電測(cè)量指示儀表

第一節(jié)

儀表的概論第二節(jié)

磁電系儀表第三節(jié)電磁系儀表第四節(jié)

電動(dòng)系儀表第五節(jié)

感應(yīng)系儀表第六節(jié)電測(cè)量指示儀表總結(jié)第二章電測(cè)量指示儀表一、分類：模擬式（機(jī)械式）電測(cè)量指示儀表：將被測(cè)量變換為人們能夠感知的機(jī)械位移（如指針或光點(diǎn)的角位移等），并通過(guò)指示器指示出被測(cè)量的值。數(shù)字式電測(cè)量指示儀表：通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器，先將被測(cè)量變換成離散量，再以數(shù)碼的形式顯示出被測(cè)量的數(shù)值。一.儀表的組成及原理（一）儀表的組成框圖第一節(jié)儀表的概論測(cè)量線路被測(cè)量中間量測(cè)量機(jī)構(gòu)偏轉(zhuǎn)角測(cè)量線路的作用:由于測(cè)量結(jié)構(gòu)中允許通過(guò)的電流較小,故必須通過(guò)一定電路將被測(cè)量轉(zhuǎn)化為測(cè)量機(jī)構(gòu)能接受的中間量

(二)測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理測(cè)量機(jī)構(gòu)的作用:將與被測(cè)量呈一定函數(shù)關(guān)系的被測(cè)量轉(zhuǎn)化為角位移，并能指示被測(cè)量的大小.它包括四部分:1.驅(qū)動(dòng)裝置作用：在測(cè)量機(jī)構(gòu)中接受中間量,并使活動(dòng)部分產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩.(M表示）組成：磁路系統(tǒng),可動(dòng)線圈或鐵磁元件組成.2.控制裝置作用：在機(jī)構(gòu)中,對(duì)活動(dòng)部分產(chǎn)生反作用力矩.組成：由彈性元件—游絲或張絲組成.反作用力矩公式:Mα=DαD為反作用力矩系數(shù),α為偏轉(zhuǎn)角.當(dāng)M=Mα?xí)r，軸受力平衡，指針?lè)€(wěn)定.

3.阻尼裝置作用：產(chǎn)生阻尼力矩(Mp表示).使活動(dòng)部分較快穩(wěn)定.只影想動(dòng)態(tài)特性,對(duì)結(jié)果無(wú)影響.公式：Mp=-P(dα/dt)(P為阻尼力矩系數(shù)）通常阻尼裝置處于臨界狀態(tài)，使活動(dòng)部件達(dá)到穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)時(shí)間最短。

4.指示裝置組成：指示器與標(biāo)度盤作用：顯示處理后的結(jié)果。二.指示儀表的主要技術(shù)特性(一)指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度1.誤差:常用最大引用誤差γm表示.定義為:

γm=（Δm/Am）*100%K=γm×1002.準(zhǔn)確度:要注意選擇等級(jí)K合適的儀表,更要注意根據(jù)被測(cè)量Ax選量限合適的儀表最好使Ax>=2Am/3.(二)儀表的靈敏度和常數(shù)1.靈敏度的定義

S=L/x=m（分格）/x2.常數(shù)C=1/S

儀表常數(shù)愈小,對(duì)被測(cè)量分辨力愈強(qiáng)一.用途:測(cè)直流電壓,電流,電量與非電量.二.磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理動(dòng)圈受電磁力矩為:M=BIWS

游絲受反作用力矩：Mα=Dα

當(dāng)儀表的指針平衡時(shí)：M=Mα

可得：α=BWSI/D

令BWS/D=SI，則α=SII

由于鋁框,動(dòng)圈(在鋁框上)本身偏轉(zhuǎn)時(shí)，切割磁力線，產(chǎn)生感應(yīng)電流，進(jìn)而產(chǎn)生阻尼力矩，前者遠(yuǎn)大于后者.第二節(jié)磁電系儀表

三.多量限磁電系電流表由于測(cè)量機(jī)構(gòu)允許通過(guò)的電流小，為了測(cè)量較大的電流必須配上一定的測(cè)量線路--分流器。電流表是將一被測(cè)的較大電流轉(zhuǎn)化成一個(gè)較小的電流,流過(guò)表頭,再使電流表表頭標(biāo)尺按實(shí)際刻度.四.多量限磁電系電壓表1.說(shuō)明:由于流過(guò)表頭的Ig(滿偏電流)很小，Rg(內(nèi)阻)也不大,所以Ug為毫伏級(jí),故需配上一定的測(cè)量線路,達(dá)到擴(kuò)大量限的目的.m1=U1/Ug=(Rg+R1)/RgRf1=(m1-1)Rg同理可求:R2,R3?？捎?jì)算各附加電阻值2.總結(jié):電壓表是將一被測(cè)的較大電壓轉(zhuǎn)化成一個(gè)毫伏級(jí)電壓經(jīng)過(guò)表頭,再使表頭標(biāo)尺按實(shí)際電壓刻度.五.磁電系歐姆表1.工作原理通過(guò)測(cè)量機(jī)構(gòu)活動(dòng)部分偏轉(zhuǎn)大小來(lái)反映被測(cè)電阻值,故必須將被測(cè)電流轉(zhuǎn)化為電阻,所以在測(cè)量線路中，既有被測(cè)電阻，還要有電源。

I=U/(Rg+R+Rx)

當(dāng)U,R一定時(shí),Rx與I對(duì)應(yīng),只要表頭標(biāo)尺按阻值刻度,就可測(cè)出被測(cè)電阻(R起限流作用).說(shuō)明:當(dāng)Rx為無(wú)窮時(shí),I=0.

當(dāng)Rx=0時(shí),表頭指針滿偏滿流：Ig=U/(Rg+R)=U/R0

中值電阻：R0=R+Rg2.歐姆表倍率多檔歐姆表產(chǎn)生原因:測(cè)不同電阻時(shí),共用一條標(biāo)度尺,表筆短接時(shí),Ig應(yīng)相同.如書中例題.3.歐姆表的調(diào)零最常用方法是在表頭上并接分流器.注意:再測(cè)電阻時(shí),每換一檔,都要調(diào)零.一般低于一般為2.5級(jí)六.帶整流器的磁電系儀表與前面儀表的區(qū)別:測(cè)量機(jī)構(gòu)與整流元件配合,可以測(cè)交流量.但所測(cè)的交流量為有效值。一般為1.5級(jí)其它與前面相似,結(jié)合書本自學(xué).七.兆歐表1.作用:

專門用來(lái)檢查和測(cè)量電氣設(shè)備或供電線路的絕緣電阻.2.組成:

比率型磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)與手搖發(fā)電機(jī).3.工作原理：

α=F（I1/I2)(兩動(dòng)圈電流之比)由于I1/I2=Rv/(Rc+Rx)，Rv與Rc為定值故α=F[Rv/(Rc+Rx)]只與被測(cè)Rx有關(guān),故可測(cè)電阻.八.磁電系檢流計(jì)1.作用:測(cè)微小電流,電壓與暫短的脈沖電壓2.與一般儀表在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別:(1)采用懸絲或張絲懸掛動(dòng)圈.(2)采用光指示讀數(shù)裝置(3)動(dòng)圈無(wú)框架基于以上結(jié)構(gòu),檢流計(jì)的靈敏度大大提高,可測(cè)微小量.1.主要構(gòu)成:固定線圈，可動(dòng)鐵片。2.工作原理:圓線圈排斥式、扁線圈吸入式。3.特點(diǎn):簡(jiǎn)單，價(jià)廉，利用測(cè)量機(jī)構(gòu)本身即可測(cè)200A電流，過(guò)載能力強(qiáng)，可靠，交直流兩用，應(yīng)用廣泛。第三節(jié)電磁系列儀表1.特點(diǎn):交、直流兩用，在交流指示儀表中準(zhǔn)確度較高，頻率范圍寬，除能測(cè)量電流、電壓外，還能測(cè)量功率、功率因數(shù)等。2.主要構(gòu)成:由固定線圈（匝數(shù)多）、活動(dòng)線圈組成3.工作原理:

利用載流導(dǎo)線間電動(dòng)力作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。4.電流表的構(gòu)成將電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)中的定圈和動(dòng)圈串聯(lián)或并聯(lián)，并且配置一定的分流電阻。雙量限：串聯(lián)接法改成并聯(lián)接法。第四節(jié)電動(dòng)系儀表直流：α=KII1I2交流：α=KII1I2cosφ（同頻率）5.電壓表的構(gòu)成將電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)中的定圈和動(dòng)圈串聯(lián)并且配置一定的附加電阻。

α=KVU26.功率表的構(gòu)成

P=UIcosφ∝（）I1∝I，I2∝U（I2=U/RV）α=KPUIcosφPW**電流線圈電壓線圈同極性端電流線圈、電壓線圈的同極性端必須接在電壓的同一極性上。一.優(yōu)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩最大，測(cè)電能及功率二.工作原理交變磁通→感應(yīng)流→轉(zhuǎn)動(dòng)力矩

i1→φ1→ie1（φ2）→T1（左→右）→φ1’→ie1’（φ2）i2→φ2→ie2（φ1）→T2（右→左）

T=T1-T2

Tav

=KIm1Im2cosφ

第五節(jié)感應(yīng)系儀表結(jié)論：平均轉(zhuǎn)矩Tav與i1，i2及cosφ相關(guān)。i1，i2的相位差：ψ=90-φ如ψ=0則Tav為零如ψ=90則Tav為最大如i1，i2為直流，則Tav為零故只可構(gòu)成測(cè)量交流量的儀表三.感應(yīng)系電度表1.結(jié)構(gòu)與原理電磁鐵A的線圈導(dǎo)線粗，匝數(shù)少，與負(fù)載串聯(lián)，故

為負(fù)載電流電磁鐵B的線圈導(dǎo)線細(xì)，匝數(shù)多，與負(fù)載并聯(lián)，故負(fù)載電壓在線圈中的電流為

轉(zhuǎn)動(dòng)力矩制動(dòng)力矩：永久磁鐵4的磁場(chǎng)鋁盤中的感應(yīng)電流（與ω成正比）二者相互作用所產(chǎn)生MT=KTω（KT為永久磁鐵有關(guān)的力矩系數(shù)）鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)n與被測(cè)電能的關(guān)系p：

當(dāng)MT=Tav時(shí)，鋁盤穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)故有：KPP=KTω

P=（KT/KP）ω=Sω在時(shí)間T內(nèi)所做的功：

PT=TSω

W

=Sn（鋁盤轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)n就是電能）

C=1/S=n/W（電度表常數(shù)：圈數(shù)/度）1度電：1KW·h（千瓦·小時(shí)）一.性能比較二.儀表的選擇

根據(jù)要求，注意性價(jià)比。種類、準(zhǔn)確度、量程的選擇內(nèi)阻的選擇（100倍）

儀表配套裝置的選擇儀表工作條件的選擇第六節(jié)電測(cè)量指示儀表磁電系列：α=SIICP

測(cè)的是平均值帶整流器的磁電系列：（K為2.22或1.11）

α=SI(KICP’)

（α與平均值相關(guān)，但按