TANGYEHONG電工測量儀表導(dǎo)學(xué)案及練習(xí)

1、電工測量單招教學(xué)導(dǎo)學(xué)案第一單元測量的基本知識 測量的概念、方法、誤差、數(shù)據(jù)處理班級：0720姓名：【新考綱】1、了解測量的內(nèi)容、特點(diǎn)和基本方法。2、了解測量誤差產(chǎn)生的原因和特點(diǎn)。3、掌握誤差的表示方法。4、會對測量結(jié)果進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)處理?！緩?fù)習(xí)要點(diǎn)】一內(nèi)容提要1. 測量的概念及常用術(shù)語(1) 測量與測量的過程測量是將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的過程。在這個(gè)過程中，它一定需要有作為測量單位的復(fù)制實(shí)體的度量器的參與(直接參與或間接參與)；同時(shí)又需要有能被測量與度量器進(jìn)行比較的測量儀器的參與。測量的過程一般包括三個(gè)階段：準(zhǔn)備階段。首先要明確“被測量”的性質(zhì)及測量所 要達(dá)到的目的，然后選定測量方式，選擇合

2、適的測量方法及相應(yīng)的測量儀器。測量階段。 建立測量儀器所必須的測量條件，慎重地進(jìn)行操作，認(rèn)真記錄測量數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理階段。 根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)，考慮測量條件的實(shí)際情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以求得測量結(jié)果和測量誤差?？傊?，研究一個(gè)完整的測量過程，通常必須研究如下幾個(gè)方面：測量對象；測量 方式和測量方法；測量設(shè)備，集中包括度量器與測量儀器儀表。(2) 測量中的幾個(gè)常用術(shù)語 準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度是指測量結(jié)果與被測量真實(shí)值間相接近的程度，它是測量結(jié)果準(zhǔn)確 程度的量度。 精密度。精密度是指在測量中所測數(shù)值重復(fù)一致的程度，它表明在同一條件下進(jìn)行 重復(fù)測量時(shí)，所得到的一組測量結(jié)果彼此之間相符合的程度，它是測量重復(fù)性的量度。

3、精確度。皆有準(zhǔn)確度與精密度。 靈敏度。靈敏度是儀器儀表讀數(shù)的變化量與相應(yīng)的被測量的變化的比值。 分辨率。分辨率是指儀器儀表所能反映的被測量的最小變化量。 誤差。誤差是指測量結(jié)果相對于被測量真實(shí)值的偏離程度。 量程(又稱量限)。量程是指儀器儀表在規(guī)定的準(zhǔn)確度下對應(yīng)于某一測量范圍內(nèi)所能 測量的最大值。需要指出的是，準(zhǔn)確度與誤差本身的含義是相反的，但兩者又是緊密聯(lián)系的， 測量結(jié)果的準(zhǔn)確度高，它的誤差就小，因此在實(shí)際測量中往往采用誤差的大小來表示準(zhǔn)確度的高低。2. 電工測量的概念和電學(xué)度量器(1 )電工測量就是借助于測量設(shè)備，把未知的電量或磁量與作為測量單位的同類標(biāo)準(zhǔn)電量 或標(biāo)準(zhǔn)磁量進(jìn)行比較，從而確定

4、這個(gè)未知電量或磁量(包括數(shù)值和單位)的過程。電工測量 的對象主要是： 反映電和磁特征的物理量； 反映電路特征的物理量； 反映電和磁變化規(guī)律的 非電量。（2）電學(xué)度量器是電量或磁量測量單位的復(fù)制體， 它是電氣測量設(shè)備的一個(gè)重要組成部分。 按其準(zhǔn)確度的高低可分為基準(zhǔn)器、 標(biāo)準(zhǔn)器和工作量具三大類， 常用的標(biāo)準(zhǔn)器有標(biāo)準(zhǔn)電池、 標(biāo) 準(zhǔn)電阻、標(biāo)準(zhǔn)電感和標(biāo)準(zhǔn)電容。3 測量方法的分類（1）按被測量的測量方式分類，有直接測量、間接測量和組合測量三種。 直接測量就是被測量與作為標(biāo)準(zhǔn)的量直接比較， 或用事先刻度好的測量儀表進(jìn)行測量， 從而直接測得被測量的數(shù)值。 間接測量是通過與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的幾個(gè)量進(jìn)行直接測

5、量，然后再按這個(gè)函數(shù) 關(guān)系計(jì)算出被測量的數(shù)值。 組合測量是先直接或間接地測量與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的某些量，再通過求解聯(lián)立 方程組求得未知的被測量數(shù)值。（2）按度量器參與測量過程的方式分類，有直讀法，比較法兩種。 直讀法是用直接指示被測量的數(shù)值的指示儀表進(jìn)行測量，直接在儀表上讀取被測量數(shù) 值的測量方法。 在直讀法的測量過程中， 度量器并不直接參與作用。 直讀法的測量過程簡單， 操作容易，但準(zhǔn)確度不高。 比較法是被測量與度量器通過較量儀器進(jìn)行比較，從而測得被測量數(shù)值的方法。在比 較法的過程中， 度量器是直接參與作用的。 比較法測量的準(zhǔn)確度高， 但操作比較麻煩且儀器 設(shè)備也比較昂貴。根據(jù)被測量與標(biāo)

6、準(zhǔn)量進(jìn)行比較時(shí)的特點(diǎn)不同， 又可以將比較法分為平衡法、 較差法和替 代法三種。I.平衡法（零值法）是在測量過程中，連續(xù)改變標(biāo)準(zhǔn)量以使它產(chǎn)生的效應(yīng)與被測量產(chǎn)生 效應(yīng)相互抵消或平衡（由指零儀表顯示） ，從而由一定關(guān)系式確定被測量的數(shù)值。平衡法的 準(zhǔn)確度主要取決于標(biāo)準(zhǔn)量的準(zhǔn)確度和指零儀表的靈敏度。n.較差法是通過測量被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的差值或正比于差值的量，進(jìn)而根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量的數(shù)值確定被測量的大小。 較差法的測量誤差取決于標(biāo)準(zhǔn)量的誤差及測量差值的誤差，差值越小則測量準(zhǔn)確度越高。川.替代法是將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量分別接入同一測量裝置，在標(biāo)準(zhǔn)量替代被測量的情況下，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)量使被測裝置的工作狀態(tài)保持不變， 從而由標(biāo)準(zhǔn)量

7、的數(shù)值來確定被測量的大小。 替 代法的測量準(zhǔn)確度主要取決于標(biāo)準(zhǔn)量的準(zhǔn)確度和測量裝置的靈敏度。4 測量單位制在我國，法定的計(jì)量制度是國際單位制（國際代號si）。它由國際制單位（包括基本單位，導(dǎo)出單位和輔助單位三類） 、國際制詞頭和國際制單位的十進(jìn)倍數(shù)與分?jǐn)?shù)單位三部分 組成。需要說明的是：電能單位常用“度”表示。1 度（電）=1KW h=3.6 X 106J5 測量誤差的種類 在測量過程中，由于各種因數(shù)的影響，造成測量結(jié)果與被測量的真實(shí)值之間總是存在差 異，這種差異稱為測量誤差。根據(jù)產(chǎn)生測量誤差的原因， 可將測量誤差分為系統(tǒng)誤差、 隨機(jī) 誤差（偶然誤差）和疏失誤差三類。（1）系統(tǒng)誤差是指在相同條件

8、下多次測量同一量時(shí)，保持恒定不變或按照一定規(guī)律變化 的測量誤差。按其誤差來源的不同，又可以分為以下四種： 基本誤差。它是由于測量儀器儀表本身結(jié)構(gòu)和制作上的不完善所引起的測量誤差。 附加誤差。它是由于使用儀器時(shí)未能滿足所規(guī)定的使用條件而引起的誤差。 方法誤差（理論誤差）。它是由于測量方法不完善或者由于測量所依據(jù)的理論不完善 等原因而造成的誤差。 人身誤差（個(gè)人誤差）。它是由于測量人員的感覺器官不完善（差異）所導(dǎo)致的誤差系統(tǒng)誤差決定了測量的準(zhǔn)確度。系統(tǒng)誤差越小，測量結(jié)果越準(zhǔn)確。（2）隨機(jī)誤差是一種大小和符號都不確定的誤差，即在相同條件下對同一對象進(jìn)行重復(fù)測量時(shí)，在極力消除一切明顯的系統(tǒng)誤差之后，每

9、次測量結(jié)果仍會出現(xiàn)無規(guī)律的隨機(jī)性變化。這種誤差主要由于周圍環(huán)境偶然性變化所致，如電磁場的微變、熱起伏、空氣擾動(dòng)等。隨機(jī)誤差決定了測量的精密度，隨機(jī)誤差越小，測量結(jié)果的精密度就越高。（3）疏失誤差是在測量過程中操作、讀數(shù)、記錄和計(jì)算等方面出現(xiàn)錯(cuò)誤而導(dǎo)致的誤差。凡是含有疏失誤差的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)都是不可靠的，應(yīng)當(dāng)舍去！6. 測量誤差的消除（1）系統(tǒng)誤差的消除方法有： 引入校正值以減小由基本誤差所引起的系統(tǒng)誤差。 消除產(chǎn)生附加誤差的根源。盡量使各種儀器儀表工作在規(guī)定的正常條件下，以消除各 種外界環(huán)境因數(shù)所引起的附加誤差。 正確選擇測量方法以消除方法誤差。 常用特殊的測量方法，如正負(fù)誤差補(bǔ)償法、替代法等等。（

10、2）隨機(jī)誤差的消除方法是：在同一條件下，對被測量進(jìn)行足夠多次的重復(fù)測量，取其平 均值作為測量結(jié)果。重復(fù)測量的次數(shù)越多，隨機(jī)誤差便越小。（3）采用認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，是從根本上消除疏失誤差的最好方法。7. 測量誤差的表示方法測量誤差通常用絕對誤差和相對誤差表示。（1） 絕對誤差（ A）是指被測量的測量所得數(shù)值（ Ax）與真實(shí)值（Ao）的差值， 即：A=Ax- Ao 。正誤差說明測量值大于真實(shí)值；負(fù)誤差說明測量值小于真實(shí)值。絕對誤差可用以衡量在對同一被測量進(jìn)行的多次測量中，哪次測量結(jié)果更準(zhǔn)確。需要指出的是，由于被測量的真實(shí)值通常無法確定，所以一般用標(biāo)準(zhǔn)表的指示值或多次測AAo10°

11、76;0。量的平均值作為被測量的真實(shí)值。（2） 相對誤差（）是絕對誤差（A）與被測量真實(shí)值（Ao）之比，即:相對誤差可以衡量在不同值的被測量進(jìn)行測量時(shí)，哪一次的測量更為準(zhǔn)確。需要指出的是，工程測量中的相對誤差（）通常用絕對誤差（A）與被測量的測量值（Ax）之比近似表示，即:AAx10000。利用絕對誤差與相對誤差的概念,可將被測量的測量值表示為：Ax = Ao+ A= Ao（ 1+ ）。8. 電工儀表的誤差和準(zhǔn)確度（1）系統(tǒng)誤差中的基本誤差和附加誤差都是儀表誤差。前者是由于儀表設(shè)計(jì)、制作上的不 完善所致；后者是由于儀表工作條件不符合要求所致。（2 ）對于同一個(gè)儀表，其基本誤差是以最大絕對誤差來

12、衡量的，所以相對誤差的大小只能反映測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，而不能反映儀表的準(zhǔn)確性能。儀表的準(zhǔn)確性能一般用引用誤差來表示，儀表的引用誤差（m）是指儀表測量的絕對誤差（ A ）與儀表量限（Am ）的百分比，即： m A 100%，顯然，引用誤差實(shí)際上是儀表滿刻度測量下的相對誤差。儀表的準(zhǔn)確度是用儀表的最大引用誤差來表示的。準(zhǔn)確度等級（K）是指儀表量限范圍內(nèi)的最大絕對誤差（Amax ）與儀表量限（Am ）之比的百分?jǐn)?shù)，即:K00max我國生產(chǎn)的電工儀表共有七個(gè)準(zhǔn)確度等級，即：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5和5.0級。（3）測量結(jié)果的準(zhǔn)確度是用最大相對誤差來表示的，它與儀表的準(zhǔn)確度是不同的

13、兩個(gè) 概念，儀表的準(zhǔn)確度只是表明了儀表基本誤差最大允許的范圍。AK % ?Am 在規(guī)定的使用條件下工作時(shí)，max 怛 10000。也就是說，Ax/0Ax要想獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果，一方面要選高準(zhǔn)確度的儀表，另一方面要選擇合適的量程（通常2要做到AxAm ）。3 儀表不能工作于規(guī)定條件下時(shí)，還需考慮附加誤差對測量結(jié)果的影響。9. 測量數(shù)據(jù)的處理 在測量過程中，度數(shù)、記錄和運(yùn)算等對數(shù)據(jù)的處理，都應(yīng)按照國家標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值修約規(guī)則來 進(jìn)行。所有的測量數(shù)據(jù)都必須用有效數(shù)字表示。（1）有效數(shù)字的正確表示 通常作測量記錄時(shí)，每一數(shù)據(jù)都應(yīng)保留一位欠準(zhǔn)數(shù)字，即末位數(shù)前面的各位數(shù)字都 必須是準(zhǔn)確的。 數(shù)據(jù)中左起第一非零的數(shù)

14、字至最右邊的數(shù)字都是有效數(shù)字。 當(dāng)數(shù)據(jù)用有效數(shù)字乘以 10的幕次的形式來表示時(shí)，可明確表示出有效數(shù)字的位數(shù)。（3）有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則 進(jìn)行加減運(yùn)算時(shí)一般分三步：首先對各項(xiàng)修約，使各數(shù)修約到比小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最小的那個(gè)數(shù)多保留一位小數(shù)；然后進(jìn) 行加減運(yùn)算；最后對結(jié)果進(jìn)行修約， 使其小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)與原各項(xiàng)中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的那 個(gè)數(shù)相同。需要指出的有兩點(diǎn)：一是當(dāng)僅有兩個(gè)數(shù)相加減時(shí)，應(yīng)把小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)多的那個(gè)數(shù)修約到 與小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)少的那個(gè)數(shù)相同；二是兩數(shù)相減有可能使實(shí)際的準(zhǔn)確度降低，尤其在兩數(shù)相近時(shí)，帶來的誤差更大。 進(jìn)行乘除運(yùn)算時(shí)也分三步：首先對各項(xiàng)修約，使各項(xiàng)修約到比有效數(shù)字最少的那個(gè)數(shù)多保留一位有

15、效數(shù)字；然后進(jìn)行乘除運(yùn)算；最后對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行修約，使其有效數(shù)字的位數(shù)與有效數(shù)字位數(shù)最少的那個(gè)數(shù) 相同（若有效數(shù)字最少的數(shù)據(jù)中的第一位為“8”或“9”，則在計(jì)算結(jié)果中有效數(shù)字的位數(shù)可比最少位多取一位）。（4）有效數(shù)字的修約規(guī)則 所擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一數(shù)字小于5時(shí)，則舍去，即留下的數(shù)字不變。 所擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一數(shù)字大于5時(shí)，則進(jìn)1,即所留下的數(shù)末位加 1。 所擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一數(shù)字等于5且其后各數(shù)并非全為 0時(shí)，則進(jìn)1即留下的數(shù)末位加1。 所擬舍去的數(shù)字中，其最左面的第一數(shù)字等于 5且其后各數(shù)全為0時(shí)，所保留的數(shù)末位如為奇數(shù)則進(jìn)1，如為偶數(shù)則不進(jìn)。（0為偶數(shù)）

16、所擬舍去的數(shù)字，并非單獨(dú)的一個(gè)數(shù)字時(shí)，不得對該數(shù)字進(jìn)行連續(xù)的修約，只能按前述 規(guī)則進(jìn)行一次修約?！窘忸}示例】本單元的學(xué)習(xí)，首先要建立測量的概念，理解電工測量中的幾個(gè)常用術(shù)語； 然后要理解 各種類型的誤差產(chǎn)生的原因和消除方法； 最后要著重掌握誤差的表示法、誤差與準(zhǔn)確度的關(guān) 系、測量數(shù)據(jù)的處理方法等。在學(xué)習(xí)的過程中，正確理解基本誤差和附加誤差的區(qū)別、測量結(jié)果的準(zhǔn)確度與儀表的準(zhǔn)確度的區(qū)別是很重要的?！揪毩?xí)1-1】用甲、乙兩塊電壓表測量兩個(gè)不同的電壓，第一次用甲表測量100V電壓時(shí)的示值為98.5V ;第二次用乙表測量10V電壓時(shí)的示值為 9.5V。試求兩次測量的絕對誤差和 相對誤差，并說明哪一次測量

17、的結(jié)果更準(zhǔn)確。指要：電壓測量的絕對誤差U Ux Uo，相對誤差U 100 °。在比較同一U o被測量的多次測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度時(shí)，可用絕對誤差衡量；而在比較不同被測量的測量結(jié)果準(zhǔn)確程度時(shí)，只能用相對誤差來衡量。解：【練習(xí)1-2】用1.5級、量程為250V的電壓表，分別測量 220V和110V電壓，計(jì)算其 最大相對誤差各為多少？根據(jù)計(jì)算結(jié)果說明正確選擇儀表量程的意義。指要：儀表的準(zhǔn)確性是用引用誤差（即滿刻度測量時(shí)的相對誤差）來表示的，其準(zhǔn)確度等級（K）是指最大引用誤差的百分?jǐn)?shù)（ K% -AmaL % ）。也就是說，準(zhǔn)確度等級Am一定的儀表，某一量程下測量的最大絕對誤差便一定了，若被測量偏

18、離量程越遠(yuǎn)，則測量時(shí)的相對誤差便越大，測量結(jié)果便越不準(zhǔn)確。所以，實(shí)際測量時(shí)所選的量程比被測量稍大為好。解：【練習(xí)1-3】用量程為10A的電流表，測量實(shí)際值是9A的電流，若儀表讀數(shù)是 9.2A ,試求測量的絕對誤差和相對誤差各為多少？確定該表的準(zhǔn)確度等級最高為哪一級？指要：根據(jù)測量是的引用誤差（100 00 ）的大小可推算出儀表的準(zhǔn)確度等Am級的范圍（K 100 m），進(jìn)而確定最高準(zhǔn)確度等級。解:【練習(xí)1-4】用標(biāo)準(zhǔn)表對一只 1.0級100mA的電流表進(jìn)行校準(zhǔn)。在電流表的80mA那點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)表的指示值為 79mA則電流表在該點(diǎn)處的絕對誤差、校正值、相對誤差及引用誤差各為 多少？指要：在電工測量前，

19、首先用更高準(zhǔn)確度的標(biāo)準(zhǔn)表對所用電工儀表進(jìn)行檢定，得出各點(diǎn)的修正值（C A Ao Ax ），作出校正曲線或校正表格以便于實(shí)際測量時(shí)得到更準(zhǔn)確 的被測量的值（Ao C Ax）。通過引入校正值，可將由儀表基本誤差引起的系統(tǒng)誤差減 小到可以忽略的程度。解：【練習(xí)1-5】試完成下列有效數(shù)字的各種運(yùn)算（1）47.3+2.04501+10.765+287.075+0.36（2）（3）38.573 X 0.092 X 4.205 X 0.214（4）43.624 - 1.2指要：有效數(shù)字的四則運(yùn)算都是分三步進(jìn)行的：首先對已知數(shù)修約，再運(yùn)算，最后對結(jié)果修約。在對已知數(shù)修約時(shí)，加減運(yùn)算的修約方法與乘除運(yùn)算有別，前

20、者看小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù);后者看有效數(shù)字的位數(shù)。當(dāng)然，對有效數(shù)字修約時(shí)一定要按規(guī)則進(jìn)行。解：（1）(2)電工測量單招教學(xué)導(dǎo)學(xué)案第二單元電工儀表的基本知識-基本知識、磁電系測量機(jī)構(gòu)班級：0720姓名：【新考綱】1、了解電工儀表的分類。2、掌握磁電系測量機(jī)構(gòu)。【復(fù)習(xí)要點(diǎn)】一.電工知識儀表的基礎(chǔ)知識電工儀表是實(shí)現(xiàn)電磁測量過程中所需技術(shù)工具的總稱。其中最常用的是電工指示儀表 （是一種直流儀表）。1.電工指示儀表的組成各種指示儀表的主要作用都是將被測量變換成儀表指針的偏轉(zhuǎn)角。指示儀表通常由測量機(jī)構(gòu)和測量線路兩部分組成，框圖如圖2 1所示。儀表可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角 位移a圖2 1指示儀表的組成方框圖2電工指示儀表的

21、基本工作原理各種指示儀表的基本工作原理是相同的，在每一種儀表的測量機(jī)構(gòu)內(nèi)部都一定有產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、反作用力矩和阻尼力矩的部件。三種力矩共同作用在測量機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部分上，使得儀表能正常工作。 轉(zhuǎn)動(dòng)力矩（M）o轉(zhuǎn)動(dòng)力矩（M） 般由被測量（x）加到測量機(jī)構(gòu)上所產(chǎn)生的電磁力建立的。其特點(diǎn)是M大小總與被測量有著一一對應(yīng)的確定關(guān)系，此外M通常還與儀表指針的偏轉(zhuǎn)角位移a有關(guān)，故可將 M看作是X與a的函數(shù)，即：M=F1（X,a ）。 反作用力矩（Mf）。利用彈性元件（如游絲、張絲、懸絲等）變形產(chǎn)生的機(jī)械力或利用電磁力（如感應(yīng)系電度表），可以產(chǎn)生儀表可動(dòng)部分的反作用力矩（Mf） o M的特點(diǎn)是，它的方向總是與轉(zhuǎn)動(dòng)力

22、矩的方向相反，而其大小則是儀表可動(dòng)部分偏轉(zhuǎn)角位移a（電度表中則是轉(zhuǎn)速3）的函數(shù)，即：M= F2（ a ）。當(dāng)反作用力矩與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相等時(shí)，可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角位移便是關(guān)于被測量的函數(shù)，即：F1（X , a ）= F2（ a ） =：. a = F（x）。從而根據(jù)a可確定被測量X的大小。 阻尼力矩（MP。為縮短儀表指針在平衡位置處的擺動(dòng)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速讀數(shù)，測量機(jī)構(gòu)中還需通過阻尼器來產(chǎn)生阻尼力矩。Mp的特點(diǎn)是，它的方向總是與儀表可動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)方向相反，而大小則與運(yùn)動(dòng)速度成正比。阻尼力矩只是影響了可動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)，而不會影響a的大小。常用的阻尼器有：空氣阻尼器、磁感應(yīng)阻尼器和油阻尼器。3.電工指示儀表的分類

23、與型號電工指示儀表的種類很多，根據(jù)測量機(jī)構(gòu)的工作原理，可分為磁電系、電磁系、電動(dòng)系、 感應(yīng)系、靜電系、整流系等；根據(jù)儀表測量的對象，可分為電流表、電壓表、功率表、電度表、歐姆表、相位表等；根據(jù)儀表工作電路的性質(zhì)，可分為直流儀表、交流儀表和交直流兩 用儀表；根據(jù)儀表的使用方式，可分為安裝式儀表（或稱板式儀表）和可攜式儀表等；根據(jù)儀表的準(zhǔn)確度等級，可分為 0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共七級。 電工指示儀表 的產(chǎn)品型號反映出儀表的用途和工作原理。對安裝式和可攜式儀表的型號，規(guī)定了不同的編制規(guī)則：安裝式儀表的型號由五部分組成。第一、二位的數(shù)字是指形狀代號；第三位的字母為系列代

24、號，是反映測量機(jī)構(gòu)工作原理的漢語拼音字母；第四位為設(shè)計(jì)序號； 第五位是用途號，其字母為被測量的單位符號?？蓴y式儀表的型號由三部分組成。它去除了安裝式儀表型號中的前兩位形狀代號，其余的部分含義相同。4 電工指示儀表的主要技術(shù)要求 要有足夠的準(zhǔn)確度。要求儀表的基本誤差不能超過相關(guān)的規(guī)定，示值的升降差不應(yīng)超過基本誤差的絕對值。 要有合適的靈敏度。儀表靈敏度（S）是指針偏轉(zhuǎn)角的變化量（%）與被測量變化量（ A）的比值，即S=Aa / A。S越高，則量程越?。籗越小低，則儀表的準(zhǔn)確度便越低。 故儀表靈敏度要適合于被測量。 儀表本身消耗的功率要小。儀表的消耗功率越小，則其對被測電路的影響就越小。 要有良好

25、的讀書裝置?？潭炔痪鶆虻膬x表，其靈敏度不是常數(shù)，刻度線越密則靈敏度越低，一般規(guī)定：從黑圓點(diǎn)起的工作部分長度不小于標(biāo)度尺全長的85%二磁電系測量機(jī)構(gòu)1 磁電系測量機(jī)構(gòu)的組成磁電系測量機(jī)構(gòu)是利用永久磁鐵的磁場與載流線圈（即通過電流的線圈）相互作用的原理制成的，其結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)是具有定磁（固定的永久磁鐵）和動(dòng)圈（活動(dòng)線圈），它的結(jié)構(gòu)如圖2 2所示。1 永久磁鐵2 極掌3圓柱形鐵芯4 可動(dòng)線圈5游絲6 指針7 平衡錘4測量機(jī)構(gòu)O）電流途徑圖2 2磁電系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖需要指出的是：極掌和圓柱形鐵芯是由軟磁材料制成；游絲（或張絲、懸絲）的作用 有二：其一是隨著動(dòng)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)，可形成反作用力矩；其二是導(dǎo)流（

26、將電流導(dǎo)入線圈）；閉合鋁框轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，由于電磁感應(yīng)和電磁相互作用而自然形成阻尼力矩；磁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)除了圖中的這種外磁式，還有內(nèi)磁式和內(nèi)外磁式。2 .磁電系測量機(jī)構(gòu)的工作原理當(dāng)永久磁鐵磁場中的動(dòng)圈里有電流通過時(shí)，它便與磁場相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，使動(dòng)圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)。同時(shí)，與動(dòng)圈固定連在一起的游絲，因動(dòng)圈的偏轉(zhuǎn)而產(chǎn)生彈性形變，從而產(chǎn)生反作用力矩，它隨著活動(dòng)部分偏轉(zhuǎn)的角度的增大而增大。當(dāng)反作用力矩增大到與動(dòng)圈的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩相等時(shí)，動(dòng)圈將停留在某一個(gè)位置上，與動(dòng)圈固接在一起的指針便在儀表的標(biāo)度尺上指示出被測量的數(shù)值來。分析可得指針偏轉(zhuǎn)角a與動(dòng)圈中的電流I成正比，兩者關(guān)系為：（巴豈）1，故磁電D系測量機(jī)構(gòu)的靈敏度

27、Si -NBA，式中N為動(dòng)圈匝數(shù)，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度，A為動(dòng)圈有效面積，D為游絲的反作用力矩系數(shù) （其大小由游絲的材料性質(zhì)、形狀和尺寸所決定）。3 磁電系測量機(jī)構(gòu)的技術(shù)特性 準(zhǔn)確度高，靈敏度高。由于磁場很強(qiáng)，使得電磁轉(zhuǎn)矩很大，一方面相對削弱了基本誤差和附加誤差，另一方面也提高了靈敏度So 功率消耗小。這主要是由于動(dòng)圈中的電流很小。 刻度均勻，便于讀數(shù)。這是由于a正比于I o 過載能力小。這是由于動(dòng)圈的導(dǎo)線很細(xì)，過大的電流易燒毀動(dòng)圈同時(shí)使得導(dǎo)流游絲（或張絲、懸絲）過熱而影響其彈性。 只能直接測量值流量。要想測量交流量，需要配用整流器。電工測量單招教學(xué)導(dǎo)學(xué)案第二單元電工儀表的基本知識-磁電系電流表、電

28、壓表班級：0720姓名：【新考綱】1、掌握磁電系電壓表、電流表的工作原理?！緩?fù)習(xí)要點(diǎn)】三磁電系電流表1 結(jié)構(gòu)與工作原理磁電系電流表主要由磁電系測量機(jī)構(gòu)（又稱表頭）和測量線路一一分流器所組成，如圖23所示。若電流表的量程擴(kuò)大到表頭電流量程的n倍，則分析可得所并聯(lián)的分流電阻1RfiRc。（RC為表頭內(nèi)阻）n 1圖2 3 電流表的測量線路當(dāng)被測電流很大（50A以上）時(shí)，由于分流電阻的發(fā)熱嚴(yán)重會影響到測量機(jī)構(gòu)的正常工 作，故通常采用外附分流器，如圖2 4所示。外附分流器的電流端鈕需串接入被測電路中，電位端鈕則需與表頭兩端并聯(lián)。關(guān)于外附分流器的額定值，有兩點(diǎn)說明：額定電流是指整個(gè)電流表擴(kuò)大后的量程，額定

29、電壓則是對應(yīng)于額定電流下的兩電位端鈕間的電壓值（也即表頭的滿偏電壓 Uc RCIc）額定電壓按規(guī)定有六種 ：30mV、45mV 75mV 100mV 150mV300mV對于多量程電流表，其內(nèi)附分流器的接法有兩種，如圖25所示。開路連接時(shí)， 開關(guān)的接觸電阻包含在分流電阻支路內(nèi)， 將造成儀表誤差的增大甚至造成表頭嚴(yán)重過載而損壞，故這種接法在實(shí)際應(yīng)用中一般不采用。（a）分流器外形（b）圖24外附分流器分流器的接法分流器的閉路連接（a）分流器的開路連接（b）2 技術(shù)特性：準(zhǔn)確度高、靈敏度高、功耗小、刻度均勻、內(nèi)阻?。ù?lián)入被測電路后, 對被測電路的影響?。?，過載能力小，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本較高且只能

30、測量直流電流。3 .使用維護(hù)方法 選擇電流表內(nèi)阻時(shí)，要滿足：電流表內(nèi)阻（R0與被測電路內(nèi)阻（R）之比不應(yīng)超過允R許相對誤差（丫）的 1/5，即RA5 要根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇電流表的準(zhǔn)確度、量程和儀表使用條件的組別。 測量過程中，若發(fā)現(xiàn)指針反偏或指針過滿刻度線，應(yīng)立即斷電，待重新接線或調(diào)大量程后再進(jìn)行測量。 對于高靈敏度、高準(zhǔn)確度的微安表和毫安表，使用結(jié)束后要用導(dǎo)線將正負(fù)端鈕接起來， 利用表頭動(dòng)圈短路后對擺動(dòng)呈現(xiàn)的強(qiáng)阻尼作用來保護(hù)測量機(jī)構(gòu)。四. 磁電系電壓表1. 結(jié)構(gòu)和工作原理磁電系電壓表是由磁電系測量機(jī)構(gòu)（或稱表頭）和測量線路一附加電阻所組成，如圖2 6所示。若電壓表的量程擴(kuò)大為表頭的電壓量

31、程（UC RCIC）的m倍，則所需串聯(lián)的附加電阻R* （m 1）Rc。10V5nv圖26磁電系電壓表測量線路圖2 7多量程電壓表的測量線路附加電阻也可以外附，定值外附分壓電阻的額定電流有十種：0.05mA、0.1mA、0.2mA、0.5mA、1mA 5mA 7.5mA、15mA 30mA和60mA使用時(shí)，外附附加電阻的額定電流要與表 頭的滿偏電流相同。多量程電壓表的測量線路通常采用共用式分壓電阻，如圖27所示。量程越大，則儀表內(nèi)阻便越大，但內(nèi)阻與量程的比值一定（其倒數(shù)即為表頭滿偏電流）。電壓表銘牌上所標(biāo)注 的內(nèi)阻即為各量程下的內(nèi)阻與對應(yīng)量程之比，單位為分析可得，電壓表的電壓靈敏度 S/SiRf

32、jRcSRV（S為表頭的電流靈敏度，RV為電壓表的內(nèi)阻），附加電阻越大，則儀表的電壓靈敏度越低。而要制造出高內(nèi)阻的電壓表，必須選擇靈敏度高的表頭（即滿偏電流?。? 技術(shù)特性：準(zhǔn)確度高、靈敏度高、功耗小、刻度均勻、電壓量程廣、內(nèi)阻大（對被測 電路的影響?。溥^載能力小且只能測量直流電壓。3 .使用維護(hù)方法 測量時(shí)，電壓表需并接入被測電路中，如圖28所示。所選電壓表的內(nèi)阻要滿足：R 1 '即rv 5R。圖28電壓表的測量方法 要根據(jù)實(shí)際情況，合理選擇電壓表的準(zhǔn)確度、量程、使用條件的組別。 測量過程中，若發(fā)現(xiàn)指針反偏或指針過滿刻度線，應(yīng)立即斷電，待重新接線或調(diào)大量 程后再進(jìn)行測量。 對

33、于高靈敏度、高準(zhǔn)確度的毫伏表，微伏表，使用結(jié)束后，要用導(dǎo)線將正負(fù)端鈕連接起來。這樣，一方面可避免外界偶發(fā)性強(qiáng)電磁脈沖損壞表頭；另一方面，利用短路下的動(dòng)圈對擺動(dòng)呈現(xiàn)的強(qiáng)阻尼作用來保護(hù)測量機(jī)構(gòu)。電工測量單招教學(xué)導(dǎo)學(xué)案第二單元電工儀表的基本知識-萬用表班級：0720姓名：【新考綱】1 掌握萬用表的結(jié)構(gòu)，并能正確熟練地使用萬用表。【復(fù)習(xí)要點(diǎn)】五. 萬用表萬用表因其功能較多而得名，利用它通常可以測量直流電壓、直流電流、交流電壓、交流電流以及電阻等等。萬用表分為模擬式萬用表、晶體管萬用表和數(shù)字式萬用表三種。1. 萬用表的結(jié)構(gòu)萬用表主要由表頭（通常采用磁電系測量機(jī)構(gòu)）、測量線路和轉(zhuǎn)換開關(guān)所組成。表頭用以指示

34、被測量的數(shù)值；測量線路是用來把各種被測量轉(zhuǎn)換為適合表頭測量的微小直流電流；轉(zhuǎn)換開關(guān)則實(shí)現(xiàn)對不同測量線路的選擇，以適合各種測量要求。一般萬用表的測量線路實(shí)質(zhì)上就是由多量程直流電流表、多量程直流電壓表、多量程整流式交流電壓表、多量程整流式交 流電流表和多量程歐姆表等幾種測量線路組合而成的。2. 萬用表的直流電流擋萬用表的直流電流擋通常都是采用閉路式分流器的電路，如圖29所示。3. 萬用表的直流電壓擋萬用表的直流電壓擋通常都是采用共附加電阻的電路，如圖2 10所示。4. 萬用表的交流電流擋與交流電壓擋將圖29和圖210中的表頭替換為帶表頭的整流電路，即可得到交流電流擋與交流電壓擋的電路。整流電路有半

35、波整流與全波整流兩種，如圖211 （ a）、（b）所示。在半波整流電路中，利用V1管的單向?qū)щ娦钥墒沽鬟^表頭的電流變?yōu)槊}動(dòng)直流電；利用V2管在交流電負(fù)半周導(dǎo)通時(shí)呈現(xiàn)的較小壓降，可保護(hù) V1管，以免V1管承受過高的反向電壓而擊穿。ViV3Vi（a）半波整流電路(b)刻度盤上總是按正弦情況下的交流電需要指出的是，為便于整流式儀表的使用和測量， 有效值來進(jìn)行刻度的。萬用表進(jìn)行交流電流、電壓的測量時(shí)也如此。5. 萬用表的歐姆擋萬用表打到歐姆擋實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)多量程的歐姆表，此時(shí)萬用表內(nèi)的電池作用于電路，整個(gè)萬用表的電路模型就是一個(gè)有源二端線性網(wǎng)絡(luò)。外接待測電阻（FX）后，利用表頭電流與待測電阻值的一一對

36、應(yīng)關(guān)系來進(jìn)行刻度，便可實(shí)現(xiàn)對電阻的測量。需要指出的是： 由于表頭電流與 Rx不是線性關(guān)系，故刻度線的分布是非均勻的，越靠近起始端 刻度線越密，準(zhǔn)確度越低； 為消除由于電池老化而帶來的測量誤差，萬用表的歐姆擋都設(shè)置了零歐姆調(diào)節(jié)器，通常采用分壓式零歐姆調(diào)節(jié)器，如圖2 12所示； 萬用表歐姆刻度尺的中心歐姆值即為該擋下的儀表等效內(nèi)阻值，有效測量范圍則對應(yīng)于（1/1010）倍的歐姆中心值； 多量程的歐姆擋，其倍率是十進(jìn)制的。這是由于各擋下的電路內(nèi)阻彼此之間是十進(jìn)制，也就是使得歐姆中心值彼此之間是十進(jìn)制關(guān)系，如圖2 13所示； 通常萬用表打到最高倍率擋（如 R 10K）時(shí)，電池便改為高電壓的積層電池，其

37、 標(biāo)稱電壓有 4.5V、6V、9V、15V和22.5V等。33OQ56076-417011. 6K0圖 213003R 乂 IQ1010 盤 X1KBe圖 2 126. 萬用表的技術(shù)特性：靈敏度高、防御外磁場能力強(qiáng)、頻率范圍廣、存在波形誤差（全波整流式萬用表所測交流量為非正弦波時(shí)，其波形系數(shù)K 1.11，而萬用表交流測量時(shí)的標(biāo)度尺是按 K 1.11即正弦情況下進(jìn)行刻度的）。7. 萬用表的正確使用萬用表的結(jié)構(gòu)型式多種多樣，在使用之前，必須仔細(xì)了解和熟悉各種部件的作用，分清表盤上各標(biāo)度尺所對應(yīng)測量的量，同時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)： 插孔（或接線柱）的選擇在進(jìn)行測量之前，首先檢查測試棒應(yīng)接在什么位置。紅色

38、測試棒的連線應(yīng)接到紅色接線 柱上或標(biāo)有“+”號的插孔內(nèi)，黑色測試棒的連線應(yīng)接到黑色接線柱上或標(biāo)有“-”的插孔內(nèi)。 測量種類的選擇根據(jù)測量對象的種類，將種類選擇旋鈕旋到正確的位置。尤需注意的是，進(jìn)行電壓測量時(shí)，若誤選了電流擋或電阻擋，極易燒毀表頭。 量程的選擇選擇被測量的大致范圍，將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至該種類區(qū)間的適當(dāng)量限上。 測量電流和電壓時(shí)， 最好使指針指示在滿刻度的 1/2或1/3以上，以使測量更準(zhǔn)確。如果被測量的大致范圍不能 預(yù)先知道，則應(yīng)將量程開關(guān)由高至低調(diào)整測試，直至合適。 正確讀數(shù)根據(jù)測量種類和量程， 在相應(yīng)的標(biāo)度尺上讀數(shù)， 視線應(yīng)與刻度盤表面垂直。 對裝有反射 鏡的萬用表，應(yīng)使鏡中的像雨

39、指針重合后再進(jìn)行讀數(shù)。 歐姆擋的使用注意事項(xiàng)1a. 選擇合適的倍率擋，以使指針指示在歐姆中心處附近（歐姆中心值的 倍至10倍為有效10量程），越靠近中心，測量越準(zhǔn)確。b. 每次更換倍率測量前，都要進(jìn)行歐姆調(diào)零。若無法調(diào)零，則需更換電池。c. 嚴(yán)禁帶電測量，以免燒毀表頭。d. 被測對象不能有并聯(lián)支路，當(dāng)不能肯定是否有其它并聯(lián)支路存在時(shí)，應(yīng)斷開被測電阻一端再進(jìn)行測量。e. 檢測電容器、二極管、三極管質(zhì)量時(shí)，要用低壓高倍率擋（如RX 100或RX 1K）。歐姆擋最高倍率擋是高壓（積層電池電壓較高），而低倍率擋的電流則較大，所有這些都可能損壞元器件。f. 嚴(yán)禁用歐姆擋去直接測量微安表頭、檢流計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)電

40、池等類的儀器儀表。g. 使用間隙期，不要讓兩表筆短接，以免浪費(fèi)電池。 注意操作安全a. 測量過程中，手不要接觸測試棒的金屬部分，以保證安全和測量的準(zhǔn)確度。b. 儀表在測試較大電壓或較大電流時(shí)，不能帶電轉(zhuǎn)換開關(guān)旋鈕，以免開關(guān)觸點(diǎn)上產(chǎn)生電弧燒毀開關(guān)。c. 測量疊加有交流電壓的直流電壓時(shí)，要充分考慮轉(zhuǎn)換開關(guān)的最高耐壓值，以免過高電壓擊OFF'擋。穿開關(guān)中的絕緣材料。d. 萬用表使用結(jié)束后，要將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至交流最高電壓擋或電工測量單招教學(xué)導(dǎo)學(xué)案第二單元班級：0720測量的基本知識-電磁系姓名：【新考綱】1了解電磁系測量機(jī)構(gòu)?！緩?fù)習(xí)要點(diǎn)】六. 電磁系測量機(jī)構(gòu)1 結(jié)構(gòu)與工作原理電磁系測量機(jī)構(gòu)是利用

41、可動(dòng)鐵片與通有電流的固定線圈（簡稱定圈）之間或與被這個(gè)通電線圈磁化的靜止鐵片之間的作用力而產(chǎn)生扭矩的。其結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是具有定圈、定鐵片和動(dòng)鐵片，此外還有產(chǎn)生反作用力矩的游絲（不導(dǎo)流）和產(chǎn)生阻尼力矩的磁感應(yīng)阻尼器（或空氣阻尼器）根據(jù)定圈與動(dòng)鐵片之間的關(guān)系不同，電磁系測量機(jī)構(gòu)又分為吸引型、排斥型和排斥-吸引型三種。1 固定線圈2 可動(dòng)鐵片段 吸引型測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)3 指針4 阻尼片5 游絲6 永久磁鐵7 磁屏2 14 吸引型測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)當(dāng)定圈通電時(shí)產(chǎn)生磁場吸引偏心地裝在轉(zhuǎn)軸上的可動(dòng)鐵片，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩?？蓜?dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，游絲又產(chǎn)生反作用力矩， 當(dāng)兩方面力矩平衡時(shí)，指針便穩(wěn)定在某處， 指示出被測電流

42、 或電壓的數(shù)值來。此外，固接在轉(zhuǎn)軸上的扇形鋁片在永久磁鐵的磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，會因電磁感應(yīng)而形成阻尼力矩；磁屏則是防止永久磁鐵的磁場對定圈的工作磁場形成影響。 排斥型測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖 2 15所示禾U用通電線圈產(chǎn)生的磁場對定片和動(dòng)片磁化，使它們同側(cè)磁極性相同，從而相互排斥 形成轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。1 固定線圈2 固定鐵片3 轉(zhuǎn)軸4 可動(dòng)鐵片5 游絲6 指針7阻尼器8 平衡錘9 磁屏蔽圖2 15排斥型測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖2 16排斥一吸引型測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu) 排斥-吸引型測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2 16所示當(dāng)線圈中通過電流時(shí)， 兩組鐵片同時(shí)被磁化， 鐵片A與B之間A'和B'之間因極性相 同產(chǎn)生排斥作用，而鐵

43、片 A與B'之間和A'和B之間因極性相異而相互吸引，隨著可動(dòng)部 分偏轉(zhuǎn)角的增加，排斥作用逐漸減弱而吸引作用逐漸增強(qiáng)。需要指出的是：a.電磁系測量結(jié)構(gòu)定圈中的電流方向并不影響轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的方向，故電磁系儀表可以測量直流電和交流電；b.分析可得：指針偏轉(zhuǎn)角與定圈中的電流不是線性關(guān)系，故標(biāo)度尺中的刻度線是非均勻分布的；C.電磁系儀表作交流測量時(shí)，其刻度是按正弦波刻度的。2. 技術(shù)特征：結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強(qiáng)、能夠交直流兩用、準(zhǔn)確度較低、靈敏度較低、工作 頻率范圍小、易受外磁場影響。電工測量單招教學(xué)導(dǎo)學(xué)案第二單元班級：0720測量的基本知識-電動(dòng)系姓名：【新考綱】1. 了解電動(dòng)系測量機(jī)構(gòu)。2

44、. 了解電動(dòng)系功率表的結(jié)構(gòu)和工作原理，并能正確使用。【復(fù)習(xí)要點(diǎn)】七. 電動(dòng)系測量結(jié)構(gòu) 1 結(jié)構(gòu)與工作原理電動(dòng)系測量結(jié)構(gòu)是利用通電的固定線圈產(chǎn)生的磁場對可動(dòng)線圈中的電流施加作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩而工作的。其結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是具有固定線圈（定圈）和活動(dòng)線圈（動(dòng)圈），此外還有產(chǎn)生反作用力矩的游絲（同時(shí)對動(dòng)圈導(dǎo)流）和形成阻尼力矩的空氣阻尼器，如圖2 17所示。1 定圈2 空氣阻尼器葉片3 空氣阻尼器外盒4 游絲5 指針6 動(dòng)圈與定圈中的電流I 1和動(dòng)圈中的電流I 2關(guān)系為圖2 17電動(dòng)系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖 分析可得：用于直流測量時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角11 ?丨2 ；用于交流測量時(shí)， 則有1112 cos （ 為

45、定圈電流i1與動(dòng)圈電流i2的相位差）。2 .技術(shù)特性：準(zhǔn)確度高、可交直流兩用、能構(gòu)成多種線路測量多種參數(shù)（電壓、電流、 功率、頻率、相位差等）、易受外磁場影響、儀表功耗大、過載能力小、電動(dòng)系電流表與電 壓表刻度不均與但功率表的刻度是均勻的。3 鐵磁電動(dòng)系測量機(jī)構(gòu)，由于定圈繞在鐵磁材料上，大大加強(qiáng)了定圈的磁場，從而可以在較小的電流下獲得較大轉(zhuǎn)矩。這樣，一方面提高了儀表靈敏度， 另一方面削弱了外磁場對測量的影響。同行也可以采用磁感應(yīng)阻尼器。但采用鐵磁材料也就必然帶來磁滯誤差和交流頻率誤差，故準(zhǔn)確度不高。八. 電動(dòng)系工作原理1 .結(jié)構(gòu)和工作原理電動(dòng)系功率表中測量機(jī)構(gòu)的定圈與負(fù)載串聯(lián)（因定圈電流與負(fù)載

46、電流相同，故定圈又稱 電流線圈）；動(dòng)圈與附加電阻 Rfj串聯(lián)后并聯(lián)在負(fù)載兩端（因支路電壓與負(fù)載電壓相同，故動(dòng)圈支路又稱電壓支路），如圖2 18所示。分析可得：功率表作直流測量時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角圖 2-18與負(fù)載功率成正比，即P UI ；功率表作交流測量時(shí)，指針偏轉(zhuǎn)角與負(fù)載有功功率成正比，即 P UI COS （為u與i的相位差）。2 .多量程功率表功率表的量程有三方面，即電流量程、電壓量程和功率量程。電流量程是指電流線圈所容許通過的最大工作電流；電壓量程是指電壓支路所能承受的最高工作電壓；功率量程則是指電流量程與電壓量程的乘積（它相當(dāng)于指針滿偏時(shí)，功率因數(shù)COS 1的負(fù)載有功功率值）。功率表量程的

47、改變是體現(xiàn)在電流、 電壓量程的變化上。電流量程的改變是通過改變定圈的 兩個(gè)完全相同部分的串、 并聯(lián)接法來實(shí)現(xiàn)的， 如圖219所示。電壓量程的改變，則是利用 電壓線圈串聯(lián)不同阻值的分壓電阻來實(shí)現(xiàn)的，如圖2 20所示。30 JV玄150V圖 220（b）定圈的兩部分并聯(lián)電流量程的改變實(shí)際使用時(shí)，功率表的電流量程要不小于負(fù)載電流；電壓量程要不小于負(fù)載電壓。3.功率表的使用要正確選擇量程。 在選擇功率表的量程時(shí)， 不僅要注意其功率量程是否足夠，定圈的兩部分串聯(lián)圖 219電壓量程的改變還要注意儀表的電流量程以及電壓量程是否與負(fù)載的電流和電壓相適應(yīng)，要做到：電流量程略大于負(fù)載電流且電壓量程略高于負(fù)載電壓。

48、要正確接線電流線圈與電壓線圈的發(fā)電機(jī)端標(biāo)記有“*”或“”或“”。功率表的接線必須遵循“發(fā)電機(jī)端守則”：電流線圈串接入被測電路且發(fā)電機(jī)端接電源；電壓線圈并接入被測電路 且發(fā)電機(jī)端與電流線圈的一端相接為減小線圈功耗對測量結(jié)果準(zhǔn)確度的影響，當(dāng)負(fù)載電阻遠(yuǎn)大于電流線圈電阻時(shí)，通常采用電壓線圈前接法；當(dāng)負(fù)載電阻遠(yuǎn)小于電壓支路等效電阻時(shí)，通常采用電壓線圈后接法。兩種接法的電路如圖221所示。另外，為保證功率表的安全運(yùn)行，常將電流表、電壓表與功率 表配合使用，一監(jiān)視電路的電流、電壓，其接線如圖2 22所示。實(shí)際測量時(shí)，若功率表接線正確，但指針仍反轉(zhuǎn)（這種現(xiàn)象的出現(xiàn)有兩種可能：一是負(fù) 載端含源，處于功能狀態(tài)；二

49、是用兩表法測三相功率）。則切斷電源后將電流線圈的兩端對調(diào)，使之正偏（數(shù)據(jù)處理時(shí)，將該測量結(jié)果取負(fù)值）。此時(shí)，禁止對調(diào)電壓支路的兩端，以免產(chǎn)生較大誤差甚至損壞儀表。 要正確讀數(shù)首先要明確功率表的分格常數(shù)C的大小。若功率表沒有給出，則可用公式求解：U m ImC ，式中Um、Im為電壓、電流的量程；N為標(biāo)度尺滿刻度的格數(shù)， 單位是格（用N符號div表示）；分格常數(shù)C的單位是瓦/格（用符號 W/div表示）。然后根據(jù)指針實(shí)際偏轉(zhuǎn)的格數(shù)n得到被測功率的大?。篜 C?n。4.低功率因數(shù)表當(dāng)負(fù)載功率因數(shù)COS很低時(shí)，一方面儀表的轉(zhuǎn)矩很小，可動(dòng)部分摩擦引起的誤差，儀表 功耗引起的誤差，電感線圈的感抗引起的角

50、誤差將對測量結(jié)果的準(zhǔn)確度形成很大的影響；另方面由于普通功率表的標(biāo)度尺是按額定電壓Um和額定電流Im下，負(fù)載功率因數(shù)COS 1來刻度的，故造成功率表數(shù)很小，讀數(shù)困難。低功率因數(shù)表與普通功率表的區(qū)別主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：低功率因數(shù)表在結(jié)構(gòu)上采用了誤差補(bǔ)償措施。為消除角誤差，通常采用補(bǔ)償電容的方法（使電壓支路變?yōu)殡娮栊噪娐罚?，如圖2 23所示；當(dāng)電壓線圈后接時(shí)， 為消除電壓線圈的功耗所致的測量誤差，通常在電壓支路中串聯(lián)補(bǔ)償線圈（它與電流線圈的結(jié)構(gòu)、匝數(shù)相同），如圖2 24所示；低功率因數(shù)表的標(biāo)度尺是按較低功率因數(shù)（通常取COS m 0.1或0.2 ）來刻度的。這就要求儀表有更 高的靈敏度；低功率因數(shù)表

51、為減小摩擦、提高靈敏度，采用游絲支撐、光標(biāo)指示結(jié)構(gòu)。圖 2 23圖 2 24-事-*- U I cos需要指出的是：低功率因數(shù)表的分格常數(shù) C 丄 m ;使用低功率因數(shù)表時(shí),N被測電路的功率因數(shù) cos不得大于儀表的額定功率因數(shù)cos m，否則會發(fā)生儀表電壓、電流并未達(dá)到額定值，而指針卻已超出滿刻度，造成儀表損壞。5 三相有功功率的測量用單相功率表測量三相有功功率的方法有：一表法、兩表法和三表法。 一表法僅適用于電源、負(fù)載均對稱的三相電路。 其接線方式如圖2 25所示，其中人工中點(diǎn)法用于負(fù)載做 Y型聯(lián)接而中性點(diǎn)不能引出或負(fù)載作聯(lián)接而各相均不能斷開的場合。（Ro等于電壓支路等效電阻）用一表法測量

52、時(shí)，三相有功功率P 3Pi （ R為功率表的讀（c ） 人工中點(diǎn)法 兩表法適用于各種三相三線制電路。其接線方式如圖2 26所示，接線規(guī)則為：電流、電壓線圈的接線均需遵循“發(fā)電機(jī)端守則”，同時(shí)兩儀表的電流線圈應(yīng)分別串接到任意兩根相線上，電壓線圈的另一端則均接在第三根相線上。用兩表法測量時(shí)，三相有功功率P R P2（R,P2分別為兩儀表的讀數(shù)）V圖2 26兩表法測三相有功功率圖2 27三表法測三相有功功率需要注意的是：若其中功率表指針反偏， 則需對調(diào)該表的電流線圈的兩端鈕，使其正偏。此時(shí)的三相有功功率應(yīng)為兩表讀數(shù)之差。三表法適用于各種三相四線制電路。其接線方式如圖227所示。用三表法測量時(shí)，三相有

53、功功率 p R p2 p3（R,F2,P3分別為三只儀表的讀數(shù)）。6 .三相無功功率的測量適當(dāng)改換單相功率表的接線方式，可進(jìn)行三相無功功率的測量。其方法有：一表跨相法、兩表跨相法和三表跨相法。一表跨相法僅適用于電源、負(fù)載均對稱的三相電路。其接線方式如圖2 28所示。三相無功功率Q j3Qr （ Q1為功率表讀數(shù)）。三相對賈載圖2 29兩表跨相法三相對稱負(fù)載* WcU圖2 30三表跨相法 兩表跨相法適用于電源、負(fù)載均對稱的三相電路。其接線方式如圖2 29所示。三相無功功率Q（Qi Q2）（Qi,Q2分別為兩功率表讀數(shù)）。2 三表跨相法適用與電源對稱的三相電路。其接線方式如圖2 30所示。三相無功

54、功率,3Q （Qi Q2 Q3）（Qi,Q2,Q3分別為三值功率表的讀數(shù)。3九. 單相感應(yīng)系電度表1結(jié)構(gòu)與工作原理單相感應(yīng)系電度表的基本結(jié)構(gòu)如圖2 31所示，它由四部分組成：驅(qū)動(dòng)部分（又稱電動(dòng)部件）、轉(zhuǎn)動(dòng)部分、制動(dòng)部分和積算機(jī)構(gòu)（又稱計(jì)度器，如圖 2 32所示）。其中，驅(qū)動(dòng)部件 又包括電流元件（由線圈和鐵芯所組成）和電壓元件（也由線圈和鐵芯組成）。電流線圈匝數(shù)較少且導(dǎo)線較粗， 它與負(fù)載相串聯(lián)；電壓線圈匝數(shù)較多且導(dǎo)線較細(xì)， 它與負(fù)載相并聯(lián)；鐵 芯都是由硅鋼片疊合而成的。圖 2 31圖 2 32當(dāng)電流元件和電壓元件的線圈通電后產(chǎn)生交變磁場，使鋁盤中感應(yīng)出渦流，該渦流與交 變磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩， 使鋁盤轉(zhuǎn)動(dòng)；而鋁盤在永久磁鐵的磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)又會感應(yīng)