電氣與電子測量技術(shù)-電氣測量技術(shù)課件

1、電氣測量技術(shù)電氣測量技術(shù)本章主要內(nèi)容高電壓的測量大電流的測量交流電氣量的數(shù)字化測量（頻率，周期，相位等）交流電氣量的傳統(tǒng)指針式儀表測量（有效值、功率等）本章主要內(nèi)容高電壓的測量高電壓的測量高電壓的測量4交流高電壓的測量方法電磁式電壓互感器電容式互感器光學(xué)電壓傳感器4交流高電壓的測量方法電磁式電壓互感器5工作原理一、二次繞組上分別感應(yīng)的電動勢為：理想電壓互感器變比為：電磁式電壓互感器簡稱PT（Potential Transformer）或TV，其工作原理運(yùn)用電磁感應(yīng)原理原副邊磁耦合將交流高壓變?yōu)榈碗妷?工作原理一、二次繞組上分別感應(yīng)的電動勢為：理想電壓互感器變 電壓互感器相當(dāng)于空載變壓器，與電壓

2、表聯(lián)用，被測電壓等于接在二次繞組的電壓表讀數(shù)乘以電壓互感器的電壓變比。工作原理 工作原理 電壓互感器實(shí)物和接線端子箱工作原理 工作原理用途和特點(diǎn)測量用電壓互感器主要用于交流高壓變?yōu)榈蛪海瑪U(kuò)大交流電壓表、功率表和電能表的量程。而且具有如下特點(diǎn)：1.與一次設(shè)備隔離，保證安全。2.降低表耗。3.節(jié)省設(shè)備投資。4.統(tǒng)一設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，使儀表和繼電器的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。用途和特點(diǎn)9電磁式電壓互感器技術(shù)參數(shù) 繞組的額定電壓及額定變比(副邊額定電壓多為100V) 額定負(fù)載 準(zhǔn)確度等級準(zhǔn)確度等級一次繞組電壓為一次額定電壓的百分?jǐn)?shù)(%)誤差限值二次負(fù)載為額定負(fù)載的百分?jǐn)?shù)(%)比差(%)角差()0.180120士0.1士52

3、51000.280120士0.2土100.585115士05土2025100185115士1.0士40251003100士30未規(guī)定251009電磁式電壓互感器技術(shù)參數(shù) 準(zhǔn)確度等級一次繞10電磁式電壓互感器測量誤差分析 電壓互感器的等值電路圖10電磁式電壓互感器測量誤差分析 電壓互感器的等值電路圖11電磁式電壓互感器測量誤差分析電壓互感器變比、相角誤差相量圖 與一次電壓大小不等，相位不重合，電壓互感器存在比差與角差 比差fu以百分?jǐn)?shù)來表示角差11電磁式電壓互感器測量誤差分析電壓互感器變比、相角誤差相量12電磁式電壓互感器的安裝及使用電壓互感器主要安裝方式圖（a）用于單相電壓的測量。圖（b）用于

4、三相電壓的測量，圖（c）用于線電壓的測量a) b) c)電壓互感器在使用的時候要注意二次繞組不許短路另外，副邊繞組必需可靠接地。12電磁式電壓互感器的安裝及使用電壓互感器主要安裝方式圖（a13電容式互感器（CVT）電容式電壓互感器原理電容式電壓互感器簡稱CVT（Capacitor Voltage Transformers）是典型的有源電子互感器，主要利用電容器的分壓作用將高電壓按比例轉(zhuǎn)換為低電壓13電容式互感器（CVT）電容式電壓互感器原理電容式電壓互感14電容式互感器（CVT）實(shí)際應(yīng)用CVT主要由電容分壓器（包括主電容器C1，分壓電容器C2）、中間變壓器（T）、補(bǔ)償電抗器L、保護(hù)裝置F及阻尼

5、器D等元件組成CVT組成示意圖CVT優(yōu)點(diǎn)：1.體積小、重量輕、造價低（110 kV及以上產(chǎn)品）；2.不含鐵芯，無磁飽和，具備優(yōu)良的瞬變響應(yīng)特性等3.可兼顧電壓互感器和電力線路載波耦合裝置中的耦合電容器兩種設(shè)備的功能；4.短路不會產(chǎn)生大電流，能可靠阻尼鐵磁諧振；14電容式互感器（CVT）實(shí)際應(yīng)用CVT主要由電容分壓器（包15電容式互感器（CVT）電容式電壓互感器實(shí)物圖15電容式互感器（CVT）電容式電壓互感器實(shí)物圖電阻分壓電阻分壓測量交直流高壓電阻分壓電阻分壓測量交直流高壓 當(dāng)R2C2=R1C1時，分壓器的傳遞函數(shù)與信號頻率無關(guān)。 此時，即使輸入為高頻信號，分壓器的輸出波形也不會發(fā)生畸變?？朔?/p>

6、在對高頻信號進(jìn)行分壓時，由于分布電容的影響所導(dǎo)致的分壓電路輸出波形畸變。 阻容（脈沖）分壓器：交直流電壓、脈沖電壓阻容分壓器 當(dāng)R2C2=R1C1時，分壓器的傳遞函數(shù)與信號頻18光學(xué)電壓傳感器（OVT）光學(xué)電壓互感器（Optical Voltage Transducer：OVT）又稱為無源電子式電壓傳感器，采用的傳感機(jī)理是晶體的線性電光效應(yīng)（Pockels效應(yīng)）。Pockels效應(yīng)是指晶體在電場作用下，透過晶體的光發(fā)生雙折射，這一雙折射快慢軸之間的相位差與被測電壓呈正比關(guān)系，將Pockels元件直接連接到被測電壓的兩端，經(jīng)光電變換及相應(yīng)的信號處理便可求得被測電壓。OVT實(shí)現(xiàn)的技術(shù)關(guān)鍵是如何提高

7、OVT的溫度穩(wěn)定性、長期運(yùn)行的可靠性以及測量的精度。18光學(xué)電壓傳感器（OVT）光學(xué)電壓互感器（Optical 大電流的測量大電流的測量20交流大電流的測量方法電磁式電流互感器羅哥夫斯基（Rogowski）線圈光學(xué)電流傳感20交流大電流的測量方法電磁式電流互感器21電磁式電流互感器電磁式電流互感器簡稱CT（Current Transformer）或TA，用于交流大電流變?yōu)樾‰娏?，擴(kuò)大交流電流表、功率表和電能表的量程根據(jù)能量守恒定律：U1I1 = E2I2E1I1= E2I2 I1W1=I2W2 代入上式得：21電磁式電流互感器電磁式電流互感器簡稱CT（Current 電流互感器相當(dāng)于短路的變壓

8、器，與電流表聯(lián)用，被測電流等于接在二次繞組的電流表讀數(shù)乘以電流互感器電流變比。電磁式電流互感器被測電流I1等于接在二次繞組的電流表讀數(shù)I2乘以電流互感器額定電流變比 電磁式電流互感器被測電流I1等于接在二次繞23CT主要技術(shù)參數(shù)額定電流比指一次額定電流與二次額定電流之比額定容量是額定二次電流I2N通過二次額定負(fù)載Z2N時所消耗的視在功率S2N額定電壓是指一次繞組長期對地能夠承受的最大電壓(有效值)，它應(yīng)不低于所接線路的額定相電壓23CT主要技術(shù)參數(shù)額定電流比指一次額定電流與二次額定電流之24CT主要技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)確度等級：電流互感器變換電流總是存在著一定的誤差，根據(jù)額定工作條件下所產(chǎn)生的變比誤差規(guī)

9、定了準(zhǔn)確度等級準(zhǔn)確度等級一次電流為額定電流的百分?jǐn)?shù)(%)誤差限值二次負(fù)載為額定負(fù)載的百分比數(shù)(%)比值差(士%)相角值（）0.1510201001200.40.250.200.100.101510855251000.210201001200.50.350.20201510251000.510201001201.00.750.5060453025100110201001202.01.51.01209060251003501203.0未規(guī)定5010024CT主要技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)確度等級：電流互感器變換電流總是存在著25電流互感器T形等值電路CT誤差分析換算到一次側(cè)后的二次電流和電壓分別為：25電流互感器

10、T形等值電路CT誤差分析換算到一次側(cè)后的二次電26CT誤差分析電流互感器的相量圖將折算后的二次電流旋轉(zhuǎn)180后與一次電流相比較兩者不但大小不等，而且相位不相重合，即存在兩種誤差，稱為比值誤差fI和相位誤差26CT誤差分析電流互感器的相量圖將折算后的二次電流旋轉(zhuǎn)1827CT誤差分析比值誤差簡稱比差，用fI表示，它等于實(shí)際的二次電流與折算到二次側(cè)的一次電流之間的差值，與折算到二次側(cè)的一次電流的比值，以百分?jǐn)?shù)表示相角誤差簡稱角差，它是旋轉(zhuǎn)180后的二次電流相量與一次電流相量之間的相位差，用符號 表示27CT誤差分析比值誤差簡稱比差，用fI表示，它等于實(shí)際的二28CT的安裝及使用圖（a）用于單相電流的

11、測量。圖（b）用于三相電流的測量。圖（c）用于不平衡電流的測量電磁式電流互感器在使用時二次側(cè)不允許開路（1）由于磁通飽和，其二次側(cè)將產(chǎn)生數(shù)千伏高壓，且波形改變，對人身和設(shè)備造成危害。（2）由于鐵芯磁通飽和，使鐵芯損耗增加，產(chǎn)生高熱，會損壞絕緣。（3）將在鐵芯中產(chǎn)生剩磁，使互感器比差和角差增大，失去準(zhǔn)確性。28CT的安裝及使用圖（a）用于單相電流的測量。圖（b）用于29羅哥夫斯基(Rogowski)線圈傳統(tǒng)的電磁式電流互感器因其傳感機(jī)理而出現(xiàn)不可克服的問題：1.絕緣結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，體積大，造價高；2.在故障電流下鐵芯易飽和，使二次電流數(shù)值和波形失真，產(chǎn) 生不能容許的測量誤差；3.充油易爆炸而導(dǎo)致突

12、然失效；4.若輸出端開路，產(chǎn)生高電壓對周圍設(shè)備和人員存在潛在的威脅；5.易受電磁干擾等。羅氏線圈又稱Rogowski線圈、羅氏線圈、電流測量線圈、微分電流傳感器，是均勻密繞在環(huán)形非磁性骨架上的空心螺線管，羅氏線圈可以直接套在被測量的導(dǎo)體上來測量交流電流。29羅哥夫斯基(Rogowski)線圈傳統(tǒng)的電磁式電流互感器30羅哥夫斯基(Rogowski)線圈Rogowskiski線圈有兩種可能的工作狀態(tài)：自積分狀態(tài)和外積分狀態(tài).前者是利用Rogowski線圈與取樣電阻構(gòu)成積分回路；后者是把測量回路本身作為純電阻網(wǎng)絡(luò)，另外加了一個積分回路。自積分式工作方式回路方程線圈的互感30羅哥夫斯基(Rogowsk

13、i)線圈Rogowskiski31羅哥夫斯基(Rogowski)線圈當(dāng)即上式可略去最右邊一項(xiàng)，變?yōu)閮蛇呁瑫r對t積分得輸出電壓與被測電流成比例關(guān)系稱為羅氏線圈的自積分條件31羅哥夫斯基(Rogowski)線圈當(dāng)即上式可略去最右邊一32羅哥夫斯基(Rogowski)線圈外積分式工作方式當(dāng)即Rogowski線圈處于開路工作狀態(tài)，且分布電容的等效阻抗較大，進(jìn)一步簡化得到 取樣電阻上的電勢即為Rogowski線圈的感應(yīng)電勢，其大小正比于被測電流對時間的微分，為了測得電流的實(shí)際大小，需要引入積分電路，因此這種應(yīng)用方式稱為外積分式Rogowski線圈電流互感器。32羅哥夫斯基(Rogowski)線圈外積分式

14、工作方式當(dāng)即R33羅哥夫斯基(Rogowski)線圈與傳統(tǒng)電磁式互感器相比，應(yīng)用Rogowskiski線圈測量大電流的電子式電流互感器主要特點(diǎn)包括：1）線性度好。線圈不含磁飽和元件，在量程范圍內(nèi)，系統(tǒng)的輸出信號與待測電流信號一直是線性的，線性度好使得羅氏線圈非常容易標(biāo)定；2）測量范圍大。系統(tǒng)的量程大小不是由線性度決定的，而是取決于最大擊穿電壓。測量交流電流量程從幾毫安到幾百千安；3）響應(yīng)速度快，頻響范圍寬，適用頻率可從從0.1Hz到1MHz；4）一次側(cè)和二次側(cè)電流無相角差；5）互感器二次開路不會產(chǎn)生高電壓，無二次開路危險。33羅哥夫斯基(Rogowski)線圈與傳統(tǒng)電磁式互感器相比34羅哥夫斯

15、基(Rogowski)線圈羅氏線圈實(shí)物圖34羅哥夫斯基(Rogowski)線圈羅氏線圈實(shí)物圖35光學(xué)電流傳感（OCT）光學(xué)電流傳感（Optical Current Transducer：OCT）為無源型電子傳感器，其高壓部分均為光學(xué)器件而不采用任何有源器件。OCT的基本原理是利用法拉第磁光效應(yīng)：一束線偏振光通過置于磁場中的磁光材料時，線偏振光的偏振面會隨著平行于光線方向的磁場的大小發(fā)生旋轉(zhuǎn)。無源的OCT目前已經(jīng)達(dá)到實(shí)用化的程度，但是還存在一些需要解決的技術(shù)難點(diǎn)，如雙折射效應(yīng)對OCT的靈敏度和測量精度的影響以及磁場的干擾、溫度的變化引起的測量誤差35光學(xué)電流傳感（OCT）光學(xué)電流傳感（Optic

16、al Cu交直流大電流測量分流器分流交直流大電流測量分流器分流交直流大電流測量霍爾傳感器交直流大電流測量霍爾傳感器交流電氣量頻率、周期和時間間隔的數(shù)字化測量交流電氣量頻率、周期和時間間隔的數(shù)字化測量頻率的計數(shù)法測量 頻率的定義頻率：單位時間內(nèi)被測信號重復(fù)出現(xiàn)的次數(shù)。 f被測信號的頻率； N電振動次數(shù)或脈沖個數(shù)； t產(chǎn)生N次電振動或N個電脈沖所需的時間。 頻率的計數(shù)法測量 頻率的定義時間基準(zhǔn)的產(chǎn)生 欲準(zhǔn)確地測量頻率，必須要確定一個準(zhǔn)確的時間間隔。 由于穩(wěn)定度良好的石英晶體振蕩器產(chǎn)生的信號的頻率穩(wěn)定度可達(dá)10-9量級，所以利用石英晶體振蕩器產(chǎn)生周期為T0的脈沖，經(jīng)過一系列分頻可得到幾種標(biāo)準(zhǔn)的時間基

17、準(zhǔn)，例如，10ms, 0.01s, 1s,10s等幾種。時間基準(zhǔn)的產(chǎn)生時間基準(zhǔn)的產(chǎn)生 欲準(zhǔn)確地測量頻率，必須要確定一個準(zhǔn)確的時間間頻率的計數(shù)法測量原理 頻率的計數(shù)法測量原理 計數(shù)法測量頻率的誤差分析 計數(shù)時的誤差，量化誤差，最大dN=1。 主閘門開啟時間的相對誤差，取決于晶體振蕩器的頻率穩(wěn)定度和整形電路、分頻電路以及主閘門的開關(guān)速度等，可認(rèn)為是定值。 計數(shù)法測量頻率的誤差分析 計數(shù)時的誤差，量化誤差，頻率的計數(shù)法適于高頻信號的測量計數(shù)法測量頻率的誤差分析 頻率的計數(shù)法適于高頻信號的測量計數(shù)法測量頻率的誤差分析 周期的定義周期 T：指電信號一個循環(huán)所需要的時間，它與頻率的關(guān)系為 周期的計數(shù)法測量

18、周期的計數(shù)法測量計數(shù)法測量周期的原理 n為被測信號的分頻系數(shù)計數(shù)法測量周期的原理 n為被測信號的分頻系數(shù) 周期計數(shù)法的測量誤差 ：適于低頻信號的測量計數(shù)法測量周期的測量誤差 周期計數(shù)法的測量誤差 ：適于低頻信號的測量計數(shù)法測量周 對于同一信號用直接測量頻率和直接測量周期的誤差相等時，那么此時信號的輸入頻率被稱為中介頻率fc中介頻率中介頻率中介頻率的物理意義當(dāng)信號頻率 時選用頻率計數(shù)法當(dāng)信號頻率 時選用頻率計數(shù)時間間隔的計數(shù)測量 時間間隔的計數(shù)測量 脈沖計數(shù)式相位測量原理用計數(shù)法測量相位具有快速、直讀和精度高的優(yōu)點(diǎn)。其原理圖見圖。脈沖計數(shù)式相位測量原理用計數(shù)法測量相位具有快速、直讀和精度高交流電

19、氣量的傳統(tǒng)指針式儀表測量有效值、功率的的測量交流電氣量的傳統(tǒng)指針式儀表測量有效值、功率的的測量52電壓電流有效值的測量 交流電壓和電流有效值和平均值的傳統(tǒng)測量方法通常采用基于電磁原理的磁電系儀表、電磁系儀表、電動系儀表和感應(yīng)系儀表52電壓電流有效值的測量 交流電壓和電流有效值和平均值的傳統(tǒng)主要基本原理和技術(shù)參數(shù)靈敏度（儀表指針偏轉(zhuǎn)變化量與被測量變化量之比）準(zhǔn)確度等級消耗功率阻尼時間 利用儀表中載流線圈（導(dǎo)體）在磁場中受到力，使可動部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動力矩與通入的電流之間關(guān)系直讀式儀表測量各種電量的基本原理T = f ( I )主要技術(shù)參數(shù)主要基本原理和技術(shù)參數(shù)靈敏度（儀表指針偏轉(zhuǎn)變化量

20、與被測量變化1.產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩T的部分：使儀表可動部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動。（利用電磁力的有磁電式、電磁式、電動式、感應(yīng)式等；利用電荷作用力的有靜電式等。）2.產(chǎn)生反作用力矩Tc的部分：當(dāng)反作用力矩Tc等于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩T 時，儀表可動部分平衡在一定的位置。（主要有游絲、懸絲等）。3.產(chǎn)生阻尼轉(zhuǎn)矩的部分：能產(chǎn)生制動力（阻尼力）的裝置，使儀表可動部分能迅速靜止在平衡位置。（可以利用電磁阻尼、空氣阻尼、油阻尼等。）直讀式儀表的基本組成部分1.產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩T的部分：使儀表可動部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動。磁電系儀表磁電系儀表結(jié)構(gòu)(1) 固定部分馬蹄形永久磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等。(2) 可動部分鋁框及線圈，兩根

21、半軸，游絲（螺旋彈簧）及指針。 永久磁鐵的磁場和載流線圈相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的原理而制作的。磁電系儀表基本原理磁電系儀表磁電系儀表結(jié)構(gòu)(1) 固定部分(2) 可動部分磁電系儀表工作原理(1) 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩T 的產(chǎn)生(2）反作用轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生 在線圈和指針轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生反作用力矩TC。FSNF 線圈通入電流 I 電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩 T 線圈和指針轉(zhuǎn)動，線圈受到的轉(zhuǎn)矩 T = k1I 彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即 TC= k2磁電系儀表工作原理(1) 轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩T 的產(chǎn)生(2）反作用轉(zhuǎn)矩 當(dāng)彈簧反作用力矩與轉(zhuǎn)動力矩達(dá)到平衡即TC= T 時，可轉(zhuǎn)動部分便停止轉(zhuǎn)動， T = k1I

22、 ， TC= k2 。 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。 磁電系儀表工作原理（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，鋁框切割磁通，在框內(nèi)感應(yīng)出電流，其電流再與磁場作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方向相反的制動力，于是可轉(zhuǎn)動部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。 當(dāng)彈簧反作用力矩與轉(zhuǎn)動力矩達(dá)到平衡即TC= T 時，主要優(yōu)點(diǎn)：靈敏度高。準(zhǔn)確度高。表耗功率低。均勻等分的刻度。磁電系儀表技術(shù)性能 主要缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高；不能承受較大過載；不加變換器只能測量直流 。用途： 測量直流電壓、直流電流及電阻。主要優(yōu)點(diǎn)：磁電系儀表技術(shù)性能 主要缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高； 磁電系

23、電流表可以通過分流電阻擴(kuò)大其量程。按分流器的電路結(jié)構(gòu)，被測電流只有一部分通過電流表線圈，其余則通過分流電阻，可以證明通過電流表線圈的電流與被測電流的關(guān)系為： k I/Ig稱為分流系數(shù)。 k代表電流表并聯(lián)分流電阻之后的量程擴(kuò)大倍數(shù)。將上式移項(xiàng)，可推出按要求的量程擴(kuò)大倍數(shù) k ，求分流器電阻值的關(guān)系式。即磁電系電流表及分流電阻 磁電系電流表可以通過分流電阻擴(kuò)大其量程。按分流器的磁電系電流表及分流器【例】 有一磁電式電流表，當(dāng)無分流電阻時，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，問分流器的電阻應(yīng)為多大？磁電系電流表及分流器【例】 有一磁電式電流表，當(dāng)無分流電阻切換量

24、程 測量直流電流的原理電路RA1RRA2RA3RA4RA5500mA50mA5mA0.5mA50AA+-+- RA1 RA5是分流器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(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。切換量程 測量直流電流的原理電路RA1RRA2RA3磁電系歐姆表接入待測Rx：Rx0：磁電系歐姆表接入待測Rx：Rx0： 磁電式儀表只能測量直流，如果要測量交流，需加整流元件。 經(jīng)過橋式整流后通過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)整電位器用來改變表盤刻度, 指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值。磁電系交流測量儀表 磁電式儀表只能測量直流，如果要測量交

25、流，需加整流元件電磁系儀表電磁系儀表的結(jié)構(gòu) 電磁系儀表結(jié)構(gòu)有吸引型和推斥型兩種形式吸引型推斥型電磁系儀表電磁系儀表的結(jié)構(gòu)吸引型推斥型儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩 T = k1 I 彈簧的反作用轉(zhuǎn)矩 TC = k2 彈簧的反作用轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即 當(dāng) T = TC 時，可動部分停止轉(zhuǎn)動， 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電流有效值的平方成正比。 線圈通入電流 i 磁場 固定和可動鐵片均被磁化(同一端的極性是相同的) 可動片因受斥力而帶動指針轉(zhuǎn)動。電磁系儀表的工作原理推斥型儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩 T = k1 I 彈簧的反作用轉(zhuǎn)矩 TC 優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡單；價格低廉；可用于交直流(共

26、用同一標(biāo)尺)；能測量較大的電流；允許較大的過載。 缺點(diǎn)： 刻度不均勻；易受外界磁場及鐵片中磁滯和渦流（測量交流時）的影響，因此準(zhǔn)確度不高。電磁系儀表的技術(shù)性能 優(yōu)點(diǎn)：電磁系儀表的技術(shù)性能用途: 測量交直流電壓、電流，工業(yè)測量用得較多。電磁系儀表的技術(shù)性能用途: 測量交直流電壓、電流，工業(yè)測量用得較多。電磁系儀表電動系儀表電動系儀表的結(jié)構(gòu) 有兩個線圈：固定線圈和可動線圈。可動線圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上。 電動系儀表電動系儀表的結(jié)構(gòu) 有兩個線圈：固定電動系儀表工作原理FF可動線圈固定線圈 固定線圈中的電流 i1 磁場 可動線圈中的電流 i2 與磁場相互作用電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩 T

27、 線圈和指針轉(zhuǎn)動儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩:通入直流時，T=kI1I2通入交流時i1和i2的有效值i1和i2之間的相位差電動系儀表工作原理FF可動線圈固定線圈 固定線圈中的電流 彈簧的反作用力矩 TC = k2 彈簧的反作用力矩 TC與指針的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即 當(dāng) T = TC 時，可動部分停止轉(zhuǎn)動， 即指針的偏轉(zhuǎn)角 結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與兩個電流(對交流為有效值及相位差的余弦)的乘積成正比。 = KI1I2 （直流）電動系儀表工作原理彈簧的反作用力矩 TC = k2 彈簧的反作用力矩 TC電壓表原理：固定線圈和活動線圈串聯(lián)再附加電阻Rf 電流表原理：固定線圈和活動線圈串聯(lián)。 電動系電流表和電壓表I=I

28、1=I2 = kI2 = k(U/Rf)2電壓表原理：固定線圈和活動線圈串聯(lián)再附加電阻Rf電流表原理：電動系功率表 工作原理固定線圈與負(fù)載串聯(lián)，反映負(fù)載電流 I 可動線圈與負(fù)載并聯(lián)，其電流與負(fù)載電壓 U 成正比。 可動線圈的偏轉(zhuǎn)角正比于負(fù)載功率P: 如果U、I 為交流同樣可推出可動線圈的偏轉(zhuǎn)角正比于負(fù)載功率P。電壓線圈電流線圈電動系功率表 工作原理 如果U、I 為交流同樣可推出可優(yōu)點(diǎn)：可用于交直流；準(zhǔn)確度較高。缺點(diǎn)：受外界磁場影響大；不能承受較大過載；刻度不均勻；內(nèi)阻小，功耗大。用途：測量交直流電壓、電流及功率。 電動系儀表的技術(shù)性能優(yōu)點(diǎn)：可用于交直流；準(zhǔn)確度較高。用途：測量交直流電壓、電流及

29、感應(yīng)系儀表感應(yīng)系儀表的結(jié)構(gòu) 有兩個部分：固定部分是由硅鋼片疊成的電磁鐵鐵心，線圈上有電壓和電流激磁繞組; 活動部分是一個鋁盤。工作原理： 利用電壓和電流線圈在鋁盤上產(chǎn)生的感應(yīng)渦流與交變磁通相互作用產(chǎn)生電磁力，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩使鋁盤轉(zhuǎn)動。 轉(zhuǎn)動力矩與負(fù)載功率成正比，同時引入制動力矩，制動力矩與轉(zhuǎn)速成正比，使鋁盤轉(zhuǎn)速與負(fù)載功率成正比。感應(yīng)系儀表感應(yīng)系儀表的結(jié)構(gòu) 有兩個部分：固定感應(yīng)系儀表的技術(shù)性能感應(yīng)系儀表的應(yīng)用主要應(yīng)用為交流電度表 鋁盤轉(zhuǎn)動快慢（轉(zhuǎn)動力矩）與功率成正比，由計度器計算出轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)數(shù)而測定出電能。 電表常數(shù) 指計量每單位電能值（度或千瓦小時）時對應(yīng)鋁盤轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，單位是轉(zhuǎn)/千瓦小時。 感應(yīng)系

30、儀表的技術(shù)性能感應(yīng)系儀表的應(yīng)用主要應(yīng)用為交流電度表 功率和電能的測量方法功率測量方法 1.直接法：測量功率可直接用電動系功率表、數(shù)字功率表或三相功率表，測量三相功率還可以用單相功率表接成兩表法或三表法。 2.間接法：直流可通過測量電壓、電流間接求得功率。交流則需要通過電壓、電流和功率因數(shù)求得功率。功率和電能的測量方法功率測量方法 功率表正確接線應(yīng)遵守“電源端”守則，即接線時應(yīng)將“電源端”接在電源的同一極性上。*號表示“電源端”功率表的正確接線 功率表正確接線應(yīng)遵守“電源端”守則，即接線功率表的錯誤接線（a）和（b) 電流線圈與電壓線圈電源端*不接同一極性，功率表轉(zhuǎn)反（b） 和（c）可動線圈與固定線圈間存在電位差的錯誤功率表的錯誤接線（a）和（b) 電流線圈與電壓線圈電源端*不單相交流功率的測量 1 用電壓表，電流表，相位表間接測交流功率 有功功率 無功功率 視在功率 單相交流功率的測量 1 用電壓表，電流表，相位表間接測交流功單相交流功率的測量 2 用功率表測有功（無功）功率 單相交流功率的測量 2 用功率表測有功（無功）功率 三相交流功率的測量 1 用單相功率表