电式电压表，测量直流电压通常用磁电式电压表，测量直流电压通常用磁电式电压表， 若要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联若要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联若要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联若要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联一个倍压电阻一个倍压电阻一个倍压电

29、阻一个倍压电阻 R RV V 。 电压表应并联在被测电路两端，电压表应并联在被测电路两端，电压表应并联在被测电路两端，电压表应并联在被测电路两端，式中：式中：式中：式中：R R0 0 测量机构的电阻测量机构的电阻测量机构的电阻测量机构的电阻 R RV V 倍压器的电阻倍压器的电阻倍压器的电阻倍压器的电阻U U负负负负载载载载V V+ + U U负负负负载载载载+ + R R0 0R RV V+ + U U0 0 测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电流通常用电磁式电

30、压表。流通常用电磁式电压表。流通常用电磁式电压表。流通常用电磁式电压表。21应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编由由由由可得，串联电阻可得，串联电阻可得，串联电阻可得，串联电阻可知，可知，可知，可知，需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。例例例例: : 有一电压表，其量程为有一电压表，其量程为有一电压表，其量程为有一电压表，其量程为50V50V，内阻为，内阻为，内阻为，内阻为2000 2000 。今欲使其量程扩大到今欲使其量程扩大到今欲使其量程扩大到今欲使其量程扩大到300V300V

31、，问还需串联多大电阻，问还需串联多大电阻，问还需串联多大电阻，问还需串联多大电阻的倍压器？的倍压器？的倍压器？的倍压器？22应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编三三. 功率的测量功率的测量 1. 1. 单相交流和直流功率的测量单相交流和直流功率的测量单相交流和直流功率的测量单相交流和直流功率的测量通常用电动式仪表来测量功率通常用电动式仪表来测量功率通常用电动式仪表来测量功率通常用电动式仪表来测量功率功率表的接线图功率表的接线图功率表的接线图功率表的接线图 电压线圈电压线圈电压线圈电压线圈电流线圈电流线圈电流线圈电流线圈u ui i2 2 i i1 1= =i i+ + * * *负负负负

32、载载载载固定线圈：匝数少，导线粗，固定线圈：匝数少，导线粗，固定线圈：匝数少，导线粗，固定线圈：匝数少，导线粗，与负载串联，作为电流线圈。与负载串联，作为电流线圈。与负载串联，作为电流线圈。与负载串联，作为电流线圈。可动线圈：匝数多，导线细，可动线圈：匝数多，导线细，可动线圈：匝数多，导线细，可动线圈：匝数多，导线细，与负载并联，作为电压线圈。与负载并联，作为电压线圈。与负载并联，作为电压线圈。与负载并联，作为电压线圈。工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：I I2 2正比正比正比正比U U，且可认为，且可认为，且可认为，且可认为i i2 2与与与与u u同相同相同相同相所以：所以：所以：所

33、以：23应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编2. 2. 三相功率的测量三相功率的测量三相功率的测量三相功率的测量 在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量三相功率。三相功率。三相功率。三相功率。iAWW1 1WW2 2* * * * *iBiCA AB BC C两功率表测量三相功率两功率表测量三相功率两功率表测量三相功率两功率表测量三相功率工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：三相瞬时功率：三相瞬时功率：三相瞬时功率：三相瞬时功率：所以，所以，所以，所以， p p = = u

34、 uA A i iA A + + u uB B i iB B + + u uC C( ( i iA A i iB B) ) i iC C = ( = (u uA A u uC C ) ) i iA A + ( + ( u uB B u uC C ) ) i iB B = = u uAC AC i iA A + + u uBC BC i iB B = = p p1 1+ + p p2 2p p = = p pA A+ + p pB B+ + p pC C = = u uA A i iA A + + u uB B i iB B + + u uC C i iC C因为，因为，因为，因为，i iA A

35、+ + i iB B+ + i iC C= 0= 0可见，三相功率可用两个功率表来测量。可见，三相功率可用两个功率表来测量。可见，三相功率可用两个功率表来测量。可见，三相功率可用两个功率表来测量。24应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编式中式中式中式中 为为为为u uACAC和和和和i iA A之间的相位差。之间的相位差。之间的相位差。之间的相位差。iAWW1 1WW2 2* * * * *iBiCA AB BC CWW1 1 的读数的读数的读数的读数为为为为WW2 2 的读数的读数的读数的读数为为为为式中式中式中式中 为为为为u uBCBC和和和和i iB B之间的相位差。之间的相位差

36、。之间的相位差。之间的相位差。两功率表读数之和两功率表读数之和两功率表读数之和两功率表读数之和为为为为 P P = = P P1 1+ + P P2 2 = = U UAC AC I IA A coscos + + U UBC BC I IB B cos cos 25应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编3030 当负载对称时，当负载对称时，当负载对称时，当负载对称时， P P1 1 = = U UAC AC I IA A coscos = = U Ul l I Il l cos (30cos (30 ) ) P P2 2 = = U UBC BC I IB B cos cos = = U

37、 Ul l I Il l cos (30cos (30+ + ) ) 由相量图可知，两功率表的读数为由相量图可知，两功率表的读数为由相量图可知，两功率表的读数为由相量图可知，两功率表的读数为两功率表读数之和为两功率表读数之和为两功率表读数之和为两功率表读数之和为 P P = = P P1 1+ + P P2 2 = = U Ul l I Il l cos (30cos (30 ) )+ + U Ul l I Il l cos (30cos (30+ + ) )可见，采用两表法可测量三相功率。可见，采用两表法可测量三相功率。可见，采用两表法可测量三相功率。可见，采用两表法可测量三相功率。当当当当

38、 60 60 60 时，时，时，时，P P1 1为正值，为正值，为正值，为正值，P P2 2为负值，为负值，为负值，为负值，P P = = P P1 1 P P2 2 三相功率应是两个功率三相功率应是两个功率三相功率应是两个功率三相功率应是两个功率表读数的代数和，其中任表读数的代数和，其中任表读数的代数和，其中任表读数的代数和，其中任意一个功率表的读数是无意一个功率表的读数是无意一个功率表的读数是无意一个功率表的读数是无意义的。意义的。意义的。意义的。26应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编*A AB BC C 三相功率表的连接图三相功率表的连接图 实用中，常用一个三相功率表（二元功率表

39、）实用中，常用一个三相功率表（二元功率表）实用中，常用一个三相功率表（二元功率表）实用中，常用一个三相功率表（二元功率表）代替两个单相功率表来测量功率。代替两个单相功率表来测量功率。代替两个单相功率表来测量功率。代替两个单相功率表来测量功率。27应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编一一一一. . 指针式万用表指针式万用表指针式万用表指针式万用表用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等1. 1.直流电流的测量直流电流的测量直流电流的测量直流电流的测量 测量

40、直流电流的原理电路测量直流电流的原理电路测量直流电流的原理电路测量直流电流的原理电路R RA1A1R RR RA2A2R RA3A3R RA4A4R RA5A5500mA500mA50mA50mA5mA5mA0.5mA0.5mA5050 A A A A+ +- -+ +- - R RA1A1 R RA5A5是分流器电是分流器电是分流器电是分流器电阻，改变转换开关的位阻，改变转换开关的位阻，改变转换开关的位阻，改变转换开关的位置，就改变了分流器的置，就改变了分流器的置，就改变了分流器的置，就改变了分流器的电阻，从而改变了电流电阻，从而改变了电流电阻，从而改变了电流电阻，从而改变了电流的量程。量程

41、愈大，分的量程。量程愈大，分的量程。量程愈大，分的量程。量程愈大，分流器电阻愈小。流器电阻愈小。流器电阻愈小。流器电阻愈小。第四节第四节 万用表万用表直流调整直流调整直流调整直流调整电位器电位器电位器电位器28应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编2. 2. 直流电压的测量直流电压的测量直流电压的测量直流电压的测量RV1 RV3构成倍压构成倍压器电阻，改变转换器电阻，改变转换开关的位置，就改开关的位置，就改变了倍压器的电阻，变了倍压器的电阻，从而改变了电压的从而改变了电压的量程。量程愈大，量程。量程愈大，倍压器电阻愈大。倍压器电阻愈大。 测量直流电压的原理电路测量直流电压的原理电路测量直流

42、电压的原理电路测量直流电压的原理电路R RA AR RR RV2V2R RV1V1R RV3V325V25V5V5V1V1V A A+ +- -+ +- -29应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编3. 3.交流电压的测量交流电压的测量交流电压的测量交流电压的测量 磁电式仪表只能测磁电式仪表只能测磁电式仪表只能测磁电式仪表只能测量直流，如果要测量量直流，如果要测量量直流，如果要测量量直流，如果要测量交流，需加整流元件，交流，需加整流元件，交流，需加整流元件，交流，需加整流元件，如图中如图中如图中如图中D D1 1和和和和D D2 2。 测量交流电压的原理电路测量交流电压的原理电路测量交流电

43、压的原理电路测量交流电压的原理电路R R100V100V A A+ +- -+ +- -10V10VD D1 1D D2 2R R V1V1R R V2V2600600 正半周时，正半周时，正半周时，正半周时，电流流经电流流经电流流经电流流经D D1 1和部分电流流经微和部分电流流经微和部分电流流经微和部分电流流经微安表流出。安表流出。安表流出。安表流出。负半周时，负半周时，负半周时，负半周时，电流直接流经电流直接流经电流直接流经电流直接流经D D2 2从从从从“ “+”+”端流出。端流出。端流出。端流出。可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电

44、流的可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。平均值。平均值。平均值。可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。平均值。平均值。平均值。为此，加一交流调整电位器（图中为此，加一交流调整电位器（图中为此，加一交流调整电位器（图中为此，加一交流调整电位器（图中600600 ），），），），用来改变表盘刻度；用来改变表盘刻度；用来改变表盘刻度；用来改变表盘刻度；指示读数被折换为正弦电压有效指示读

45、数被折换为正弦电压有效指示读数被折换为正弦电压有效指示读数被折换为正弦电压有效值。值。值。值。 普通万用表只适合测量频率为普通万用表只适合测量频率为普通万用表只适合测量频率为普通万用表只适合测量频率为451000Hz451000Hz的电压。的电压。的电压。的电压。30应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编4. 4. 电阻的测量电阻的测量电阻的测量电阻的测量 测量电阻时，需接测量电阻时，需接测量电阻时，需接测量电阻时，需接入电池，被测电阻愈入电池，被测电阻愈入电池，被测电阻愈入电池，被测电阻愈小，电流愈大，则指小，电流愈大，则指小，电流愈大，则指小，电流愈大，则指针偏转的角度愈大。针偏转的角

46、度愈大。针偏转的角度愈大。针偏转的角度愈大。 测量电阻的原理电路测量电阻的原理电路测量电阻的原理电路测量电阻的原理电路R R A A+ +- - -+ +1.7k1.7k - -+ +1.5V1.5V 1010 100100（调零）（调零）（调零）（调零）注意注意注意注意：(1) (1) 测量前应先将测量前应先将测量前应先将测量前应先将“ “+”+”、“ “-”-”两端短接，两端短接，两端短接，两端短接，看指针是否指在零，看指针是否指在零，看指针是否指在零，看指针是否指在零，否则应调节调零电位否则应调节调零电位否则应调节调零电位否则应调节调零电位器（图中器（图中器（图中器（图中 1.7k1.7

47、k 电阻）电阻）电阻）电阻）进行校正。进行校正。进行校正。进行校正。 (2) (2) 绝对不能在带电线路绝对不能在带电线路绝对不能在带电线路绝对不能在带电线路上测量电阻。用毕应将转上测量电阻。用毕应将转上测量电阻。用毕应将转上测量电阻。用毕应将转换开关转到高电压档。换开关转到高电压档。换开关转到高电压档。换开关转到高电压档。31应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编 MFMF-30-30-30-30型万用表的面板图型万用表的面板图型万用表的面板图型万用表的面板图零欧姆零欧姆调整调整机械零机械零位调整位调整2001005040302010501002003004005002468101015

48、22A-V-010V-dB-10V.mA10V+dB+50010 100500255110k1k10010150550500500100VAmAV转换开关转换开关32应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编二二二二. . 数字式万用表数字式万用表数字式万用表数字式万用表33应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编 今以今以今以今以DT-830DT-830型数字万用表为例来说明它的测量型数字万用表为例来说明它的测量型数字万用表为例来说明它的测量型数字万用表为例来说明它的测量范围和使用方法。范围和使用方法。范围和使用方法。范围和使用方法。1. 1. 测量范围测量范围测量范围测量范围（1 1）直

49、流电压分为五档）直流电压分为五档）直流电压分为五档）直流电压分为五档: : 200mV,2V,20V,200V,1000V 200mV,2V,20V,200V,1000V。（2 2）交流电压分为五档）交流电压分为五档）交流电压分为五档）交流电压分为五档: : 200mV,2V,20V,200V,750V 200mV,2V,20V,200V,750V。（3 3）直流电流分为五档）直流电流分为五档）直流电流分为五档）直流电流分为五档: : 200 200 V,2 mA,20mA,200mA,10AV,2 mA,20mA,200mA,10A。（4 4）交流电流分为五档）交流电流分为五档）交流电流分为

50、五档）交流电流分为五档: : 200 200 V,2 mA,20mA,200mA,10AV,2 mA,20mA,200mA,10A。（5 5）电阻分为六档）电阻分为六档）电阻分为六档）电阻分为六档: : 200 200 ,2k ,2k ,20k ,20k ,200k,200k ,2M,2M ,20M ,20M 34应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编 DT-830型万用表的面板图型万用表的面板图POWERPOWEROFFOFFONONB BE EC ChFEhFE晶体管晶体管晶体管晶体管插孔插孔插孔插孔显示器显示器显示器显示器电源开关电源开关电源开关电源开关转换开关转换开关转换开关转换开

51、关输入输入输入输入插座插座插座插座hFEDCAVACACADCV10A10AmAmACOMCOMVV2. 2.面板说明面板说明面板说明面板说明35应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编(2)(2)电源开关：电源开关：电源开关：电源开关：使用时将开关置于使用时将开关置于使用时将开关置于使用时将开关置于“ “ON”ON”位置；使用完位置；使用完位置；使用完位置；使用完毕置于毕置于毕置于毕置于“ “OFF”OFF”位置。位置。位置。位置。(3)(3)转换开关：转换开关：转换开关：转换开关：用以选择功能和量程。根据被测的电量用以选择功能和量程。根据被测的电量用以选择功能和量程。根据被测的电量用以选

52、择功能和量程。根据被测的电量( (电压、电流、电阻等电压、电流、电阻等电压、电流、电阻等电压、电流、电阻等) )选择相应的功能位；按被测量选择相应的功能位；按被测量选择相应的功能位；按被测量选择相应的功能位；按被测量程的大小性选择合适的量程。程的大小性选择合适的量程。程的大小性选择合适的量程。程的大小性选择合适的量程。(4)(4)输入插座：输入插座：输入插座：输入插座：将黑色测试笔插入将黑色测试笔插入将黑色测试笔插入将黑色测试笔插入“ “COM”COM”的插座。红的插座。红的插座。红的插座。红色测试笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入色测试笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入色测试笔有如下

53、三种插法，测量电压和电阻时插入色测试笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入“ “V V ” ”插座；测量小于插座；测量小于插座；测量小于插座；测量小于200mA200mA的电流时插入的电流时插入的电流时插入的电流时插入“ “mA”mA”插插插插座；测量大于座；测量大于座；测量大于座；测量大于200mA200mA的电流时插入的电流时插入的电流时插入的电流时插入“ “10A”10A”插座。插座。插座。插座。 (1) (1) 显示器：显示器：显示器：显示器：显示四位数字，最高位只能显示显示四位数字，最高位只能显示显示四位数字，最高位只能显示显示四位数字，最高位只能显示1 1或不显或不显或不显或不显

54、示数字，算半位，故称三位半（示数字，算半位，故称三位半（示数字，算半位，故称三位半（示数字，算半位，故称三位半（ ）。最大指示为）。最大指示为）。最大指示为）。最大指示为 19991999或或或或-1999-1999。当被测量超过最大指示值时，显示。当被测量超过最大指示值时，显示。当被测量超过最大指示值时，显示。当被测量超过最大指示值时，显示“ “1”1” 或或或或“ “-1”-1”。36应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编第五节第五节 兆欧表兆欧表 兆欧表：俗称摇表，用于检查电机、电器及线路兆欧表：俗称摇表，用于检查电机、电器及线路兆欧表：俗称摇表，用于检查电机、电器及线路兆欧表：俗称

55、摇表，用于检查电机、电器及线路的绝缘情况和测量高值电阻。的绝缘情况和测量高值电阻。的绝缘情况和测量高值电阻。的绝缘情况和测量高值电阻。1. 1. 结构结构结构结构兆欧表构造示意图兆欧表构造示意图 两个线圈固定两个线圈固定两个线圈固定两个线圈固定在同一轴上且相在同一轴上且相在同一轴上且相在同一轴上且相互垂直。一个线互垂直。一个线互垂直。一个线互垂直。一个线圈与电阻圈与电阻圈与电阻圈与电阻R R串联，串联，串联，串联，另一个线圈与被另一个线圈与被另一个线圈与被另一个线圈与被测电阻测电阻测电阻测电阻R Rx x串联，串联，串联，串联，两者并联接于直两者并联接于直两者并联接于直两者并联接于直流电源。流

56、电源。流电源。流电源。永永久久磁磁铁铁线圈线圈线圈线圈手摇直流手摇直流手摇直流手摇直流发电机发电机发电机发电机磁场是不磁场是不均匀的均匀的10001000500500200200100100303010100 0F2NSUI2RxRI1+ +- -MF2IF1F137应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编2. 2. 工作原理工作原理工作原理工作原理在测量时，通过线圈的电流在测量时，通过线圈的电流在测量时，通过线圈的电流在测量时，通过线圈的电流线圈电阻线圈电阻线圈电阻线圈电阻 线圈受到磁场的作用，产线圈受到磁场的作用，产线圈受到磁场的作用，产线圈受到磁场的作用，产生两个方向相反的转矩，生两个

57、方向相反的转矩，生两个方向相反的转矩，生两个方向相反的转矩， f f1 1 ( ( ) )和和和和 f f2 2 ( ( ) )分别为两个线圈所在处的磁感应分别为两个线圈所在处的磁感应分别为两个线圈所在处的磁感应分别为两个线圈所在处的磁感应强度与偏转角强度与偏转角强度与偏转角强度与偏转角 之间的函数关系。之间的函数关系。之间的函数关系。之间的函数关系。10001000500500200200100100303010100 0F2NSUI2RxRI1+ +- -MF2IF1F1 T T1 1 = = k k1 1 I I1 1 f f1 1 ( ( ) ) T T2 2 = = k k2 2 I

58、 I2 2 f f2 2 ( ( ) ) 仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到两个线圈产生的转矩平衡。两个线圈产生的转矩平衡。两个线圈产生的转矩平衡。两个线圈产生的转矩平衡。38应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编当两个线圈产生的转矩平衡时，有当两个线圈产生的转矩平衡时，有当两个线圈产生的转矩平衡时，有当两个线圈产生的转矩平衡时，有 T T1 1 = = T T2 2 即即即即 k k1 1 I I1 1 f f1 1 ( ( ) = ) = k k2 2

59、I I2 2 f f2 2 ( ( ) ) 上式表明，偏转角上式表明，偏转角上式表明，偏转角上式表明，偏转角 与两线圈中电流之比有关，与两线圈中电流之比有关，与两线圈中电流之比有关，与两线圈中电流之比有关， 故称为流比计。故称为流比计。故称为流比计。故称为流比计。 因因因因所以所以所以所以结论：结论：结论：结论：1. 1. 偏转角偏转角偏转角偏转角 与被测电阻与被测电阻与被测电阻与被测电阻R Rx x有一定的函数关有一定的函数关有一定的函数关有一定的函数关系，所以系，所以系，所以系，所以 角可以反映出被测电阻的大小。角可以反映出被测电阻的大小。角可以反映出被测电阻的大小。角可以反映出被测电阻的

60、大小。 3. 3. 仪表的仪表的仪表的仪表的偏转角偏转角偏转角偏转角 与电源电压与电源电压与电源电压与电源电压U U无关，所以手摇无关，所以手摇无关，所以手摇无关，所以手摇发电机转动的快慢不影响读数。发电机转动的快慢不影响读数。发电机转动的快慢不影响读数。发电机转动的快慢不影响读数。39应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编兆欧表的使用方法及要求兆欧表的使用方法及要求 测量前，应将兆欧表保持水平位置，左手按住表身，测量前，应将兆欧表保持水平位置，左手按住表身，右手摇动兆欧表摇柄，转速约右手摇动兆欧表摇柄，转速约120r/min，指针应指，指针应指向无穷大（向无穷大（），否则说明兆欧表有故障

61、。），否则说明兆欧表有故障。测量前，应切断被测电器及回路的电源，并对相关测量前，应切断被测电器及回路的电源，并对相关元件进行临时接地放电，以保证人身与兆欧表的安元件进行临时接地放电，以保证人身与兆欧表的安全和测量结果准确。全和测量结果准确。兆欧表接线柱引出的测量软线绝缘应良好，两根导兆欧表接线柱引出的测量软线绝缘应良好，两根导线之间和导线与地之间应保持适当距离，以免影响线之间和导线与地之间应保持适当距离，以免影响测量精度。测量精度。摇动兆欧表时，不能用手接触兆欧表的接线柱和被摇动兆欧表时，不能用手接触兆欧表的接线柱和被测回路，以防触电。测回路，以防触电。摇动兆欧表后，各接线柱之间不能短接，以免

62、损坏。摇动兆欧表后，各接线柱之间不能短接，以免损坏。40应用科技学院应用科技学院 胡机秀编胡机秀编兆兆欧欧表表的的接接线线端端钮钮有有3个个，分分别别标标有有“G（屏屏）”、“L（线线）”、“E（地地）”。被被测测的的电电阻阻接接在在L和和E之之间间，G端端的的作作用用是是为为了了消消除除表表壳壳表表面面L、E两两端端间间的的漏漏电电和和被被测测绝绝缘缘物物表表面面漏漏电电的的影影响响。在在进进行行一一般般测测量量时时，把把被被测测绝绝缘缘物物接接在在L、E之之间间即即可可。但但测测量量表表面面不不干干净净或或潮潮湿湿的的对对象象时时，为为了了准准确确地地测测出出绝绝缘缘材材料料内内部部的的绝绝缘缘电电阻阻，就就必必须须使使用用G端，图示为测量电缆绝缘电阻的接线图。端，图示为测量电缆绝缘电阻的接线图。