電工儀表基礎(chǔ)培訓(xùn)

第13章電工測量13.4電壓的測量13.1電工測量儀表的分類13.2電工測量儀表的型式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用電橋測量電阻、電容與電感13.9非電量的電測法本章要求：1.了解常用電工測量儀表的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.掌握常用電工測量儀表的使用方法。3.了解電橋測量電阻、電容和電感的方法。4.了解常用非電量的電測法。第13章電工測量電路中的各個物理量（如電壓、電流、功率、電能及電路參數(shù)等）的大小，除用分析與計算的方法外，常用電工測量儀表去測量。

電工測量技術(shù)的應(yīng)用主要有以下優(yōu)點：第13章電工測量1.電工測量儀表的結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，并有足夠的精確度。

2.電工測量儀表可以靈活地安裝在需要進行測量的地方，并可實現(xiàn)自動記錄。3.電工測量儀表可實現(xiàn)遠距離的測量問題。4.能利用電工測量的方法對非電量進行測量。13.1電工測量儀表的分類1.按照被測量的種類分類

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.按照電流的種類分類（見上表）4.按照準(zhǔn)確度分類最大基本誤差儀表的最大量程（滿標(biāo)值）

目前我國直讀式電工測量儀表按照準(zhǔn)確度分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七級。

準(zhǔn)確度是電工測量儀表的主要特性之一。準(zhǔn)確度較高（0.1，0.2，0.5）的儀表常用來進行精密測量或校正其他儀表。相對額定誤差

準(zhǔn)確度是電工測量儀表的主要特性之一。儀表的準(zhǔn)確度是根據(jù)儀表的相對額定誤差來分級的。例：一準(zhǔn)確度為2.5級的電壓表，其最大量程為50V，正常情況下,可認為最大基本誤差是不變的,所以被測量值比滿標(biāo)值愈小，則相對測量誤差就愈大。如用上述電壓表來測量實際值為10V的電壓時，相對誤差為測量實際值為40V的電壓時，相對誤差為在選用儀表的量程時，一般應(yīng)使被測量的值超過儀表滿標(biāo)值的一半以上。則可能產(chǎn)生的最大基本誤差為電工測量儀表上的幾種符號符號意義~~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電工測量儀表的型式直讀式儀表測量各種電量的基本原理

利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用，使可動部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩與通入的電流之間有T=f(I)1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩

T的部分使儀表可動部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動。3）阻尼器能產(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。直讀式儀表的基本組成部分2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC的部分當(dāng)阻轉(zhuǎn)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。13.2電工測量儀表的型式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鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等。(2)可動部分鋁框及線圈，兩根半軸O和O，螺旋彈簧及指針。極掌與鐵心之間的空氣隙的長度是均勻的，其中產(chǎn)生均勻的輻射方向的磁場。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)生在線圈和指針轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC。線圈通入電流

I

電磁力

F線圈受到的轉(zhuǎn)矩T=k1IFSNF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，

彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即TC=k2當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩T與線圈受到的轉(zhuǎn)矩TC達到平衡時，可動部分停止轉(zhuǎn)動，此時有T=TC

當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩達到平衡即TC=T時，可轉(zhuǎn)動部分便停止轉(zhuǎn)動，T=k1I，

TC=k2。儀表的標(biāo)度尺上作均勻刻度。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。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。

4.用途5.優(yōu)點：刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強；消耗電能量??；受外界磁場影響小。缺點：只能測量直流；價格較高；不能承受較大過載。測量直流電壓、直流電流及電阻。13.2.2電磁式儀表1.結(jié)構(gòu)主要部分是固定的圓形線圈、線圈內(nèi)部有固定的鐵片、固定在轉(zhuǎn)軸上的可動鐵片。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)矩T=kI2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC

=k2彈簧的阻轉(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，

交流為有效值因指針的偏轉(zhuǎn)角度與直流電流或交流有效值平方成正比，所以儀表標(biāo)度尺上的刻度是不均勻的。與軸相聯(lián)的活塞在小室中移動產(chǎn)生阻尼力空氣阻尼器。3.用途

4.

優(yōu)點：構(gòu)造簡單；價格低廉；可用于交直流；能測量較大的電流；允許較大的過載。缺點：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。測量交流電壓、交流電流。13.2.3電動式儀表1.結(jié)構(gòu)有兩個線圈：固定線圈和可動線圈?？蓜泳€圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上。螺旋彈簧固定線圈可動線圈空氣阻尼器產(chǎn)生阻尼力2.工作原理FF可動線圈固定線圈固定線圈中的電流

I1

(i1)

磁場可動線圈中的電流

I2

(i2)與磁場相互作用電磁力

F線圈受到轉(zhuǎn)矩

T

線圈和指針轉(zhuǎn)動，

儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩通入直流時，T=k1I1I2通入交流時，

T=k1I1I2cosi1和i2的有效值i1和i2之間的相位差彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC

=k2彈簧的阻轉(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)的角度與兩個電流(對交流為有效值)的乘積成正比。

儀表的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩通入直流時，T=k1I1I2通入交流時，T=k1I1I2cos=kI1I2（直流）=kI1I2cos

（交流）i1和i2之間的相位差4.

優(yōu)點：可用于交直流；準(zhǔn)確度較高。

缺點：受外界磁場影響大；不能承受較大過載。3.用途測量交直流電壓、電流及功率。13.3電流的測量

電流表的內(nèi)阻要很小。測量直流電流通常用磁電式電流表，若要擴大電流表的量程，可在測量機構(gòu)上并聯(lián)一個分流電阻RA。電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，I負載AI負載RAR0I0式中：R0

——測量機構(gòu)的電阻

RA——分流器的電阻測量直流電流通常用磁電式電流表，測量交流電流通常用電磁式電流表。由可得三，分流三電阻可知三，需擴三大的三量程三愈大三，則三分流三電阻三應(yīng)愈三小。例:有一磁三電式電流三表，三當(dāng)無三分流三器時三，表三頭的三滿標(biāo)三值電三流為5mA，表頭三電阻三為20。今三欲使三其量三程（三滿標(biāo)三值）三為1A，問分三流器三的電三阻應(yīng)三為多三大？13三.4電壓三的測三量表的三內(nèi)阻三要很三高。測量三直流三電壓三通常三用磁三電式三電壓三表，若要三擴大三電壓三表的三量程三，可三在測三量機三構(gòu)上三串聯(lián)三一個三倍壓三電阻RV。電壓三表應(yīng)三并聯(lián)三在被三測電三路兩三端，式中三：R0——測量三機構(gòu)三的電三阻RV——倍壓三器的三電阻U負載V+–U負載+–R0RV+–U0測量三直流三電壓三通常三用磁三電式三電壓三表，三測量三交流三電流三通常三用電三磁式三電壓三表。由可得三，串三聯(lián)電三阻可知三，需擴三大的三量程三愈大三，則三串聯(lián)三電阻三應(yīng)愈三大。例:有一電壓三表，其量三程為50V，內(nèi)阻三為20三00。今三欲使三其量三程擴三大到30三0V，問還需三串聯(lián)三多大三電阻三的倍三壓器三？13三.5三.1磁電三式萬三用表用來三測量三直流三電流三、直三流電三壓、三交流三電壓三和電三阻等1.直流三電流三的測三量測量直流電流的原理電路RA1RRA2RA3RA4RA5500mA50mA5mA0.5mA50AA+-+-RA1~RA5是分三流器三電阻三，改三變轉(zhuǎn)三換開三關(guān)的三位置三，就三改變?nèi)朔秩髌魅碾娙?，三從而三改變?nèi)穗娙鞯娜砍倘Ａ咳逃?，三分流三器電三阻愈三小?3三.5萬用三表直流三調(diào)整三電位三器13三.6功率三的測三量13三.6三.1單相三交流三和直三流功三率的三測量通常三用電三動式三儀表三來測三量功三率功率三表的三接線三圖電壓線圈電流線圈ui2i1=i+–**負載固定三線圈三：匝三數(shù)少三，導(dǎo)三線粗三，與負三載串三聯(lián)，三作為三電流三線圈三?？蓜尤€圈三：匝三數(shù)多三，導(dǎo)三線細三，與負三載并三聯(lián)，三作為三電壓三線圈三。工作三原理三：I2正比U，且三可認為i2與u同相所以三：13三.6功率三的測三量13三.6三.2三相三功率三的測三量在三三相三三線制三中，三廣泛三采用三兩功三率表三來測三量三三相功三率。iAW1W2****iBiCABC兩功三率表三測量三三相三功率工作三原理三：三相三瞬時三功率三：所以三，p=uAiA+uBiB+uC(–iA–iB)iC=三(uA–uC)iA+三(uB–uC)iB=uACiA+uBCiB=p1+p2p=pA+pB+pC=uAiA+uBiB+uCiC因為三，iA+iB+iC=三0可見三，三三相功三率可三用兩三個功三率表三來測三量。式中為uAC和iA之間三的相三位差三。iAW1W2****iBiCABCW1的讀數(shù)為W2的讀數(shù)為式中為uBC和iB之間三的相三位差三。兩功三率表