電工儀表基礎(chǔ)培訓(xùn)PPT29

第13章電工工測量13.4電壓的測量13.1電工測量儀表表的分類13.2電工測量儀表表的型式13.3電流的測量13.6功率的測量13.7兆歐表13.5萬用表13.8用電橋測量電電阻、電容與與電感13.9非電量的電測測法本章要求：1.了解常用電工工測量儀表的的結(jié)構(gòu)和工作作原理。2.掌握常用電工工測量儀表的的使用方法。。3.了解電橋測量量電阻、電容容和電感的方方法。4.了解常用非電電量的電測法法。第13章電工測測量電路中的各個個物理量（如如電壓、電流流、功率、電電能及電路參參數(shù)等）的大大小，除用分分析與計算的的方法外，常常用電工測量量儀表去測量量。電工測量技術(shù)術(shù)的應(yīng)用主要要有以下優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：第13章電工測測量1.電工測量儀表表的結(jié)構(gòu)簡單單，使用方便便，并有足夠夠的精確度。。2.電工測量儀表表可以靈活地地安裝在需要要進(jìn)行測量的的地方，并可可實(shí)現(xiàn)自動記記錄。3.電工測量儀表表可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距距離的測量問問題。4.能利用電工測測量的方法對對非電量進(jìn)行行測量。13.1電工測量儀表表的分類1.按照被測量的的種類分類

次序被測量的種類

儀表名稱

符號

電流表毫安表

電壓表千伏表功率表千瓦表

電度表相位表

頻率表歐姆表兆歐表1電流2電壓3電功率4電能5相位差6頻率7電阻AmAVkVWkWfMkWh2.按照工作原理理分類型式符號被測量的種類磁電式整流式電磁式電動式電流的種類與頻率電流、電壓、電阻電流、電壓電流、電壓電流、電壓、電功率、功率因數(shù)、電能量直流工頻和較高頻率的交流直流和工頻交流直流及工頻與較高頻率的交流3.按照電流的種種類分類（見見上表）4.按照準(zhǔn)確度分分類最大基本誤差差儀表的最大量量程（滿標(biāo)值）目前我國直讀讀式電工測量量儀表按照準(zhǔn)確度分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七級。準(zhǔn)確度是電工工測量儀表的的主要特性之之一。準(zhǔn)確度較高（0.1，0.2，0.5）的儀表常用來來進(jìn)行精密測測量或校正其其他儀表。相對額定誤差差準(zhǔn)確度是電工工測量儀表的的主要特性之之一。儀表的準(zhǔn)確度度是根據(jù)儀表表的相對額定定誤差來分級級的。例：一準(zhǔn)確度度為2.5級的電壓表，，其最大量程程為50V，正常情況下,可認(rèn)為最大基基本誤差是不不變的,所以被測量值值比滿標(biāo)值愈愈小，則相對對測量誤差就就愈大。如用上述電壓壓表來測量實(shí)實(shí)際值為10V的電壓時，相相對誤差為測量實(shí)際值為為40V的電壓時，相相對誤差為在選用儀表的量程時，一一般應(yīng)使被測量量的值超過儀表表滿標(biāo)值的一半半以上。則可能產(chǎn)生的最最大基本誤差差為電工測量儀表表上的幾種符符號符號意義~~3~或~2kV或?或~~直流交流交直流三相交流儀表絕緣試驗(yàn)電壓2000V儀表直立放置儀表水平放置儀表傾斜60°度放置60°134.2電工測量儀表表的型式直讀式儀表測測量各種電量量的基本原理理利用儀表中通通入電流后產(chǎn)產(chǎn)生電磁作用用，使可動部部分受到轉(zhuǎn)矩矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動動。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩矩與通入的電電流之間有T=f(I)1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩T的部分使儀表可動部部分受到轉(zhuǎn)矩矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動動。3）阻尼器能產(chǎn)生制動力力（阻尼力））的裝置，使使儀表可動部部分能迅速靜靜止在平衡位位置。直讀式儀表的的基本組成部部分2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩矩TC的部分當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TC等于轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩矩T時，儀表可動動部分平衡在在一定的位置置。13.2電工測量儀表表的型式13.2.1磁電式儀表1.結(jié)構(gòu)螺旋彈簧IINS指針永久磁鐵圓柱形鐵心O'O線圈(1)固定部分馬蹄形永久磁磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心心等。(2)可動部分鋁框及線圈，，兩根半軸O和O，螺旋彈簧及指指針。極掌與鐵心之間的空空氣隙的長度度是均勻的，，其中產(chǎn)生均均勻的輻射方方向的磁場。。2.工作原理(1)轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生(2)阻轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生在線圈和指針針轉(zhuǎn)動時，螺螺旋彈簧被扭扭緊而產(chǎn)生阻阻轉(zhuǎn)矩TC。線圈通入電流流I電磁力F線圈受到的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩T=k1IFSNF線圈通入電流流I電磁力F線圈受到轉(zhuǎn)矩矩T線圈和指針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角角成正比，即TC=k2當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩T與線圈受到的的轉(zhuǎn)矩TC達(dá)到平衡時，，可動部分停停止轉(zhuǎn)動，此此時有T=TC當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩矩與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩矩達(dá)到平衡即即TC=T時，可轉(zhuǎn)動部部分便停止轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，T=k1I，TC=k2。儀表的標(biāo)度尺尺上作均勻刻刻度。3.阻尼作用的產(chǎn)產(chǎn)生當(dāng)線圈通入電電流而發(fā)生偏偏轉(zhuǎn)時，鋁框框切割磁通，，在框內(nèi)感應(yīng)應(yīng)出電流，其其電流再與磁磁場作用，產(chǎn)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方方向相反的制制動力，于是是可轉(zhuǎn)動部分分受到阻尼作作用，快速停停止在平衡位位置。即指針的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角結(jié)論:指針偏轉(zhuǎn)的角角度與流經(jīng)線線圈的電流成成正比。4.用途5.優(yōu)點(diǎn)：刻度均勻；靈靈敏度和準(zhǔn)確確度高；阻尼尼強(qiáng)；消耗電電能量小?。皇芡饨绱糯艌鲇绊懶?。。缺點(diǎn)：只能測量直流流；價格較高高；不能承受受較大過載。。測量直流電壓壓、直流電流流及電阻。13.2.2電磁式儀表1.結(jié)構(gòu)主要部分是固固定的圓形線線圈、線圈內(nèi)內(nèi)部有固定的的鐵片、固定定在轉(zhuǎn)軸上的的可動鐵片。。圓形線圈小室312450推斥式電磁式儀表固定鐵片可動鐵片2.工作原理儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩T=kI2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩矩TC=k2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角成正比，即當(dāng)T=TC時，可動部分分停止轉(zhuǎn)動，，即指針的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角結(jié)論:指針偏轉(zhuǎn)的角角度與直流電電流或交流電電流有效值的平方方成正比。線圈通入電流流I磁場線圈通入電流流I磁場固定和和可動動鐵片片均被被磁化化(同一端端的極極性是是相同同的)可動動片因因受斥斥力而而帶動動指針針轉(zhuǎn)動動，交流為為有效效值因指針針的偏偏轉(zhuǎn)角角度與與直流流電流流或交交流有有效值值平方方成正正比，，所以以儀表標(biāo)標(biāo)度尺尺上的的刻度度是不不均勻勻的。。與軸相相聯(lián)的的活塞塞在小小室中中移動動產(chǎn)生生阻尼尼力空氣阻阻尼器器。3.用途4.優(yōu)點(diǎn)：：構(gòu)造簡簡單；；價格格低廉廉；可可用于于交直直流；；能測測量較較大的的電流流；允允許較較大的的過載載。缺點(diǎn)：：刻度不不均勻勻；易易受外外界磁磁場及及鐵片片中磁磁滯和和渦流流（測測量交交流時時）的的影響響，因因此準(zhǔn)準(zhǔn)確度度不高高。測量交交流電電壓、、交流流電流流。13.2.3電動式式儀表表1.結(jié)構(gòu)有兩個線圈：：固定定線圈圈和可可動線線圈。。可動動線圈圈與指指針及及空氣氣阻尼尼器的的活塞塞都固固定在在軸上上。螺旋彈簧固定線圈可動線圈空氣阻尼器產(chǎn)生阻尼力2.工作原原理FF可動線圈固定線圈固定線線圈中中的電電流I1(i1)磁場可動線線圈中中的電電流I2(i2)與磁場場相互互作用用電磁力力F線圈受受到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩T線圈和和指針針轉(zhuǎn)動動，儀表的的轉(zhuǎn)動動轉(zhuǎn)矩矩通入直直流時時，T=k1I1I2通入交交流時時，T=k1I1I2cosi1和i2的有效效值i1和i2之間的相位位差彈簧的的阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩TC=k2彈簧的的阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩TC與指針針的偏偏轉(zhuǎn)角角成正比比，即即當(dāng)T=TC時，可可動部部分停停止轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，，即指針針的偏偏轉(zhuǎn)角角結(jié)論:指針偏偏轉(zhuǎn)的的角度度與兩兩個電電流(對交流流為有有效值值)的乘積積成正正比。。儀表的的轉(zhuǎn)動動轉(zhuǎn)矩矩通入直直流時時，T=k1I1I2通入交交流時時，T=k1I1I2cos=kI1I2（直流）=kI1I2cos（交流）i1和i2之間的相位位差4.優(yōu)點(diǎn)：：可用于于交直直流；；準(zhǔn)確確度較較高。。缺點(diǎn)：：受外界界磁場場影響響大；；不能承承受較較大過過載。。3.用途測量交交直流流電壓壓、電電流及及功率率。13.3電流的的測量量電流表表的內(nèi)內(nèi)阻要要很小小。測量直直流電電流通通常用用磁電電式電電流表表，若要擴(kuò)擴(kuò)大電電流表表的量量程，，可在在測量量機(jī)構(gòu)構(gòu)上并并聯(lián)一一個分分流電電阻RA。電流表表應(yīng)串串聯(lián)在在電路路中，，I負(fù)載AI負(fù)載RAR0I0式中：：R0——測量機(jī)機(jī)構(gòu)的的電阻阻RA——分流器器的電電阻測量直直流電電流通通常用用磁電電式電電流表表，測測量交交流電電流通通常用用電磁磁式電電流表表。由可得，，分流電電阻可知，，需擴(kuò)大大的量量程愈愈大，，則分分流電電阻應(yīng)應(yīng)愈小小。例:有一磁電電式電流表表，當(dāng)當(dāng)無分分流器器時，，表頭頭的滿滿標(biāo)值值電流流為5mA，表頭電電阻為為20。今欲欲使其其量程程（滿滿標(biāo)值值）為為1A，問分流流器的的電阻阻應(yīng)為為多大大？13.4電壓的的測量量表的內(nèi)內(nèi)阻要要很高高。測量直直流電電壓通通常用用磁電電式電電壓表表，若要擴(kuò)擴(kuò)大電電壓表表的量量程，，可在在測量量機(jī)構(gòu)構(gòu)上串串聯(lián)一一個倍倍壓電電阻RV。電壓表表應(yīng)并并聯(lián)在在被測測電路路兩端端，式中：：R0——測量機(jī)機(jī)構(gòu)的的電阻阻RV——倍壓器器的電電阻U負(fù)載V+–U負(fù)載+–R0RV+–U0測量直直流電電壓通通常用用磁電電式電電壓表表，測測量交交流電電流通通常用用電磁磁式電電壓表表。由可得，，串聯(lián)聯(lián)電阻阻可知，，需擴(kuò)大大的量量程愈愈大，，則串串聯(lián)電電阻應(yīng)應(yīng)愈大大。例:有一電壓表表，其量程程為50V，內(nèi)阻為為2000。今欲欲使其其量程程擴(kuò)大大到300V，問還需串串聯(lián)多多大電電阻的的倍壓壓器？？13.5.1磁電式式萬用用表用來測測量直直流電電流、、直流流電壓壓、交交流電電壓和和電阻阻等1.直流電電流的的測量量測量直流電流的原理電路RA1RRA2RA3RA4RA5500mA50mA5mA0.5mA50AA+-+-RA1~RA5是分流流器電電阻，，改變變轉(zhuǎn)換換開關(guān)關(guān)的位位置，，就改改變了了分流流器的的電阻阻，從從而改改變了了電流流的量量程。。量程程愈大大，分分流器器電阻阻愈小小。13.5萬用表表直流調(diào)調(diào)整電電位器器13.6功率的的測量量13.6.1單相交交流和和直流流功率率的測測量通常用用電動動式儀儀表來來測量量功率率功率表表的接接線圖圖電壓線圈電流線圈ui2i1=i+–**負(fù)載固定線線圈：：匝數(shù)數(shù)少，，導(dǎo)線線粗，，與負(fù)載載串聯(lián)聯(lián)，作作為電電流線線圈。。可動線線圈：：匝數(shù)數(shù)多，，導(dǎo)線線細(xì)，，與負(fù)載載并聯(lián)聯(lián)，作作為電電壓線線圈。。工作原原理：：I2正比U，且可可認(rèn)為i2與u同相所以：：13.6功率的的測量量13.6.2三相功功率的的測量量在三相相三線線制中中，廣廣泛采采用兩兩功率率表來來測量量三相相功率率。iAW1W2****iBiCABC兩功率率表測測量三三相功功率工作原原理：：三相瞬瞬時功功率：：所以，，p=uAiA+uBiB+uC(–iA–iB)iC=(uA–uC)iA+(uB–uC)iB=uACiA+uBCiB=p1+p2p=pA+pB+pC=uAiA+uBiB+uCiC因?yàn)椋?，iA+iB+iC=0可見，，三相相功率率可用用兩個個功率率表來來測量量。式中為uAC和iA之間的的相位位差。。iAW1W2****iBiCABCW1的讀數(shù)為W2的讀數(shù)為式中為uBC和iB之間的的相位位差。。兩功率率表讀讀數(shù)之之和為P=P1+P2=UACIAcos+UBCIBco