電磁測量第五章2008課件

第五章直流電阻的測量第一節(jié)中值電阻的測量第二節(jié)低值電阻的測量第三節(jié)高值電阻的測量第四節(jié)網(wǎng)絡中電阻的測量第五節(jié)變壓器繞組直流電阻的測量第一節(jié)中值電阻的測量一、歐姆表（電阻表）RmERxIIgRg歐姆表的結構1．歐姆表的工作原理其中是歐姆表的內(nèi)阻。流過表頭的電流為對于不同的Rx對應不同的IRx越大，I越小，指針偏轉(zhuǎn)越小，反之亦然，可測電阻電阻增加方向與電流增加方向相反,但不是反比關系，標尺刻度不均勻Rx=0,I=Ig，滿偏Rx=∞，I=0，指零Rx=R0,I=1/2*Ig,中心R0為歐姆表的中心值從標尺上，在電阻值較大時，刻度較稀，讀數(shù)欠準確。30201055001001k

中心值刻度非線性

歐姆表的標度尺特點3.多量程歐姆表多量程共用一個標尺：*1、*10、*100、*1K、*10K…多檔中心標度值：*1檔中心值

測量結果=讀數(shù)*倍率如Ig=1mA，R0=1200歐，取中心標度值為12歐設計多量程歐姆表時:a、確定表頭參數(shù)（Ig,Rg)b、電源(*1-*1K檔用1.5V干電池，*10K以上檔用9V集層電池）c、中心標度值(10-60歐姆之間）按1.2V可使用計算中心值d、計算各檔附加電阻值由計算中心值非線性標度尺電阻表的基本誤差用測量值的百分數(shù)表示，即

4．歐姆表的準確度等級5．使用歐姆表應注意的事項1）每次測量之前都必須調(diào)整歐姆零，換檔也必須調(diào)零；2）注意被測對象；3）測量高值電阻時，手不得同時接觸表筆的金屬部分；4）測量網(wǎng)絡中的電阻時，要斷開電阻一端，如果不允許斷開電阻一端，應采用其他方法進行測量；5）應盡量使指針偏轉(zhuǎn)在標尺的20%～80%范圍內(nèi)，以提高測量的準確度。

調(diào)一個橋臂的電阻，使Ibd=0。此時電橋平衡2.結構cbR1R2R4R3Ead四個橋臂——R1、R2、R3、R4

四個頂點——a、b、c、d

兩個對角線——電源對角線、測量對角線3.平衡條件平衡條件

平衡條件與電源電壓無關；測量對角線與電源對角線互換，平衡條件不變；電橋相對橋臂的位置互換，平衡條件不變。4.橋路特點比較臂：橋臂電阻均勻比例臂：阻值跳躍變化電源電壓的大小會影響電橋的靈敏度；測量對角線與電源對角線的選擇也會影響電橋的靈敏度。5.電橋的靈敏度調(diào)節(jié)橋臂電阻R2，考察電橋指示變化的靈敏情況。定義：平衡點附近，測量對角線的電壓、電流或功率的變化增量（△U、△I或△P）與橋臂參數(shù)相對變化（△R/R)之比，稱為電橋的靈敏度(SI、SU和SP)。電流靈敏度電壓靈敏度電壓靈敏度推導R4——被測支路；R2——比較臂，多檔十進位結構；R1R3——比例臂，比值R3/R1做成10n6.實用單比電橋Ek1k2RR2R1R3Rx103102便攜式電橋內(nèi)附檢流計和干電池；實驗室型電橋的指零儀和電源需外接。測量準確度測量結果的絕對誤差限k——準確度級；K——比例臂讀數(shù)；b——常數(shù)，取0.2或0.3(取決于a的大小)；R2——比較臂讀數(shù)；R——比較臂的最小步進值相對誤差比較臂的讀數(shù)越小，測量誤差越大。即比較臂的讀數(shù)有效位數(shù)越多，測量越準確。說明：比例臂在10、1、0.1值上較準確；

7.使用單電橋測量中注意問題1）電橋放平，打開檢流計鎖扣，校正檢流計零點；2）將被測電阻接在接線端鈕上；

3）接通線路規(guī)則—先接電源，后接檢流計,斷開次序則相反;4）選擇線路的靈敏度時，要優(yōu)先考慮合適的比例臂的比率，以保證比較臂的讀數(shù)精度,調(diào)節(jié)平衡；5)電橋達到平衡后，即可讀數(shù)。被測電阻=比例臂倍率×比較臂阻值。6)在被測電阻未接入時，禁止按下B和G；9．單電橋測量低值電阻存在的問題單電橋測量低值電阻的等效電路GR2R4ER1R3r1r2用單電橋測量低值電阻時，由于接觸電阻和引線電阻的影響，將給測量結果帶來較大誤差。

問題：接觸電阻和引線電阻r1、r2在與被測電阻Rx大小接近時，如何處理？r1和r2接觸電阻和引線電阻總和當時，測量結果沒有意義設電壓表的內(nèi)阻為RV，電流表的內(nèi)阻為RA電壓表前接UAVRx＋－三、間接測量1．伏安法測量電阻當時采用電壓表前接當時采用電壓表后接UAV＋－Rx電壓表后接先將開關打開，調(diào)節(jié)Rs使通過電流表的電流在半偏以上，讀出Rs的示值Rs1保持電源電壓不變，然后將開關閉合，調(diào)節(jié)Rs使通過電流表的電流恢復原來的讀數(shù)，讀出Rs的示值Rs2RSRxU+-SAI這種方法適應于被測電阻較小的情況2．定流法測量電阻被測電阻為4．電流比較法將已知標準電阻和被測電阻并聯(lián)，采用恒流源供電，用電流表分別測量通過標準電阻的電流和通過被測電阻的電流被測電阻的值5．半偏電流法首先調(diào)節(jié)Rs＝0，從電流表讀出短路電流，然后調(diào)節(jié)Rs使電流減小到短路電流的一半，則Rs的值就等于被測電阻的值。Rx+－U半偏電流法測量電阻電路ARS6．半偏電壓法（參照半偏電流法）7．替代法（參照磁電系表頭內(nèi)阻的測量8．電位差計法將電流變換成電源，再用電位差計進行測量。9．電阻—電壓變換法

RxUo－+－Ui+電阻-電壓變換電路+－RN，

得根據(jù)一、直流雙比電橋（凱爾文電橋）處理方法：電壓端子端子P1、P２、P３、P４電阻

——淹沒法；電流端子C1、C4電阻——排除法；

引線電阻r及電流端子C２、C３電阻的處理

——按比例分配法雙電橋：用來測量小于1Ω的電阻，從原理上可消除引線和接觸電阻的影響。C4C1RxR2R4R3ErRNR1rNrxP1P３P４P2C2C3R1、R２、R３、R４、為聯(lián)動電阻聯(lián)動中值電阻第二節(jié)低值電阻的測量所以：若r1、r2、r3、r4相對其串聯(lián)中值電阻很小，可被覆沒（忽略）則：誤差項△Rx的消除由電阻R1、R2、R3及R4的聯(lián)動調(diào)節(jié)來保證。即使上式不能嚴格成立，Rx不為零，只要跨線（足夠粗）電阻r盡量小,就可以保證Rx<10-4。2.接觸電阻和引線電阻處理方法總結淹沒法：電壓端子端子P1、P２、P３、P４電阻與中值電阻相比很小，忽略排除法：電流端子C1、C4電阻，排除在測量電路之外，對測量結果無影響；按比例分配法：引線電阻r及電流端子C２、C３電阻的處

理時，按一定比例分配到其他電阻上R2R1RxErRNrNrxk

說明：選擇引線電阻r上的一點k，使得由和比定理電橋平衡條件二、微歐表構成：恒流源、放大器和磁電系表頭。放大器輸出為則磁電系表頭指針的偏轉(zhuǎn)角可以反映被測電阻的大小放大器ISRx微歐表的結構原理:放大器輸入為α與U0成正比，因Is是常數(shù)，故α與被測電阻Rx成正比用伏安法也可以測量低值電阻，被測電阻必須采用四端接線方式，以消除接觸電阻和引線電阻的影響。三、間接測量P1+－UAmVRC1P2伏安法測量電路C21．伏安法四端接線毫伏表2．電阻—電壓變換法＞＞返回采用高內(nèi)阻電壓表或電位差計測量兩端的電壓，再根據(jù)確定IN的值，即可計算出被測電阻的阻值。P2P1C1RXRNUo+－Ui+電阻—電壓變換電路+－－C2INIx由反向運放電路可得4．脈沖電流法原理:給電阻通入幅值較高、持續(xù)時間很短的脈沖電流，可以在電阻兩端獲得幅值較高的脈沖電壓，即滿足了獲得較高電壓的條件，又不至于損壞被測電阻。注意:測量電阻兩端電壓時，不能采用普通的電壓表，采用能夠測量峰值的電壓表或采用其他方法進行測量。最后根據(jù)歐姆定律計算出被測電阻。第三節(jié)高值電阻的測量磁電系流比計的結構×NS0一、兆歐表（搖表）1．磁電系流比計結構固定部分：永久磁鐵、極掌和鐵心，極掌與鐵心之間的氣隙不均勻，而且，鐵心有開口，目的使氣隙中的磁場不均勻?？蓜硬糠?兩個線圈、轉(zhuǎn)軸和指針。兩個線圈的相對位置固定，且繞向相反，一個用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，另如一個用來產(chǎn)生反作用力矩。當Ｍ1＝Ｍ2時，若線圈1、2流過的電流分別為I1、I2，則它們產(chǎn)生的力矩為指針偏轉(zhuǎn)角是通過兩線圈電流比值的函數(shù)基本量測量：I1/I2，可用來構成直流高阻表(搖表)由于氣隙的磁場不均勻，因此B1、B2為的函數(shù)即2、兆歐表工作原理線圈1促使指針順時針偏轉(zhuǎn)，線圈2促使指針逆時針偏轉(zhuǎn)Rx=∞，I1=0，I2為一定值，指針逆時針偏轉(zhuǎn)最大，此時，電阻刻度為“∞”Rx=0,I1達到最大，I2為原值，指針順時針偏轉(zhuǎn)最大，此時，電阻刻度“0”線圈2線圈1組成：磁電系流比計和手搖發(fā)電機1）兆歐表之所以能夠測量兆歐級的電阻，一方面是提高了電源電壓，另一方面是改變了氣隙的磁密，是氣隙磁密不均勻，改變了刻度特性2）兆歐表沒有機械反作用力矩，故該表不用時，既無轉(zhuǎn)動力矩，也無反作用力矩，指針可以停在標尺的任意位置說明：兆歐表廣泛應用在電力系統(tǒng)的各種預防試驗、出廠試驗等用來測量高值或絕緣電阻，磁電系流比計是兆歐表的測量機構3．使用兆歐表應注意的事項1）調(diào)整：將被測電阻接線端鈕(“線”和“地”)開路，搖動發(fā)電機手柄觀察指針是否指向“∞”處，然后將兩端鈕短路，緩搖發(fā)電機手看是否指向“0”位，如果指示不正確調(diào)整后測量。2）選擇電壓等級：電壓等級要與被測電氣設備額定電壓對應，保證正確測出絕緣電阻，又不損壞電氣設備絕緣。

3）正確接線：直接接在“線”(L)和“地”(E)之間；對于漏電嚴重電氣設備，必須接保護線，將“屏”(G)接被測電氣設備的保護環(huán)

鎧裝絕緣導體防護環(huán)4）手搖發(fā)電機轉(zhuǎn)速要求:應從慢到快，最后達到額定轉(zhuǎn)速（120轉(zhuǎn)/分鐘），切忌忽慢忽快。由于絕緣電阻隨測量時間長短不同，一般在一分鐘后讀數(shù)。5）注意人身和儀表安全:測量前必須切斷設備電源，接地放電。特別是電容量較大設備，測量前后都應充分放電。二、間接測量為消除漏電流對測量結果影響，需要加裝保護環(huán)和保護線，使電阻表面漏電流IS不通過微安表，而直接回到電源。AVRxIxIS＋－U伏安法測量高值電阻的電路1．伏安法將開關S合向“1”，電源經(jīng)對已知標準電容充電，經(jīng)過時間t秒，電容上電壓和電量分別為＋－GCNRx1S2沖擊法測量高值電阻的電路U＞＞返回然后將開關S合向“2”，用沖擊檢流計測出該電量，得2．沖擊法沖擊檢流計3．定流法1)將開關S合向“1”，調(diào)節(jié)R使通過檢流計的電流有一個固定值，讀出的示值；2)保持電源電壓不變，將開關S合向“2”，調(diào)節(jié)R使通過檢流計的電流恢復原來的讀數(shù)，讀出值，則被測電阻為S+-RRNUGR2R12IRx1定流法測量電路式中的是檢流計的內(nèi)阻。第四節(jié)網(wǎng)絡中電阻的測量一、局部斷流法條件:當I2小到可以忽略時問題:當I2不可以忽略時，應該如何測Rx?二、電橋平衡法當I2不能忽略時，在上圖A、C之間的短路線中串入一個可調(diào)電阻形成單電橋電路。通過調(diào)節(jié)Rs，使通過R2的電流等于零，則電橋達到