常用的電工儀表及安全使用課件

1、 常用電工儀表及安全使用電工儀表的種類電測(cè)量指示儀表的組成及基本原理全有文檔 電工儀表的種類1測(cè)量各種電磁量的儀表、儀器統(tǒng)稱為電工儀表；電工儀表不僅可測(cè)量電磁量，通過相應(yīng)的變換器可測(cè)量非電量；指示儀表、記錄儀表按測(cè)量方法電測(cè)量指示儀表比較儀器按技術(shù)類型模擬儀表數(shù)字儀表智能儀表電工儀表的種類2電測(cè)量指示儀表 ：電表量指示儀表又稱直讀儀表，各種交直流電流表、電壓表、功率表、萬(wàn)用表、多系電測(cè)量指示儀表 。比較儀器 ：用比較法測(cè)量的儀表，如各類電橋測(cè)量?jī)x表。電工儀表的種類3按準(zhǔn)確度等級(jí)可分為：.1、.2、.5、.0、.5、.5、.0 七級(jí)。按使用環(huán)境條件按外殼防護(hù)性能按儀表防御外界磁場(chǎng)或電場(chǎng)影響的性能

2、按讀數(shù)裝置：可分為指針式、光指示式按使用方式：可分為安裝式、可攜式等按工作原理：分為磁電系、電磁系、電動(dòng)系、感應(yīng)系、靜電系、整流系、數(shù)字式等。電工儀表的表面標(biāo)記和型號(hào)定義電工儀表的表面標(biāo)記 型號(hào)定義開關(guān)板式儀表的型號(hào)組成攜帶式儀表的型號(hào)組成部分電工儀表圖片發(fā)展趨勢(shì)數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化小型化電工儀表常見的表面標(biāo)記符號(hào)電工儀表標(biāo)記符號(hào)電流表安培表 毫安表電壓表 千伏表 功率表瓦特表 電能表電度表 電工儀表標(biāo)記符號(hào)開關(guān)板式儀表的型號(hào)組成測(cè)量機(jī)構(gòu)的組成-驅(qū)動(dòng)裝置固定部分可動(dòng)部分產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的驅(qū)動(dòng)裝置 為了使電測(cè)量指示儀表的指針能夠在被測(cè)量的作用下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，就必須有一個(gè)能產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的驅(qū)動(dòng)裝置，不同類型的

3、儀表，驅(qū)動(dòng)原理也不一樣對(duì)電磁系、電動(dòng)系儀表M=F（X,)對(duì)磁電系儀表M=F（X)測(cè)量機(jī)構(gòu)的組成-阻尼裝置1產(chǎn)生阻尼力矩d的阻尼裝置可動(dòng)部分具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，會(huì)造成指針在平衡位置附近來(lái)回?cái)[動(dòng)。為了盡快讀數(shù)，測(cè)量機(jī)構(gòu)必須設(shè)有吸收這種振蕩能量的阻尼裝置，以便產(chǎn)生與可動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)方向相反的力矩，即阻尼力矩。常用的阻尼裝置有兩種，一種是空氣阻尼器，另一種是電磁阻尼測(cè)量機(jī)構(gòu)的組成-阻尼裝置1產(chǎn)生阻尼力矩d的阻尼裝置可動(dòng)部分具有一定的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，會(huì)造成指針在平衡位置附近來(lái)回?cái)[動(dòng)。為了盡快讀數(shù)，測(cè)量機(jī)構(gòu)必須設(shè)有吸收這種振蕩能量的阻尼裝置，以便產(chǎn)生與可動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)方向相反的力矩，即阻尼力矩。常用的阻尼裝置有兩種，一

4、種是空氣阻尼器，另一種是電磁阻尼測(cè)量機(jī)構(gòu)的組成-其它裝置除了以上三種主要裝置外，還應(yīng)有指示裝置，即指針式的指針與度盤、光標(biāo)式的光路系統(tǒng)和刻度尺、調(diào)零器、平衡錘、止動(dòng)器、外殼等部分。內(nèi)容提要磁電系儀表結(jié)構(gòu)磁電系儀表工作原理磁電系儀表 用途：磁電系儀表在電工儀表中占有重要地位。它廣泛地應(yīng)用于直流電流和直流電壓的測(cè)量。與整流元件配合，可以用于交流電流與電壓的測(cè)量，與變換電路配合，還可以用于功率、頻率、相位等其它電量的測(cè)量，還可以用來(lái)測(cè)量多種非電量，例如溫度，壓力等。當(dāng)采用特殊結(jié)構(gòu)時(shí)，可制成檢流計(jì)。磁電系儀表問世最早，由于近年來(lái)磁性材料的發(fā)展使它的性能日益提高，成為最有發(fā)展前景的指示儀表之一。本章主要

5、介紹磁電系儀表的類型、結(jié)構(gòu)、工作原理、特性及其應(yīng)用。磁電系儀表結(jié)構(gòu)組成1結(jié)構(gòu)：磁電系儀表根據(jù)磁路形式的不同，分為外磁式，內(nèi)磁式和內(nèi)外磁結(jié)合式三種結(jié)構(gòu)。外磁式測(cè)量機(jī)構(gòu)如圖，由于永久磁鐵放在可動(dòng)線圈之外，所以稱為外磁式。整個(gè)結(jié)構(gòu)為兩大部分，即固定部 分和可動(dòng)部分。固定部分由永久磁鐵、極掌和固定在支架上的圓柱形鐵心構(gòu)成。磁電系儀表結(jié)構(gòu)組成2磁鐵由硬磁材料做成；而極掌與鐵心則用導(dǎo)磁很高的軟磁材料做成。鐵心放在極掌之間，并與極掌形成一個(gè)磁場(chǎng)均勻的環(huán)形氣隙?？蓜?dòng)部分由繞在鋁框架上的可動(dòng)線圈、線圈兩端的兩個(gè)半軸、與轉(zhuǎn)軸相連的指針、平衡錘以及游絲所組成。整個(gè)可動(dòng)部分支承在軸承上，線圈位于環(huán)形氣隙之中。磁電系儀

6、表工作原理（定性）當(dāng)可動(dòng)線圈通以電流以后，在永久磁鐵的磁場(chǎng)作用下，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)。反作用力矩通常由游絲產(chǎn)生，磁電系儀表的游絲一般有兩個(gè)，而且兩個(gè)游絲的繞向相反，游絲一端與可動(dòng)線圈相連，另一端固定在支架上，它的作用既產(chǎn)生反作用力矩，同時(shí)又是將電流引進(jìn)可動(dòng)線圈的引線。阻尼力矩由繞制線圈的鋁架產(chǎn)生，其原理見圖當(dāng)鋁架在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，閉合的鋁架切磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電流e，這個(gè)渦流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生一個(gè)電磁阻尼力矩a，顯然阻尼力矩的方向與鋁框架運(yùn)動(dòng)方向相反，因此能使指針較快停在讀數(shù)位置，當(dāng)然鋁架上的線圈與外電路也會(huì)構(gòu)成閉合回路，同樣也會(huì)產(chǎn)生阻尼力矩。磁電系儀表產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩示意圖磁電系儀表表頭參數(shù)滿偏電

7、流（ 表頭量程）Ig一般幾十A幾十mA表頭內(nèi)阻Rg(線圈+游絲直流電阻）一般幾十歐 幾百歐注意：表頭內(nèi)阻不能直接用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量，否則會(huì)燒毀表頭線圈。電磁系儀表電磁系儀表是測(cè)量交流電壓與交流電流的最常用一種儀表。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，過載能力強(qiáng)、造價(jià)低廉以及交直流兩用等一系列優(yōu)點(diǎn)。在實(shí)驗(yàn)室和工程儀表中應(yīng)用十分廣泛；電磁系儀表的結(jié)構(gòu)有吸引型、推斥型和吸引推斥型三種。結(jié)構(gòu)如下圖，固定線圈和偏心裝在轉(zhuǎn)軸的可動(dòng)鐵芯、轉(zhuǎn)軸上還裝有指針、阻尼翼片、游絲；當(dāng)線圈通有電流時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，偏心鐵片被磁化，而與固定線圈互相吸引，產(chǎn)生偏心力矩，而帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)。在線圈通有交流電流的情況下，由于兩鐵片的極性同時(shí)改變，所以仍然

8、產(chǎn)生推斥力。結(jié)構(gòu)原理排斥型儀表結(jié)構(gòu)阻尼原理阻尼原理電磁系儀表一般采用磁感應(yīng)阻尼，它是利用阻尼翼片切割永久磁鐵的磁場(chǎng)，使翼片中形成渦流ie，此電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生阻尼力矩見圖因?yàn)殡姶畔祪x表的測(cè)量線圈磁場(chǎng)很弱，故阻尼磁鐵必須用軟磁材料屏蔽。電磁系儀表除用磁感應(yīng)阻尼外，還有采用空氣阻尼的。原理電磁系儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是靠通以被測(cè)電流的線圈與鐵芯的吸引力產(chǎn)生的，從電工理論可知，線圈的磁場(chǎng)能量為上式表示，在直流的情況下，電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角，與電流的平方成比例，由于線圈的自感會(huì)隨著可動(dòng)鐵心偏轉(zhuǎn)而發(fā)生變化，則可動(dòng)部分偏轉(zhuǎn)角還與成比例。圖表示吸引型電磁系儀表可動(dòng)鐵心磁化受力的原理。I被側(cè)電流值，L線

9、圈自感系數(shù)電磁系儀表技術(shù)特性靈敏度低。受外磁場(chǎng)的影響大。刻度不均勻?？蓜?dòng)線圈的偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)電流的平方而變化。電流小時(shí)，偏轉(zhuǎn)角較小，讀數(shù)困難，不易準(zhǔn)確。功耗損耗大過載能力強(qiáng)。被測(cè)電流不通過儀表游絲和可動(dòng)線圈，直接通過固定線圈，固定線圈導(dǎo)線加粗，允許通過較大的電流?？蓽y(cè)量交直流。測(cè)量交流時(shí)，儀表所指示的數(shù)值是交流電的有效值。電動(dòng)系儀表電動(dòng)系儀表用于交流精密測(cè)量及作為標(biāo)準(zhǔn)表，與電磁系相比最大區(qū)別是以可動(dòng)線圈代替可動(dòng)鐵芯，可以消除磁滯和渦流的影響，使它的準(zhǔn)確度得到提高。另外電動(dòng)系有固定和可動(dòng)兩套線圈，可以用來(lái)測(cè)量象功率、電能等這類與兩個(gè)電量有關(guān)的物理量。電動(dòng)系儀表是由可動(dòng)線圈中電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)與一個(gè)或

10、幾個(gè)固定線圈中的電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用而工作的儀表。電動(dòng)儀表驅(qū)動(dòng)裝置=固定線圈+可動(dòng)線圈電動(dòng)系儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)電動(dòng)系儀表的結(jié)構(gòu)電動(dòng)系儀表的結(jié)構(gòu)如圖所示。固定線圈分為二段，目的是為了獲得較均勻的磁場(chǎng)分布，也便于改換電流量程?？蓜?dòng)部分包括可動(dòng)線圈、指針、阻尼翼片等。它們均固定在轉(zhuǎn)軸上。游絲既作為產(chǎn)生反作用力矩又作為引導(dǎo)電流的元件。阻尼力矩由空氣阻尼裝置產(chǎn)生，圖中為阻尼箱。若把固定線圈繞在鐵心上，就構(gòu)成鐵磁電動(dòng)系儀表。這種儀表優(yōu)點(diǎn)是：磁場(chǎng)強(qiáng)、轉(zhuǎn)矩大。但由于鐵磁材料的磁滯和渦流損耗，會(huì)造成誤差。鐵磁材料因?yàn)榇嬖诜蔷€性影響故對(duì)鐵心材料要求較高，多用于安裝式儀表。電動(dòng)系儀表的原理電動(dòng)系儀表的固定線圈通入直

11、流電流I1，產(chǎn)生一磁場(chǎng)其磁感應(yīng)強(qiáng)度為1，若可動(dòng)線圈通入電流I2，則可動(dòng)線圈在磁場(chǎng)中受到電磁力矩M。并在這個(gè)力矩的作用下，驅(qū)使它產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，如圖所示。直流時(shí)：上式表示，電動(dòng)系儀表測(cè)量直流時(shí)，其可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角與兩線圈電流的乘積有關(guān)，可測(cè)交流。電動(dòng)系儀表的原理上式表示，電動(dòng)系儀表測(cè)量直流時(shí)，其可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角與兩線圈電流的乘積成比例，兩線圈通入交流時(shí)：電動(dòng)系儀表的原理上式表明，如果電動(dòng)系儀表用來(lái)測(cè)量交流其指針偏轉(zhuǎn)角與兩線圈的電流有效值和它們間的相位差余弦的乘積有關(guān)。技術(shù)特性準(zhǔn)確度高。可以達(dá)0.1級(jí)。特別的交流電進(jìn)行精密測(cè)量可以交直流兩用，可精確測(cè)量電壓、電流、功率還可以測(cè)量功率因數(shù)、頻率、電容、電感

12、和相位差易受外磁場(chǎng)影響本身消耗的功率較大過載能力差。可動(dòng)線圈和游絲截面積小。電動(dòng)系電流表、電壓表的標(biāo)度尺刻度不均勻，轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與通過固定線圈的電流和可動(dòng)線圈電流積有關(guān)什么是測(cè)量所謂測(cè)量，是指用實(shí)驗(yàn)的方法，將被測(cè)量（未知量）與已知的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，以得到被測(cè)量大小的過程；是對(duì)被測(cè)量定量認(rèn)識(shí)的過程。什么是電工測(cè)量是指把被測(cè)的電量或磁量直接或間接地與作為測(cè)量單位的同類物理量（或者可以推算出被測(cè)量的異類物理量）進(jìn)行比較的過程。測(cè)量方式分類直接測(cè)量：直接測(cè)量指的是被測(cè)量與度量器直接進(jìn)行比較，或者采用事先刻好刻度數(shù)的儀器進(jìn)行測(cè)量，從而在測(cè)量過程中直接求出被測(cè)量的數(shù)值。這種方式稱為直接測(cè)量。間接測(cè)量：如被測(cè)量

13、不便于直接測(cè)定，或直接測(cè)量該被測(cè)量的儀器不夠準(zhǔn)確，那么就可以利用被測(cè)量與某種中間量之間的函數(shù)關(guān)系，先測(cè)出中間量，然后通過計(jì)算公式，算出被測(cè)量的值，這種方式稱為間接測(cè)量。如測(cè)長(zhǎng)、寬求面積；測(cè)電流電壓求功率等。測(cè)量方式分類組合測(cè)量：如果被測(cè)量有多個(gè)，雖然被測(cè)量（未知量）與某種中間量存在一定函數(shù)關(guān)系，但由于函數(shù)式有多個(gè)未知量，對(duì)中間量的一次測(cè)量是不可能求得被測(cè)量的值。這時(shí)可以通過改變測(cè)量條件來(lái)獲得某些可測(cè)量的不同組合，然后測(cè)出這些組合的數(shù)值，解聯(lián)立方程求出未知的被測(cè)量。比較測(cè)量：比較法是指被測(cè)量與已知的同類度量器在比較器上進(jìn)行比較，從而求得被測(cè)量的一種方法。這種方法用于高準(zhǔn)確度的測(cè)量 。 測(cè)量方式分

14、類零位法：被測(cè)量與已知量進(jìn)行比較，使兩者之間的差值為零，這種方法稱為零位法。例如電橋、天平、桿秤 、檢流計(jì)偏位發(fā) ：被測(cè)量直接作用于測(cè)量機(jī)構(gòu)使指針等偏轉(zhuǎn)或位移以指示被測(cè)量大小。替代法 ：替代發(fā)是將被測(cè)量與已知量先后接入同一測(cè)量?jī)x器，在不改變儀器的工作狀態(tài)下，使兩次測(cè)量?jī)x器的示值相同，則認(rèn)為被測(cè)量等于已知量。例如曹沖稱象。內(nèi)容提要誤差的基本概念儀表的誤差和準(zhǔn)確度誤差的概念在一定條件下，被測(cè)量客觀存在的確定值，稱為真值。誤差是測(cè)量值與真值相差的程度。誤差公理：測(cè)量的過程必然存在著誤差，誤差自始至終存在于一切科學(xué)實(shí)驗(yàn)和測(cè)量的過程之中。因此研究誤差規(guī)律，并盡量減小誤差是測(cè)量的任務(wù)之一。誤差的產(chǎn)生原因1

15、、儀器本身；因?yàn)槿魏蝺x器都有一定的靈敏域和精確度。2、環(huán)境的變更；如溫度，緯度，濕度，電磁場(chǎng)的變化。3、實(shí)驗(yàn)方法所限；方法不同結(jié)果不一樣。如抽樣調(diào)查中的代表性誤差（抽樣平均誤差）， 4、操作人員的素質(zhì)。每個(gè)人生理?xiàng)l件的不同，受教育，訓(xùn)練的程度不同。5、值得強(qiáng)調(diào)的是，誤差不是錯(cuò)誤，測(cè)量結(jié)果包含了誤差范圍恰恰是測(cè)量結(jié)果正確和科學(xué)的表達(dá)。測(cè)量結(jié)果數(shù)值要用有效數(shù)字來(lái)表示。誤差的表示方法1絕對(duì)誤差相對(duì)誤差引用誤差n最大引用誤差mn誤差的表示方法2絕對(duì)誤差：測(cè)量值A(chǔ)x與被測(cè)量真值A(chǔ)0之差= Ax- A0相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與真值A(chǔ)0之比，并用百分?jǐn)?shù)表示。 =引用誤差：儀表某一刻度點(diǎn)讀數(shù)的絕對(duì)誤差比上儀表量程

16、上限Am ，并用百分?jǐn)?shù)表示。 n= A0Amx100%x100%誤差的表示方法3最大引用誤差：儀表在整個(gè)量程范圍內(nèi)的最大示值的絕對(duì)誤差m比儀表量程上限Am ，并用百分?jǐn)?shù)表示。 mn=Ammx100%關(guān)于真值實(shí)際上，真值是難于得到的，實(shí)際中，人們通常用兩種方法來(lái)近似確定真值，并稱之為約定真值。一種方法是采用相應(yīng)的高一級(jí)精度的計(jì)量器具所復(fù)現(xiàn)的被測(cè)量值來(lái)代表真值，另一種方法是在相同條件下多次重復(fù)測(cè)量的算術(shù)平均值來(lái)代表真值。另外在產(chǎn)品檢測(cè)中，某項(xiàng)被測(cè)量的設(shè)計(jì)指標(biāo)，既標(biāo)稱值視作已知真值，而測(cè)量值與標(biāo)稱值之差，就是產(chǎn)品制作誤差（注意：這里的測(cè)量值與其算術(shù)平均值之差才是測(cè)量誤差）。理論值作為真值，如三角形內(nèi)

17、角和為1800例1-1 1-1 用以電壓表測(cè)量某電壓，其讀數(shù)為201V，而標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)（認(rèn)為是真值）為200V，求絕對(duì)誤差。=Ax-A0=201-200=1(V)1-2 用一 電壓表測(cè)200V電壓，絕對(duì)誤差為+1V，用另一電壓表測(cè)20V電壓，絕對(duì)誤差為+0.5V，求相對(duì)誤差？ 分析上例中前者的絕對(duì)誤差大于后者，但誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，后者卻大于前者。因此衡量對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，要用相對(duì)誤差。儀表的誤差儀表的誤差：儀表指示值與被測(cè)量真值之間相差程度儀表誤差的分類基本誤差：在規(guī)定條件下，儀表本身所產(chǎn)生的誤差；附加誤差：在規(guī)定條件之外，所產(chǎn)生的誤差；儀表的準(zhǔn)確度儀表的準(zhǔn)確度：在規(guī)定使用條件下，儀表最大

18、引用誤差絕對(duì)值的百分?jǐn)?shù)；它表示儀表指示值與被測(cè)量真值之間接近的程度；即 K%=GB776-76電測(cè)量指示儀表通用技術(shù)條件給儀表規(guī)定了7個(gè)等級(jí)準(zhǔn)確度。Ammx100%儀表準(zhǔn)確度等級(jí)0.10.20.51.01.52.55.0基本誤差(%)0.10.20.51.01.52.55.0分析通常儀表的絕對(duì)誤差在儀表標(biāo)尺的全長(zhǎng)上基本保持恒定，因而相對(duì)誤差會(huì)隨著被測(cè)量的減小逐漸增大，所以相對(duì)誤差的數(shù)值并不能說(shuō)明儀器的優(yōu)劣，只能說(shuō)明測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。引用誤差則由于式中的分子、分母都由儀表本身性能所決定，不隨被測(cè)量變化，所以用其來(lái)表示儀表的準(zhǔn)確程度。例題例：檢定.級(jí)、上限為的電壓表，發(fā)現(xiàn)分度點(diǎn)的誤差為，并且較其

19、它各分度點(diǎn)的誤差為大，該電壓表的最大引用誤差為，因此該電壓表合格。例：某待測(cè)電壓約為，現(xiàn)有.級(jí)300和.級(jí)兩個(gè)電壓表，問用哪一個(gè)電壓表測(cè)量較好？分析此例說(shuō)明，如果量程選擇恰當(dāng)，用.級(jí)儀表比用.級(jí)儀表測(cè)量誤差還小。因此，在選用儀表時(shí)，應(yīng)根據(jù)被測(cè)量的大小，兼顧儀表的等級(jí)和量程或測(cè)量上限，合理地選擇儀表。為充分利用儀表的準(zhǔn)確度，被測(cè)量的值應(yīng)在儀表量程上限的%-9%為好。內(nèi)容提要誤差的分類誤差的消除方法精密度、準(zhǔn)確度（正確度） 、精確度概念誤差從性質(zhì)上分類、特點(diǎn) 誤差從性質(zhì)上可分為三大類，即：系統(tǒng)誤差 隨機(jī)(偶然)誤差 疏失誤差（粗大誤差、過失誤差） 系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差是指按一定規(guī)律出現(xiàn)的誤差

20、；在同一條件下，多次重復(fù)測(cè)試同一量時(shí)，誤差的數(shù)值和正負(fù)號(hào)有較明顯的規(guī)律。系統(tǒng)誤差通常在測(cè)試之前就已經(jīng)存在，而且在試驗(yàn)過程中，始終偏離一個(gè)方向，在同一試驗(yàn)中其大小和符號(hào)相同。例如，電壓表示值的偏差等。特征：有其對(duì)應(yīng)的規(guī)律性，它不能依靠增加測(cè)量次數(shù)來(lái)加以消除，一般可通過試驗(yàn)分析方法掌握其變化規(guī)律，并按照相應(yīng)規(guī)律采取補(bǔ)償或修正的方法加以消減。隨機(jī)誤差（偶然誤差）1隨機(jī)誤差（偶然誤差）：在同一條件下，對(duì)某一量多次重復(fù)測(cè)量時(shí)，各次的大小和符號(hào)均以不可預(yù)定的規(guī)律變化的誤差，謂之隨機(jī)誤差或偶然誤差。是具有不確定性的一類誤差。它的產(chǎn)生是由測(cè)量過程中出現(xiàn)的各種各樣不顯著而又難于控制的隨機(jī)因素綜合影響所造成。特征

21、：個(gè)別出現(xiàn)的偶然性而多次重復(fù)測(cè)量總體呈現(xiàn)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，服從高斯（GASS）分布，也稱正態(tài)分布；無(wú)法消除。 其統(tǒng)計(jì)特征如下：有界性 對(duì)稱性 單峰性 遞減性由于隨機(jī)誤差具有以上這些特性，所以在工程上可以對(duì)被測(cè)量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量的算術(shù)平均值表示被測(cè)量的真值。隨機(jī)誤差（偶然誤差）268.3%95.5%99.7%疏失誤差（粗大誤差、過失誤差）過失誤差：測(cè)量誤差明顯地超出正常值，由于人員的疏失，如測(cè)錯(cuò)、讀錯(cuò)、記錯(cuò)或計(jì)算錯(cuò)誤等；或測(cè)試條件突變所致。含有過失誤差的測(cè)量數(shù)據(jù)是不能采用的，必須利用一定的準(zhǔn)則從測(cè)得的數(shù)據(jù)中剔除。如比賽中采用的“去掉一個(gè)最大值和最小值的計(jì)分方法，以及數(shù)據(jù)處理中常采用的3原則等既是典型的例

22、子。第三節(jié) 電流和電壓的測(cè)量磁電系電流表：磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的指針偏轉(zhuǎn)角與流過動(dòng)圈的電流成正比，所以它本身就是一個(gè)電流表。但線圈線徑較細(xì)，不可能流過較大電流，只能制成毫安級(jí)的電流表。若進(jìn)行較大電流的測(cè)量，必須在測(cè)量電路上采取措施，使被測(cè)量通過測(cè)量電路改變成測(cè)量機(jī)構(gòu)所能接受的小電流。通常采用分流器達(dá)到此目的。單量程擴(kuò)程磁電系電流表單量程電流表n=I/Ig； n=(Rg+Rs)/Rs Rs 分流電阻 Rg 表頭內(nèi)阻 n擴(kuò)程倍數(shù)（分流系數(shù)）磁電系電流表擴(kuò)程2【例 2-1】 由一只磁電系表頭，滿偏電流為500A，內(nèi)阻為500，現(xiàn)在要把它制成限量為1A的電流表，問應(yīng)選阻值為多少的分流電阻？解：分流系數(shù)為由式

23、（2-7）可以得出分流電阻為多量程擴(kuò)程磁電系電流表原理圖磁電系電流表外附分流器1附著分流器電流的增大，分流器的功率損耗也要加大，相應(yīng)就要加大尺寸。一般電流不大的可做成內(nèi)附式，直接裝在儀表內(nèi)部。電流大的，做成單獨(dú)裝置，稱為外附式，如圖磁電系電流表外附分流器2從圖可以看出，分流器有兩對(duì)接頭，一對(duì)叫電流接頭，與負(fù)載串聯(lián)，另一對(duì)在內(nèi)側(cè)，叫做電位接頭，與測(cè)量機(jī)構(gòu)并聯(lián)。這種連接方法可以使分流電阻中不包含接觸電阻，減少接觸電阻對(duì)測(cè)量誤差的影響。外附分流器上一般不標(biāo)明電阻值，而標(biāo)明“額定電流”和“額定電壓”。額定電流是指電流表量限擴(kuò)大后的最大電流值；額定電壓是指當(dāng)分流器工作在額定電流下，分流器電位端鈕兩端的電

24、壓值。常用規(guī)格有mv和mv兩種。特殊要求外附分流器60mV 50mV 100mV等各種規(guī)格。磁電系儀表使用電流表應(yīng)與負(fù)載串聯(lián)電壓表應(yīng)與負(fù)載并聯(lián)磁電系電壓表基本電路磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的偏轉(zhuǎn)角與流過它的電流成正比。由于測(cè)量機(jī)構(gòu)的內(nèi)阻R c固定，根據(jù)=IR，也與U成正比，即SU測(cè)量機(jī)構(gòu)電壓靈敏度。故磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)同時(shí)也是一個(gè)最簡(jiǎn)單的電壓表。直接測(cè)量時(shí)只能測(cè)量較低的電壓（不超過mv級(jí)）。此外，由于線圈內(nèi)阻Rc受溫度的影響較大，在被測(cè)電壓為定值時(shí)偏轉(zhuǎn)角將隨溫度而變，影響準(zhǔn)確度。由于以上原因，磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)不能直接用作電壓表。磁電系電壓表擴(kuò)程方法 串聯(lián)附加電阻的辦法，如圖附加電阻由錳銅或其它電阻溫度系數(shù)小的材

25、料制成。磁電系電壓表擴(kuò)程附加電阻也有內(nèi)附式和外附式兩種，附加電阻大，意味著功耗越小。小功耗的附加電阻一般都做成內(nèi)附式，多量程電壓表可以把附加電阻做成分段式。有時(shí)附加電阻也稱為倍壓器。例：有一磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)，其滿偏電流為200A，內(nèi)阻為300，欲改成60量程的電壓表，應(yīng)接多大附加電阻。 解：磁電系電壓表參數(shù)電壓表內(nèi)阻越大，對(duì)被測(cè)電路的影響越小，測(cè)量誤差越小。電壓表各量程內(nèi)阻與相應(yīng)電壓量程的比值是一個(gè)常數(shù)，單位為“/V，此值常標(biāo)注于刻度盤上。是電壓表的重要參數(shù)，其值越大越好電動(dòng)系電壓表在電流表的基礎(chǔ)上串聯(lián)附加電阻構(gòu)成電動(dòng)系電壓表電動(dòng)系電壓表電動(dòng)系電壓表可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)電壓的平方有關(guān)，其標(biāo)尺同

26、樣具有平方特性，為不均勻刻度。多量限的電動(dòng)系電壓表，主要是利用附加電阻的改變來(lái)實(shí)現(xiàn)的。附加電阻的接法見圖。電動(dòng)系電壓表和電磁系電壓表一樣，既要保證線圈能產(chǎn)生足夠的磁化力，又要盡量減少匝數(shù)，以免產(chǎn)生頻率誤差和溫度誤差。所以電動(dòng)系電壓表具有較大表耗電流，或者說(shuō)它的內(nèi)阻比較小。有些電壓表為了適應(yīng)較寬頻率范圍的測(cè)量，可采用并聯(lián)電容的辦法，如圖所示電動(dòng)系功率表電動(dòng)系功率表有兩個(gè)線圈，其中固定線圈與負(fù)載串聯(lián)，以反映負(fù)載的電流；可動(dòng)線圈串接一定的附加電阻，然后與負(fù)載并聯(lián)，以反映負(fù)載的電壓，其電路見圖。電動(dòng)系功率表如果功率表接在直流電路上，則通過線圈的電流I 1就等于負(fù)載電流，通過可動(dòng)線圈的電流I2，在附加電

27、阻和線圈電阻保持不變的情況下，正比于負(fù)載兩端的電壓，即：電動(dòng)系功率表如果功率表接在交流電路上，并假使附加電阻Rad較大，并聯(lián)支路（電壓支路）的感抗可略去不計(jì)，電流（固定）線圈電流I1。又由于并聯(lián)支路已假定為阻性電路，I2與同相，所以I1與I2之間的相位差角就等于與之間的相位差，其相量關(guān)系見圖?？梢姡妱?dòng)系功率表既可用來(lái)測(cè)量直流功率也可以用來(lái)測(cè)量交流功率，并且可?用同一刻度。功率表的選擇及使用方法功率表量程包括功率、電壓、電流三個(gè)因素。功率量程表示負(fù)載功率因數(shù)cos=1，電流和電壓均為額定值時(shí)的乘積。若cos，即使電壓與電流均達(dá)額定，功率也不會(huì)達(dá)到額定值。可見功率表的量程選擇，實(shí)則就是選擇電流和

28、電壓的額定值。在實(shí)際測(cè)量中，為保護(hù)功率表，應(yīng)接入電流表和電壓表，以監(jiān)視負(fù)載電流和電壓不超過功率表的額定電壓和額定電流。功率表的選擇及使用方法例：有一感性負(fù)載，其功率約為1000W，功率因數(shù)為0.8，工作在220V電路中，如用D9-W14多量限電動(dòng)系功率表測(cè)量負(fù)載實(shí)際功率，應(yīng)怎樣選擇量限？解：因負(fù)載工作于220V電路中，故表額定電壓量程應(yīng)選為300V，負(fù)載電流如下所以功率表應(yīng)選用300V，10A量限若負(fù)載工作于110V電路中，其它條件不變，又應(yīng)如何？功率表的正確接線功率表的錯(cuò)誤接線 三相交流電路中有功功率的測(cè)量三相交流電路在實(shí)際工程上應(yīng)用很廣，因此對(duì)三相交流電路進(jìn)行功率測(cè)量由為重要。三相功率的測(cè)

29、量方法：三相交流電路分為完全對(duì)稱電路(電源對(duì)稱、負(fù)載對(duì)稱)和不對(duì)稱電路，而不對(duì)稱電路又分為簡(jiǎn)單不對(duì)稱電路(電源對(duì)稱，負(fù)載不對(duì)稱)和復(fù)雜不對(duì)稱電路(電源和負(fù)載都不對(duì)稱)。 跟據(jù)三相交流電路特點(diǎn)不同，其測(cè)量方法也不同。一表法三相交流電路有功功率的測(cè)量用一表法測(cè)量對(duì)稱三相電路的有功功率。即利用一只單相功率表直接測(cè)量三相完全對(duì)稱的電路中任意一相的功率，然后將其讀數(shù)乘以3，便可得出三相交流電路所消耗功率。但如果被測(cè)電路的中點(diǎn)不便于接線，或負(fù)載不能斷開時(shí)，則應(yīng)按圖所示的線路進(jìn)行測(cè)量。圖中，電壓支路的非發(fā)電機(jī)端所接的是人工中點(diǎn)，即該人工中點(diǎn)是由兩個(gè)與電壓支路阻抗值相同的阻抗接成星形而形成的。一表法三相交流電

30、路有功功率的測(cè)量一表法三相交流電路有功功率的測(cè)量?jī)杀矸ㄈ嘟涣麟娐酚泄β实臏y(cè)量三相有功功率表三元件三相功率表萬(wàn)用表（Multimeter) 萬(wàn)用電表又叫繁用表或多用表，它具有多種用途、多種量程、攜帶方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，是電工、電子測(cè)量中最常用的工具、在電氣維修和調(diào)試工作中被廣泛應(yīng)用。一般萬(wàn)用表可以測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和直流電阻、音頻電平等電量。有的萬(wàn)用表還可以測(cè)量交流電流、電容、電感以及晶體管值、頻率等參量。萬(wàn)用表外觀圖萬(wàn)用表有指針式和數(shù)字式。指針式萬(wàn)用表是以表頭為核心部件的多功能測(cè)量?jī)x表，測(cè)量值由表頭指針指示讀取。數(shù)字式多用表的測(cè)量值由液晶顯示屏直接以數(shù)字的形式顯示，讀取方便，有

31、些還帶有語(yǔ)音提示功能。萬(wàn)用表面板MF50 萬(wàn)用表量程直流電壓 有2.5V 10V 250V 1000V五個(gè)量程擋位。交流電壓 有10V 50V 250V 1000V四個(gè)量程擋位。直流電壓 有2.5mA 25mA 250mA三個(gè)常用檔位，及100A，2.5A兩個(gè)擴(kuò)展量程檔位。電阻 有1 10 100 1K 10K五個(gè)倍率擋位。hFE 測(cè)量三極管直流放大倍數(shù)的專用擋位。 500型萬(wàn)用表測(cè)量機(jī)構(gòu)萬(wàn)用表由測(cè)量機(jī)構(gòu)（習(xí)慣上稱表頭）、測(cè)量電路和轉(zhuǎn)換開關(guān)組成。面板上裝有轉(zhuǎn)換開關(guān)、電阻測(cè)量檔的調(diào)零旋鈕以及接線柱或插孔等。500型萬(wàn)用表的外型，500型萬(wàn)用表的電路圖。從電路圖上可以看出當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)位于不同位置時(shí)，

32、組成不同的測(cè)量電路，即可測(cè)量不同的電量。轉(zhuǎn)換開關(guān)多采用多刀多擲開關(guān)，左面開關(guān)1是二層三刀十二擲開關(guān)，共十二個(gè)檔位，右面開關(guān)K2，是二層二刀十二擲，也有十二個(gè)擲位。下面分別介紹當(dāng)開關(guān)位于不同檔位時(shí)，所組成的電路形式及其特點(diǎn)。500型萬(wàn)用表原理總圖500型萬(wàn)用表直流電流測(cè)量電路500型萬(wàn)用表直流電流測(cè)量原理采用閉路式分流器來(lái)改變電流的量程。這種分流器的特點(diǎn)是整個(gè)閉合電路的電阻不變，分流器電阻減少的同時(shí)，表頭支路的電阻增大了。這種形式的分流器與開路式相比較，更適合于萬(wàn)用表。因?yàn)槿f(wàn)用表轉(zhuǎn)換開關(guān)經(jīng)常轉(zhuǎn)動(dòng)，接觸不好，對(duì)于開路式分流器來(lái)講就會(huì)造成分流器斷開，表頭損壞。而在閉路式的分流器中，接觸不好只不過該檔

33、電路不通，而不會(huì)造成表頭的損壞。500型萬(wàn)用表直流電流測(cè)量原理當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于不同檔位時(shí)，該檔的電流量程，即滿偏電流值可按下式計(jì)算。式中： I電流量程表頭滿偏時(shí)被測(cè)電路電流； Ic表頭滿偏電流； Rsh該量程的分流電阻； Rc該量程的表頭支路總電阻。500型萬(wàn)用表直流電流測(cè)量原理例如開關(guān)置于右邊第二檔，該檔的分流器電阻sh=67567.561.5750；表頭支路的總電阻為2.25122.510.2518k；表頭滿偏電流為40A；可求得該檔量程為m。計(jì)算式中2.5k為表頭內(nèi)阻，式中0.25k為可調(diào)電阻動(dòng)觸點(diǎn)右端的電阻值，考慮到每一只表頭的內(nèi)阻都不可能完全相等，如果某一表頭內(nèi)阻有些相差就要調(diào)可調(diào)節(jié)電

34、阻值，使表頭支路總電阻保持為k。500型萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量電路500型萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量原理當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電壓檔，組成的電路如圖所示，圖中采用“共用式”的附加電阻。用這種方法改變量程比用圖所示的“單獨(dú)配用式”的附加電阻改變量程的優(yōu)點(diǎn)是電阻總值小，若用電阻絲繞制，可以節(jié)省材料。缺點(diǎn)是低量程電阻如燒斷，高量程也不能使用。500型萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量原理當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于不同量程的檔位時(shí)，指針滿偏所對(duì)應(yīng)的被測(cè)電壓按下式計(jì)算：U= Ic(Rc + Rad)式中: Ic等效表頭的電路滿偏值； Rc等效表頭的內(nèi)阻 Rad附加電阻。500型萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量原理所謂等效表頭是指表頭與分流器所組成的電路，可以用

35、一個(gè)等效電路表示，如圖的表頭部分，可等效成一個(gè)50A、內(nèi)阻為k的表頭。500型萬(wàn)用表除用轉(zhuǎn)換開關(guān)獲得五種不同量程的直流電壓測(cè)量檔之外，還另設(shè)有一個(gè)2500的插孔，當(dāng)電表作為2500高壓電壓表使用時(shí)，附加電阻為10，等效表頭的電流為250A，內(nèi)阻為.52k。500型萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量原理習(xí)慣上把等效表頭滿偏電流Ic的倒數(shù)稱為電壓靈敏度，500型萬(wàn)用表直流電壓測(cè)量電路的電壓靈敏度為（注意不要與SU混淆）1/Ic=1/5010-6=20000*Q/V2500量程的電壓靈敏度為1/Ic=1/25010-6=4000*Q/V500型萬(wàn)用表電阻測(cè)量電路500型萬(wàn)用表電阻測(cè)量原理當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)置于直流電阻檔，組

36、成的電路如上圖所示，1K、 10K檔簡(jiǎn)化、等效電路如下圖，圖中1.9k的零點(diǎn)調(diào)節(jié)電阻；從圖中可知，當(dāng)外電路短接時(shí)，Rx，指針應(yīng)在滿偏位置。當(dāng)外電路斷開，即Rx指針應(yīng)停在機(jī)械零點(diǎn)位置。外電路電阻不同，通過表頭的電流值也不同，即500型萬(wàn)用表電阻測(cè)量簡(jiǎn)化電路500型萬(wàn)用表電阻測(cè)量原理式中： Rx被測(cè)電阻； RC等效表頭的等效內(nèi)阻； E1電源電壓；從式中可見，Rx愈大、Ic愈小，所以Rx的刻度與電流刻度方向相反，如圖所示。當(dāng)xRc時(shí)，表頭指針恰位于滿偏值一半的位置，所以把x=Rc稱為歐姆中心值。一般測(cè)量電阻在0.110倍的歐姆中心值范圍內(nèi)讀數(shù)才比較準(zhǔn)確，為此測(cè)量電阻值時(shí)，應(yīng)選擇歐姆中心值與被測(cè)電阻值

37、相近的檔位進(jìn)行測(cè)量。用模擬萬(wàn)用表的歐姆檔檢測(cè)二極管的極性：將萬(wàn)用表置于歐姆檔的R100或R1k檔，用兩支表筆以兩個(gè)方向分別與二極管兩個(gè)電極相接； 兩次測(cè)量得到兩個(gè)阻值，若二極管質(zhì)量良好,一次阻值應(yīng)在10k左右,另一次為無(wú)窮大,否則二極管損壞。用萬(wàn)用表檢測(cè)二極管0+測(cè)得阻值為左右，黑表筆接的是負(fù)極。 在阻值測(cè)得較大的一次，黑表筆接的是二極管的負(fù)極。 模擬萬(wàn)用表在電阻檔時(shí)，黑表筆連接內(nèi)部電池的正極，紅表筆連接負(fù)極。返回基本電子元器件的識(shí)別與使用0+測(cè)得阻值為10k左右，黑表筆接的是正極。 測(cè)得阻值較小的一次，黑表筆接觸的是二極管的正極。返回基本電子元器件的識(shí)別與使用 紅表筆接負(fù)極，黑表筆接正極，顯

38、示的是“1.”。 當(dāng)紅色表筆接二極管的正極，黑色表筆接負(fù)極時(shí)，若二極管是好的，表上顯示值是二極管的正向直流壓降，鍺管0.20.3V，硅管0.60.7V。 用數(shù)字萬(wàn)用表的二極管檢測(cè)檔檢測(cè)二極管的極性返回基本電子元器件的識(shí)別與使用 數(shù)字萬(wàn)用表的紅表筆連接內(nèi)部電池的正極，黑表筆連接負(fù)極。0.65+二極管導(dǎo)通電壓，單位V1.+返回基本電子元器件的識(shí)別與使用如何借助萬(wàn)用表檢測(cè)可控硅 可控硅分單向可控硅和雙向可控硅兩種，都是三個(gè)電極。單向可控硅有陰極（K）、陽(yáng)極（A）、控制極（G）。雙向可控硅等效于兩只單項(xiàng)可控硅反向并聯(lián)而成。即其中一只單向硅陽(yáng)極與另一只陰極相邊連，其引出端稱T2極，其中一只單向硅陰極與另

39、一只陽(yáng)極相連，其引出端稱T2極，剩下則為控制極（G）。 如何借助萬(wàn)用表檢測(cè)可控硅1、單、雙向可控硅的判別：先任測(cè)兩個(gè)極，若正、反測(cè)指針均不動(dòng)（R1擋），可能是A、K或G、A極（對(duì)單向可控硅）也可能是T2、T1或T2、G極（對(duì)雙向可控硅）。若其中有一次測(cè)量指示為幾十至幾百歐，則必為單向可控硅。且紅筆所接為K極，黑筆接的為G極，剩下即為A極。若正、反向測(cè)批示均為幾十至幾百歐，則必為雙向可控硅。再將旋鈕撥至R1或R10擋復(fù)測(cè)，其中必有一次阻值稍大，則稍大的一次紅筆接的為G極，黑筆所接為T1極，余下是T2極。如何借助萬(wàn)用表檢測(cè)可控硅對(duì)于16A雙向可控硅，紅筆接T1極，黑筆同時(shí)接G、T2極，在保證黑筆不

40、脫離T2極的前提下斷開G極，指針應(yīng)指示為幾十至一百多歐（視可控硅電流大小、廠家不同而異）。然后將兩筆對(duì)調(diào)，重復(fù)上述步驟測(cè)一次，指針指示還要比上一次稍大十幾至幾十歐，則表明可控硅良好，且觸發(fā)電壓（或電流）小。若保持接通A極或T2極時(shí)斷開G極，指針立即退回位置，則說(shuō)明可控硅觸發(fā)電流太大或損壞?？砂磮D2方法進(jìn)一步測(cè)量，對(duì)于單向可控硅，閉合開關(guān)K，燈應(yīng)發(fā)亮，斷開K燈仍不息滅，否則說(shuō)明可控硅損壞。如何借助萬(wàn)用表檢測(cè)可控硅對(duì)于雙向可控硅，閉合開關(guān)K，燈應(yīng)發(fā)亮，斷開K，燈應(yīng)不息滅。然后將電池反接，重復(fù)上述步驟，均應(yīng)是同一結(jié)果，才說(shuō)明是好的。否則說(shuō)明該器件已損壞。 指針表和數(shù)字表的選用在電壓檔，指針表內(nèi)阻相對(duì)數(shù)字表來(lái)說(shuō)比較小，測(cè)量精度相比較差。某些高電壓微電流的場(chǎng)合甚至無(wú)法測(cè)準(zhǔn)，因?yàn)槠鋬?nèi)阻會(huì)對(duì)被測(cè)電路造成影響（比如在測(cè)電視機(jī)顯像管的加速級(jí)電壓時(shí)測(cè)量值會(huì)比實(shí)際值低很多）。數(shù)字表電壓檔的內(nèi)阻很大，至少在兆歐級(jí)，對(duì)被測(cè)電路影響很小。但極高的輸出阻抗使其易受感應(yīng)電壓的影響，在一些電磁干擾比較強(qiáng)的場(chǎng)合測(cè)出的數(shù)據(jù)可能是虛的。測(cè)量技巧測(cè)電阻：重要的是要選好量程，當(dāng)指針指示于1/32/3滿量程時(shí)測(cè)量精度最高，讀數(shù)最