電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用課件

1、第13章 電工測(cè)量,13.4 電壓的測(cè)量,13.1 電工測(cè)量?jī)x表的分類,13.2 電工測(cè)量?jī)x表的型式,13.3 電流的測(cè)量,13.6 功率的測(cè)量,13.7 兆歐表,13.5 萬(wàn)用表,13.8 用電橋測(cè)量電阻、電容與電感,13.9 非電量的電測(cè)法,1,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,本章要求： 1. 了解常用電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)和工作原理。 2. 掌握常用電工測(cè)量?jī)x表的使用方法。 3. 了解電橋測(cè)量電阻、電容和電感的方法。 4. 了解常用非電量的電測(cè)法,第13章 電工測(cè)量,2,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,電路中的各個(gè)物理量（如電壓、電流、功率、電能及電路參數(shù)等）的大小，除用分析與計(jì)算的

2、方法外，常用電工測(cè)量?jī)x表去測(cè)量,電工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用主要有以下優(yōu)點(diǎn),第13章 電工測(cè)量,1.電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并有足夠的精確度,2.電工測(cè)量?jī)x表可以靈活地安裝在需要進(jìn)行測(cè)量的地方，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄,3.電工測(cè)量?jī)x表可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測(cè)量問(wèn)題,4.能利用電工測(cè)量的方法對(duì)非電量進(jìn)行測(cè)量,3,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.1 電工測(cè)量?jī)x表的分類,1.按照被測(cè)量的種類分類,4,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,2.按照工作原理分類,3. 按照電流的種類分類（見(jiàn)上表,5,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,4.按照準(zhǔn)確度分類,最大基本誤差,儀表的最大量程（滿標(biāo)值,目前我國(guó)直讀式電

3、工測(cè)量?jī)x表按照準(zhǔn)確度分為0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七級(jí),準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一,準(zhǔn)確度較高（0.1， 0.2， 0.5）的儀表常用來(lái)進(jìn)行精密測(cè)量或校正其他儀表,相對(duì)額定誤差,準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。儀表的準(zhǔn)確度是根據(jù)儀表的相對(duì)額定誤差來(lái)分級(jí)的,6,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,例：一準(zhǔn)確度為2.5級(jí)的電壓表，其最大量程為50V,正常情況下, 可認(rèn)為最大基本誤差是不變的, 所以被測(cè)量值比滿標(biāo)值愈小，則相對(duì)測(cè)量誤差就愈大,如用上述電壓表來(lái)測(cè)量實(shí)際值為10V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為,測(cè)量實(shí)際值為40V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為,在選用儀表

4、的量程時(shí)，一 般應(yīng)使被測(cè)量 的值超過(guò)儀表 滿標(biāo)值的一半 以上,則可能產(chǎn)生的最大基本誤差為,7,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,電工測(cè)量?jī)x表上的幾種符號(hào),8,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,134.2 電工測(cè)量?jī)x表的型式,直讀式儀表測(cè)量各種電量的基本原理 利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用，使可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與通入的電流之間有,T = f ( I,1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T 的部分 使儀表可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),3）阻尼器 能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力）的裝置，使儀表可動(dòng)部分能迅速靜止在平衡位置,直讀式儀表的基本組成部分,2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC 的部分 當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TC等于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T 時(shí)

5、，儀表可動(dòng)部分平衡在一定的位置,9,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.2 電工測(cè)量?jī)x表的型式,13.2.1 磁電式儀表,1. 結(jié)構(gòu),螺旋彈簧,1) 固定部分 馬蹄形永久磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等,2) 可動(dòng)部分 鋁框及線圈，兩根半軸O和O，螺旋彈簧及指針,極掌與鐵心之間的空氣隙的長(zhǎng)度是均勻的，其中產(chǎn)生均勻的輻射方向的磁場(chǎng),10,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,2. 工作原理,1) 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T 的產(chǎn)生,2) 阻轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生,在線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC,線圈通入電流 I 電磁力 F,線圈受到的轉(zhuǎn)矩 T = k1I,線圈通入電流 I 電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩

6、T 線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng),彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比， 即 TC= k2,當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩T與線圈受到的轉(zhuǎn)矩TC達(dá)到平衡時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)有,T = TC,11,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡即TC= T 時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)部分便停止轉(zhuǎn)動(dòng)， T = k1I ， TC= k2,儀表的標(biāo)度尺上作均勻刻度,3. 阻尼作用的產(chǎn)生,當(dāng)線圈通入電流而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框切割磁通，在框內(nèi)感應(yīng)出電流，其電流再與磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力，于是可轉(zhuǎn)動(dòng)部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置,即指針的偏轉(zhuǎn)角,結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比,12,電工學(xué)第七版第13章

7、電工儀表與應(yīng)用,4.用途,5.優(yōu)點(diǎn)： 刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強(qiáng)；消耗 電能量??；受外界磁場(chǎng)影響小。 缺點(diǎn)： 只能測(cè)量直流；價(jià)格較高；不能承受較大過(guò)載,測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻,13,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.2.2 電磁式儀表,1. 結(jié)構(gòu),主要部分是固定的圓形線圈、線圈內(nèi)部有固定的鐵片、固定在轉(zhuǎn)軸上的可動(dòng)鐵片,14,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,2. 工作原理,儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T = k I,彈簧的阻轉(zhuǎn)矩 TC = k2,彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即,當(dāng) T = TC 時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng),即指針的偏轉(zhuǎn)角,結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與直流電流或交流

8、電流 有效值的平方成正比,線圈通入電流 I 磁場(chǎng),線圈通入電流 I 磁場(chǎng) 固定和可動(dòng)鐵片均被磁化(同一端的極性是相同的,可動(dòng)片因受斥力而帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng),交流為有效值,15,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,因指針的偏轉(zhuǎn)角度與直流電流或交流有效值平方成正比，所以儀表標(biāo)度尺上的刻度是不均勻的,與軸相聯(lián)的活塞在小室中移動(dòng)產(chǎn)生阻尼力 空氣阻尼器,3. 用途,4. 優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單；價(jià)格低廉；可用于交直流；能測(cè)量較大的電流；允許較大的過(guò)載。 缺點(diǎn)： 刻度不均勻；易受外界磁場(chǎng)及鐵片中磁滯和渦流（測(cè)量交流時(shí)）的影響，因此準(zhǔn)確度不高,測(cè)量交流電壓、交流電流,16,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.2.

9、3 電動(dòng)式儀表,1. 結(jié)構(gòu),有兩個(gè)線圈：固定線圈和可動(dòng)線圈?？蓜?dòng)線圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上,17,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,2. 工作原理,固定線圈中的電流 I1 ( i1 ) 磁場(chǎng) 可動(dòng)線圈中的電流 I2 ( i2 )與磁場(chǎng)相互作用電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩 T 線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng),儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 通入直流時(shí)，T=k1I1I2,通入交流時(shí)， T=k1I1I2cos,i1和i2的有效值,i1和i2之間 的相位差,18,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,彈簧的阻轉(zhuǎn)矩 TC = k2,彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即,當(dāng) T = TC 時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng),即指針的偏

10、轉(zhuǎn)角,結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與兩個(gè)電流(對(duì)交流為有效值)的乘積成正比,儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 通入直流時(shí)，T=k1I1I2,通入交流時(shí)，T=k1I1I2cos,= kI1I2 （直流,= kI1I2 cos （交流,i1和i2之間 的相位差,4. 優(yōu)點(diǎn)：可用于交直流；準(zhǔn)確度較高。 缺點(diǎn)：受外界磁場(chǎng)影響大；不能承受較大過(guò)載,3. 用途 測(cè)量交直流電壓、電流及功率,19,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.3 電流的測(cè)量,電流表的內(nèi)阻要很小,測(cè)量直流電流通常用磁電式電流表,若要擴(kuò)大電流表的量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上并聯(lián)一個(gè)分流電阻 RA,電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中,式中：R0 測(cè)量機(jī)構(gòu)的電阻 RA 分流器的電阻

11、,測(cè)量直流電流通常用磁電式電流表，測(cè)量交流電流通常用電磁式電流表,20,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,由,可得，分流電阻,可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則分流電阻應(yīng)愈小,例: 有一磁電式電流表，當(dāng)無(wú)分流器時(shí)，表頭的滿標(biāo)值電流為5mA，表頭電阻為20 。今欲使其量程（滿標(biāo)值）為1A，問(wèn)分流器的電阻應(yīng)為多大,21,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.4 電壓的測(cè)量,表的內(nèi)阻要很高,測(cè)量直流電壓通常用磁電式電壓表,若要擴(kuò)大電壓表的量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上串聯(lián)一個(gè)倍壓電阻 RV,電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測(cè)電路兩端,式中：R0 測(cè)量機(jī)構(gòu)的電阻 RV 倍壓器的電阻,測(cè)量直流電壓通常用磁電式電壓表，測(cè)量交流電流通

12、常用電磁式電壓表,22,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,由,可得，串聯(lián)電阻,可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則串聯(lián)電阻應(yīng)愈大,例: 有一電壓表，其量程為50V，內(nèi)阻為2000 。今欲使其量程擴(kuò)大到300V，問(wèn)還需串聯(lián)多大電阻的倍壓器,23,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.5.1 磁電式萬(wàn)用表,用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等,1.直流電流的測(cè)量,RA1 RA5是分流器電阻，改變轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的位置，就改變了分流器的電阻，從而改變了電流的量程。量程愈大，分流器電阻愈小,13.5 萬(wàn)用表,直流調(diào)整電位器,24,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.5 萬(wàn)用表,13.5.1磁電式萬(wàn)用

13、表,用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等,2. 直流電壓的測(cè)量,RV1 RV3構(gòu)成倍壓器電阻，改變轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的位置，就改變了倍壓器的電阻，從而改變了電壓的量程。量程愈大，倍壓器電阻愈大,25,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,3.交流電壓的測(cè)量,磁電式儀表只能測(cè)量直流，如果要測(cè)量交流，需加整流元件，如圖中D1和D2,正半周時(shí)，電流流經(jīng)D1和部分電流流經(jīng)微安表流出,負(fù)半周時(shí)，電流直接流經(jīng)D2從“+”端流出,可見(jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值,可見(jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來(lái)改變表盤(pán)刻度；指示讀數(shù)被折換為正

14、弦電壓有效值,可見(jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來(lái)改變表盤(pán)刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值。普通萬(wàn)用表只適合測(cè)量頻率為451000Hz的電壓,26,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,4. 電阻的測(cè)量,測(cè)量電阻時(shí)，需接入電池，被測(cè)電阻愈小，電流愈大，則指針偏轉(zhuǎn)的角度愈大,注意： (1) 測(cè)量前應(yīng)先將“+”、“-”兩端短接，看指針是否指在零，否則應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)零電位器（圖中 1.7k電阻）進(jìn)行校正,2) 絕對(duì)不能在帶電線路上測(cè)量電阻。用畢應(yīng)將轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)到高電壓檔,27,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,MF-30型萬(wàn)用表的面板圖,13

15、.5 萬(wàn)用表,零歐姆調(diào)整,機(jī)械零位調(diào)整,轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān),28,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,14.5.2數(shù)字式萬(wàn)用表,29,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,今以DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表為例來(lái)說(shuō)明它的測(cè)量范圍和使用方法,1. 測(cè)量范圍,1）直流電壓分為五檔: 200mV,2V,20V,200V,1000V,2）交流電壓分為五檔: 200mV,2V,20V,200V,750V,3）直流電流分為五檔: 200V,2 mA,20mA,200mA,10A,4）交流電流分為五檔: 200V,2 mA,20mA,200mA,10A,5）電阻分為六檔: 200,2k ,20k ,200k,2M ,20M,

16、13.5.2數(shù)字式萬(wàn)用表,30,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,DT-830型萬(wàn)用表的面板圖,2.面板說(shuō)明,31,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,2)電源開(kāi)關(guān)：使用時(shí)將開(kāi)關(guān)置于“ON”位置；使用完畢置于“OFF”位置,3)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)：用以選擇功能和量程。根據(jù)被測(cè)的電量(電壓、電流、電阻等)選擇相應(yīng)的功能位；按被測(cè)量程的大小性選擇合適的量程,4)輸入插座：將黑色測(cè)試筆插入“COM”的插座。紅色測(cè)試筆有如下三種插法，測(cè)量電壓和電阻時(shí)插入“V”插座；測(cè)量小于200mA的電流時(shí)插入“mA”插座；測(cè)量大于200mA的電流時(shí)插入“10A”插座,1) 顯示器：顯示四位數(shù)字，最高位只能顯示1或不顯 示數(shù)

17、字，算半位，故稱三位半（ ）。最大指示為 1999或-1999。當(dāng)被測(cè)量超過(guò)最大指示值時(shí)，顯示“1” 或“-1,32,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.6 功率的測(cè)量,13.6.1 單相交流和直流功率的測(cè)量,通常用電動(dòng)式儀表來(lái)測(cè)量功率,功率表的接線圖,負(fù)載,固定線圈：匝數(shù)少，導(dǎo)線粗， 與負(fù)載串聯(lián)，作為電流線圈,可動(dòng)線圈：匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)， 與負(fù)載并聯(lián)，作為電壓線圈,工作原理,I2正比U，且可認(rèn)為i2與u同相,所以,33,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.6 功率的測(cè)量,13.6.2 三相功率的測(cè)量,在三相三線制中，廣泛采用兩功率表來(lái)測(cè)量三相功率,兩功率表測(cè)量三相功率,工作原理,三

18、相瞬時(shí)功率,所以， p = uA iA + uB iB + uC(iA iB) iC = (uA uC ) iA + ( uB uC ) iB = uAC iA + uBC iB = p1+ p2,p = pA+ pB+ pC = uA iA + uB iB + uC iC,因?yàn)?，iA+ iB+ iC= 0,可見(jiàn)，三相功率可用兩個(gè)功率表來(lái)測(cè)量,34,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,式中 為uAC和iA之間的相位差,式中 為uBC和iB之間的相位差,兩功率表讀數(shù)之和為 P = P1+ P2 = UAC IA cos + UBC IB cos,35,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,當(dāng)負(fù)載對(duì)

19、稱時(shí),P1 = UAC IA cos,Ul Il cos (30,P2 = UBC IB cos,Ul Il cos (30+,由相量圖可知，兩功率表的讀數(shù)為,兩功率表讀數(shù)之和為 P = P1+ P2 = Ul Il cos (30 )+ Ul Il cos (30+,可見(jiàn)，采用兩表法可測(cè)量三相功率,當(dāng) 60時(shí)，P1和P2 均為正值，P = P1+P2,當(dāng) 60時(shí)，P1為正值，P2為負(fù)值，P = P1 P2,三相功率應(yīng)是兩個(gè)功率表讀數(shù)的代數(shù)和，其中任意一個(gè)功率表的讀數(shù)是無(wú)意義的,36,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,實(shí)用中，常用一個(gè)三相功率表（二元功率表）代替兩個(gè)單相功率表來(lái)測(cè)量功率,37

20、,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.7 兆歐表,兆歐表：用于檢查電機(jī)、電器及線路的絕緣情況和測(cè)量高值電阻,1. 結(jié)構(gòu),兆歐表構(gòu)造示意圖,兩個(gè)線圈固定在同一軸上且相互垂直。一個(gè)線圈與電阻R串聯(lián)，另一個(gè)線圈與被測(cè)電阻Rx串聯(lián)，兩者并聯(lián)接于直流電源,永久磁鐵,線圈,手搖直流發(fā)電機(jī),磁場(chǎng)是不均勻的,38,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,2. 工作原理,在測(cè)量時(shí)，通過(guò)線圈的電流,線圈受到磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的轉(zhuǎn)矩,f1 ()和 f2 ()分別為兩個(gè)線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與偏轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系,T1 = k1 I1 f1 (,T2 = k2 I2 f2 (,儀表的可動(dòng)部分在轉(zhuǎn)矩的作用下

21、發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡,39,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,2. 工作原理,當(dāng)兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，有 T1 = T2,即 k1 I1 f1 () = k2 I2 f2 (,上式表明，偏轉(zhuǎn)角 與兩線圈中電流之比有關(guān)， 故稱為流比計(jì),因,所以,結(jié)論：1. 偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)電阻Rx有一定的函數(shù)關(guān)系，所以角可以反映出被測(cè)電阻的大小,2. 儀表的偏轉(zhuǎn)角與電源電壓U無(wú)關(guān)，所以手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不影響讀數(shù),40,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.8 用電橋測(cè)量電阻、電容和電感,13.8.1直流電橋,2. 工作原理,1. 電路,最常用的單臂直流電橋( 惠斯登電橋）用來(lái)測(cè)量約 1

22、 到0.1M電阻,當(dāng)檢流計(jì)G中無(wú)電流流過(guò)時(shí)，電橋達(dá)到平衡,電橋平衡的條件為,R1 R4 =R2 R3,設(shè)R1= Rx 為被測(cè)電阻，則,測(cè)量時(shí)，先將比臂調(diào)到一定比值，然后再調(diào)節(jié)較臂直到電橋平衡為止,41,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.8.2 交流電橋,1. 電路,交流電橋用來(lái)測(cè)量電容和電感,交流電橋平衡的條件為,2. 工作原理,Z1 Z4 =Z2 Z3,即 |Z1| | Z4 | = |Z2 | | Z3 ,1+ 4= 2+ 3,為使平衡容易調(diào)節(jié)，常將兩個(gè)橋臂設(shè)計(jì)為純電阻,1）當(dāng)選Z2和Z4為純電阻時(shí)，則Z1和Z3必須同為電感性或電容性,2）當(dāng)選Z2和Z3為純電阻時(shí)，則Z1和Z4必須

23、一個(gè)為電感性，而另一個(gè)為電容性,42,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.8.2 交流電橋,1) 電容的測(cè)量,測(cè)量電容的電橋電路,電橋平衡時(shí)，有,可得,被測(cè)電容器,無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器和標(biāo)準(zhǔn)電阻,43,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.8.2 交流電橋,2) 電感的測(cè)量,電橋平衡時(shí)，有,可得,被測(cè)電感元件,無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器和標(biāo)準(zhǔn)電阻,測(cè)量電感的電橋電路,44,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.9 非電量的電測(cè)法,非電量的電測(cè)法就是將各種非電量（如溫度、壓力、速度、位移、應(yīng)變、流量、液位等）變換為電量，而后進(jìn)行測(cè)量的方法,非電量的電測(cè)儀器，主要由下列幾個(gè)主要部分組成,1)

24、傳感器：將被測(cè)非電量變換為與其成一定比例關(guān)系的電量,2) 測(cè)量電路：將傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理，使之適合于顯示、記錄及和微型計(jì)算機(jī)的聯(lián)接,3) 測(cè)錄裝置：各種電工測(cè)量?jī)x表、示波器、自動(dòng)記錄儀、數(shù)據(jù)處理器及控制電機(jī)等,45,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.9.1 應(yīng)變電阻傳感器,1. 金屬電阻絲應(yīng)變片,電阻絲由直徑為0.020.04mm 的康銅或鎳鉻合金繞成,2. 工作原理,試件發(fā)生的應(yīng)變通過(guò)膠層和紙片傳給電阻絲，將電阻絲拉長(zhǎng)或縮短，從而改變了它的電阻。就將機(jī)械應(yīng)變變換為電阻的變化,k為電阻絲應(yīng)片的靈敏系數(shù)，其值約為2,46,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,交流電橋測(cè)量電路,輸出

25、電壓,設(shè)測(cè)量前電橋平衡，即 R1 R4 =R2 R3,應(yīng)變電阻,測(cè)量時(shí)應(yīng)變電阻變化了R1，則,如選R1= R2，R3= R4，并忽略分母中的R1，則有,常用電橋電路（大多采用不平衡電橋），把電阻的相對(duì)變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流變化,47,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.9.2 電感傳感器,電感傳感器能將非電量的變化變換為線圈電感的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào),1. 差動(dòng)電感傳感器,兩只線圈完全相同，且上下對(duì)稱排列,當(dāng)銜鐵在中間位置時(shí)，兩線圈的電感相同,當(dāng)銜鐵在中間位置時(shí)，兩線圈的電感相同，當(dāng)銜鐵受非電量的作用上下移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)線圈的電感一增一減，發(fā)生變化，此即為差動(dòng),48,電工學(xué)第

26、七版第13章電工儀表與應(yīng)用,銜鐵處于中間位置，電橋平衡，輸出電壓,電感傳感器常用來(lái)測(cè)量壓力、位移、液位、表面光潔度等,2. 工作原理,當(dāng)銜鐵偏離中間位置上下移動(dòng)時(shí)，電橋不平衡，輸出電壓的大小與銜鐵位移的大小成正比，其相位與銜鐵移動(dòng)的方向有關(guān),交流電橋測(cè)量電路,線圈,標(biāo)準(zhǔn)電阻,49,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,13.9.3 電容傳感器,電容傳感器能將非電量的變化變換為電容器電容的變化,可見(jiàn)，只要改變，S，d 三者之一，都可使電容改變,將上極板固定，下極板與被測(cè)物體相接觸，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體上、下位移（改變d）或左、右位移（改變S）時(shí)，將引起電容的改變,1. 平板電容傳感器,50,電工學(xué)第七版第13章電工儀表與應(yīng)用,初始時(shí)C1= C2，電橋平衡，輸出電壓,交流電橋測(cè)量電路,當(dāng)C1變化時(shí)，電橋不平衡，輸出電壓的大小與電容的變化成正比,可得,帶條厚度