電工儀表及測量PPT完整全套教學(xué)課件

電工儀表與測量模塊一電氣測量的基本知識本模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容：項目一電氣測量儀器概述及發(fā)展

項目二測量誤差的基本概念項目三測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理模塊一電氣測量的基本知識模塊一電氣測量的基本知識項目一電氣測量儀器概述及發(fā)展一、發(fā)展簡史

從1752年世界上第一臺測量電荷的電工儀表問世以來，到現(xiàn)在已有250多年的歷史。今天，電氣測量儀器、儀表已有相當(dāng)高的水平。在20世紀(jì)20年代以前使用的一些電工儀表，只能進行電壓、電流、電阻等電氣參數(shù)的簡單測量。20年代以后，隨著電子管的廣泛采用，儀表的測試靈敏度、內(nèi)阻、頻率范圍均有較大提高。但用電子管制作的儀器、儀表體積大，笨重，攜帶不方便。50年代后，半導(dǎo)體技術(shù)得到迅速發(fā)展，使制作的晶體管儀器體積、質(zhì)量大為減少，但由于多采用指針式，測量速度慢，誤差較大，因此晶體管儀器、儀表不能滿足高速和精密測量的要求。70年代后，隨著集成電路和大規(guī)模集成電路的發(fā)展，出現(xiàn)了許多數(shù)字式儀表，使測量速度更快，準(zhǔn)確度也有很大提高，儀器、儀表的體積更小，質(zhì)量更輕，使用攜帶更方便了。模塊一電氣測量的基本知識二、發(fā)展趨勢電氣測量技術(shù)的發(fā)展是與科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展相輔相成、相互促進的。一方面科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，對電氣測量儀器、儀表的要求愈來愈高，也為其提供了新原理、新材料、新工藝，加速了新型現(xiàn)代化儀器、儀表的研制、生產(chǎn)和使用；另一方面，每一種新型的、先進的電氣測量儀器、儀表或測量方法的出現(xiàn)，反過來又大大促進了科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的迅速發(fā)展?？梢灶A(yù)言，今后隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，電氣測量技術(shù)將繼續(xù)不斷發(fā)展，日趨完善，走向現(xiàn)代化。就電氣測量儀器、儀表而言，其發(fā)展趨勢為：高性能、集成化、多功能、數(shù)字化、自動化、智能化。模塊一電氣測量的基本知識1.高性能近年來各種電氣測量儀器、儀表的主要性能和技術(shù)指標(biāo)，如測量范圍、準(zhǔn)確度、靈敏度、穩(wěn)定性、頻帶寬度、分辨力等都有很大提高。例如測量的最高頻率可達15×1010Hz，測量的最大電阻可達1018Ω。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進步，尤其是信息技術(shù)、空間技術(shù)、遙感技術(shù)、激光技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，勢必要求電氣測量儀器、儀表繼續(xù)提高其技術(shù)性能，朝著高準(zhǔn)確度、高靈敏度、高穩(wěn)定性、高可靠性等高性能的方向發(fā)展。模塊一電氣測量的基本知識2.集成化電氣測量儀器、儀表在20世紀(jì)60—70年代使用了集成電路。到了90年代，大規(guī)模集成電路更是在各種測量儀器、儀表中廣泛使用,使電氣測量儀器、儀表的小型化、輕量化有了很大進步，如功能相近的示波器從原來使用電子管到現(xiàn)在使用集成電路，體積減小了2/3，質(zhì)量也由原來的幾十千克下降到幾千克，因而集成化仍然是電氣測量儀器、儀表的發(fā)展方向之一。模塊一電氣測量的基本知識3.多功能電氣測量設(shè)備的多功能(即一種儀表能夠測量多個電氣參數(shù))的設(shè)想是在20世紀(jì)50年代提出來的，1953年出現(xiàn)了插件式示波器。70年代，插件式結(jié)構(gòu)被多種儀器、儀表所采用，且有了很大改進和創(chuàng)新。例如通用計數(shù)器在更換插件后，可以用來測量頻率、周期、頻率比、電壓、電流、相位等多種參數(shù)。隨著集成電路技術(shù)的發(fā)展，多功能的測量設(shè)備相繼出現(xiàn)，從而為電氣測量儀器、儀表的多功能化開辟了更為廣闊的前景。模塊一電氣測量的基本知識4.數(shù)字化電氣測量儀器、儀表向數(shù)字化發(fā)展，其優(yōu)點是讀數(shù)準(zhǔn)確、直觀，分辨力高，響應(yīng)速度快，從而提高了測量效率。另外，由于數(shù)字儀器、儀表便于程序控制和數(shù)據(jù)處理，這就為與計算機結(jié)合實現(xiàn)自動測量、自動控制提供了很好的條件。所以，電氣測量儀器、儀表的數(shù)字化，不僅將逐步代替指針式儀表和游標(biāo)式讀盤，更重要的是為儀器、儀表的程序化、自動化提供了可靠的保證。模塊一電氣測量的基本知識5.自動化大型自動化測試系統(tǒng)早在1958年就開始研究，60年代后期得到迅速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)在科研部門使用。例如一種自動網(wǎng)絡(luò)分析系統(tǒng)，采用通用測量程序可測出7種微波元件的26個微波參數(shù)，全部測量結(jié)果可由顯示器立即顯示出來，同時打印在數(shù)據(jù)表格上。測量時間只需20s。該系統(tǒng)還可以修正系統(tǒng)誤差，不僅提高了測量準(zhǔn)確度，同時效率也提高了。總之，自動化測量的內(nèi)容十分豐富，涉及的領(lǐng)域非常廣闊。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，自動化測量系統(tǒng)將會有更大的發(fā)展。模塊一電氣測量的基本知識6.智能化電氣測量儀器、儀表就其發(fā)展過程來說，經(jīng)歷了3個階段：第一階段是模擬儀表；第二階段是數(shù)字式儀表；第三階段是智能儀表。智能儀器、儀表是隨外界條件變化而具有正確反應(yīng)能力的儀器、儀表，它包括理解、推理、判斷、分析等一系列功能，是數(shù)字、邏輯知識的綜合分析的結(jié)果。如智能示波器、智能電壓表、智能電能表等多種智能儀器、儀表。它把微電腦與傳統(tǒng)的儀器、儀表結(jié)合起來，能適應(yīng)被測量的變化，自動補償、自動選擇量程、自動校準(zhǔn)、自動尋找故障、自動進行指標(biāo)判斷、自動進行邏輯操作、定量控制及程序控制等。它打破了儀器、儀表的傳統(tǒng)觀念，成為儀器、儀表發(fā)展的一個新趨勢。電力工業(yè)的主要產(chǎn)品是電能。在電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用等各環(huán)節(jié)中，只有采用正確的測量方法和使用各種電氣測量儀表對電氣參數(shù)進行測量，才能對電能質(zhì)量、負(fù)荷情況、電氣設(shè)備的運行情況等加以監(jiān)視，保證電力系統(tǒng)、生產(chǎn)設(shè)備安全和可靠地運行。模塊一電氣測量的基本知識

測量就是人們借助專門設(shè)備，對客觀事物取得數(shù)量概念的認(rèn)識過程，是人們定量地認(rèn)識客觀事物的十分重要的手段。電氣測量是指借助測量設(shè)備(依據(jù)電磁理論制作的電工儀表、依據(jù)電子技術(shù)的電子測量儀表)對電氣參數(shù)的測量。用于電氣參數(shù)測量的儀器、儀表稱為電氣儀器、儀表。模塊一電氣測量的基本知識隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣測量的使用日益廣泛和普遍。這是因為電氣測量技術(shù)與其他測量技術(shù)相比，有以下明顯的特點：一是測量對象的廣泛性。電氣測量既可以測量各種電量(如電流、電壓、功率等)和電參數(shù)(如電阻、電容、電感等)，也可以測量各種非電量(如溫度、壓力、流量等)。二是測量過程的連續(xù)性。采用電氣測量技術(shù)可以對被測量連續(xù)進行測量，并利用記錄儀器、儀表把被測量隨時間的變化記錄下來，這樣便于對生產(chǎn)過程的各種狀態(tài)進行監(jiān)視。三是測量方法的多樣性。對同一電氣參數(shù)的測量，可采用多種不同的方法，如可以借助于各種類型的傳感器，對遠距離的、人體難以接近的地方(如工業(yè)電爐內(nèi)高溫部位的溫度)或不能達到的地方(如星球表層的電阻率)進行測量，即所謂遙測。模塊一電氣測量的基本知識一個電氣參數(shù)的測量可以用不同的方法來實現(xiàn)。測量方法的選擇，與電氣參數(shù)的特性、測量條件以及準(zhǔn)確度要求有關(guān)。根據(jù)獲得測量結(jié)果的方法不同，一般將測量方法分為以下幾類。

（1）直接測量法。使用有相應(yīng)單位刻度的儀表對被測量進行測量，能夠直接獲得被測量大小的測量方法叫直接測量法。例如用電流表測電流，用電壓表測電壓，用歐姆表測電阻等，都屬于直接測量法。直接測量法廣泛用于工程測量中。模塊一電氣測量的基本知識

（2）間接測量法。通過測量幾個與被測量具有一定函數(shù)關(guān)系的物理量，然后按函數(shù)關(guān)系計算出被測量的大小，這種測量方法叫間接測量法。例如用伏安法測量電阻時，先用電壓表和電流表分別測量出電阻兩端的電壓U和通過該電阻的電流I，然后根據(jù)歐姆定律R=U/I計算出被測電阻R的大小。模塊一電氣測量的基本知識

（3）比較測量法。將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進行比較，從而獲得被測量的大小的測量方法叫比較測量法。1）差值法。通過測量被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的差值，或正比于此差值的量，然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量來確定被測量大小的方法叫差值法，例如用電橋測電阻。2）零值法。在測量過程中，改變標(biāo)準(zhǔn)量使它和被測量的差值為0，確定被測量與標(biāo)準(zhǔn)量大小相等，這種測量方法叫做零值法，例如用電位差計測量電動勢。3）替代法。在測量過程中，用已知標(biāo)準(zhǔn)量去替代被測量，使儀表的指示值恢復(fù)到原狀態(tài)，這時被測量等于已知標(biāo)準(zhǔn)量，這種測量方法叫做替代法。比較法測量的準(zhǔn)確度高，但操作麻煩，設(shè)備復(fù)雜，一般常用于精密測量和儀表校驗。模塊一電氣測量的基本知識項目二測量誤差的基本概念在實際測量中，由于測量工具不夠準(zhǔn)確、測量方法不夠完善以及各種其他因素的影響，例如測量者的經(jīng)驗和識別能力的局限性，測量結(jié)果不可能是被測量的真實值，而只是它的近似值，測量值與被測量的真值之間的差異叫做測量誤差。模塊一電氣測量的基本知識一、測量誤差的表示方法電氣測量誤差的表示方法有3種：絕對誤差、相對誤差和引用誤差，下面分別介紹。1.絕對誤差儀表的指示值(測量值)Ax與實際值(真實值)A0之間的差值稱為絕對誤差，以ΔA表示，即計算ΔA時，通常把標(biāo)準(zhǔn)儀表的指示值當(dāng)做被測量的實際值。由上式可得令C=-ΔA，則C叫做更正值(或修正值)，它與絕對誤差大小相等、符號相反。引入更正值后，可以對儀表的指示值進行校正，以消除誤差。模塊一電氣測量的基本知識2.相對誤差絕對誤差ΔA與實際值A(chǔ)0之比稱為相對誤差。相對誤差單位為“1”，通常用百分?jǐn)?shù)來表示，用符號γ表示相對誤差。則因而當(dāng)實際值難以確定時，可以用儀表指示值代替，這時的相對誤差為

模塊一電氣測量的基本知識【例1.1】有一電源電壓實際值為200V，用甲電壓表測量時指示值為202V，用乙電壓表測量時指示值為201V，而用C電壓表測量一個實際值為20V的電源電壓時，電壓表指示值為19.5V。試分別求它們的絕對誤差和相對誤差。模塊一電氣測量的基本知識

3.引用誤差相對誤差可以表示測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，卻不能反映儀表本身的準(zhǔn)確程度，這樣便提出了引用誤差的概念。絕對誤差與測量儀表的量程之比稱為引用誤差，一般用γm表示(結(jié)果用百分?jǐn)?shù)表示)，即式中，Am代表測量儀表的量程，也就是滿刻度值。由于引用誤差的分母是固定的，故用引用誤差來比較測量不同大小的被測量之間的準(zhǔn)確程度就比較簡便了。模塊一電氣測量的基本知識二、誤差的分類和來源

根據(jù)誤差性質(zhì)的不同，測量誤差一般可分為３類，每一類誤差產(chǎn)生的原因各不相同。1.系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差是指在同一條件下，多次測量同一被測量時，誤差大小和符號均保持不變；或條件改變時，其誤差按某一確定規(guī)律而變化。系統(tǒng)誤差主要是由于測量儀器、儀表的準(zhǔn)確度、測量方法的不完善和測量環(huán)境等引起的。2.隨機誤差隨機誤差又稱偶然誤差，它是指在相同條件下多次重復(fù)測量同一量時，誤差時大時小，符號時正時負(fù)，沒有確定的變化規(guī)律，無法控制也不能預(yù)知其大小和符號的誤差。隨機誤差的來源和系統(tǒng)誤差相同，所不同的是隨機誤差的產(chǎn)生是由于各種互不相干的獨立因素隨機起伏變化而引起的。例如，磁場的微變、溫度的微變、大地的微震、空氣流的變化擾動等，都會產(chǎn)生隨機誤差。3.疏失誤差疏失誤差是一種嚴(yán)重歪曲了測量結(jié)果的異常誤差。疏失誤差主要是由于測量者的粗心、疏忽所造成的。例如：不正確的操作方法，讀數(shù)錯誤，記錯、算錯數(shù)據(jù)等。模塊一電氣測量的基本知識三、減小誤差的方法測量誤差是不能消除的，但要盡可能使誤差減小到測量允許的范圍內(nèi)。減小測量誤差，應(yīng)根據(jù)誤差的來源和性質(zhì)采取相應(yīng)的措施和方法。1.減小系統(tǒng)誤差的方法

（1）對測量儀器儀表進行校正，在準(zhǔn)確度要求高的測量中，引用修正值進行修正。

（2）消除產(chǎn)生誤差的根源。正確選擇測量方法和測量儀器，盡量使測量儀器在規(guī)定的使用條件下工作，消除各種外界因素所造成的影響。

（3）采用特殊的測量方法。實際測量中可根據(jù)測量儀器儀表不同、被測量不同，采用不同的測量方法來達到減小誤差的目的。如正、負(fù)誤差補償法，等值替代法，換位消除法，對稱觀測法等。模塊一電氣測量的基本知識2.減小隨機誤差的方法隨機誤差都服從統(tǒng)計規(guī)律。統(tǒng)計規(guī)律的性質(zhì)之一是：隨著測量次數(shù)的增多，絕對值相等、符號相反的隨機誤差出現(xiàn)的次數(shù)趨于相等。特別是當(dāng)測量次數(shù)趨于無窮多時，其誤差總體平均值趨近于0，這一性質(zhì)稱為隨機誤差的抵消性。根據(jù)這一特性，我們可以通過增加重復(fù)測量的次數(shù)，來減小隨機誤差。模塊一電氣測量的基本知識3.疏失誤差的防止防止產(chǎn)生疏失誤差，首先要求測量者應(yīng)以高度負(fù)責(zé)的責(zé)任心和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度從事測量工作；其次應(yīng)嚴(yán)格按測量程序和操作規(guī)程進行測量；最后，應(yīng)對測量結(jié)果進行校對，若測量中出現(xiàn)了疏失誤差，則該測量結(jié)果應(yīng)該舍棄。模塊一電氣測量的基本知識項目三測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理一、有效數(shù)字的概念所謂有效數(shù)字，是指從數(shù)字左邊第一個非零的數(shù)字開始，直到右邊最后一個數(shù)字為止所包含的所有數(shù)字(包括0)。例如，測得某信號源的頻率為001204MHz，左邊第一個非零數(shù)字為1，右邊最后一個數(shù)字為4，有1，2，0，4共4位有效數(shù)字。其左邊的２個“0”不是有效數(shù)字，數(shù)字中間的“0”是有效數(shù)字。數(shù)字末尾的“0”也是有效數(shù)字。如電阻4800Ω，有4位有效數(shù)字。但如果寫成4.8×103Ω，就只有2位有效數(shù)字，這是不允許的。要變換單位，應(yīng)該保持有效數(shù)字的位數(shù)不變。因而電阻4800Ω應(yīng)寫為4800×103Ω或4800kΩ。所以數(shù)字末尾的“0”不可隨意增減。模塊一電氣測量的基本知識二、有效數(shù)字的正確表示測量時記錄的有效數(shù)字一般由兩部分組成，最后一位之前的幾位數(shù)字是準(zhǔn)確可靠的，稱為可靠數(shù)字(也稱為準(zhǔn)確數(shù)字)，最后一位數(shù)字一般是在測量讀數(shù)時估計出來的，稱為可疑數(shù)字(也稱欠準(zhǔn)數(shù)字)。有效數(shù)字的正確表示應(yīng)注意以下3點：模塊一電氣測量的基本知識（1）有效數(shù)字中，只應(yīng)保留一個欠準(zhǔn)數(shù)字。

在測量時，我們總是根據(jù)儀表的刻度和指針的位置來讀取數(shù)據(jù)的。例如，用一只分為50刻度、量程為50V的電壓表去測量某一電壓，指針停留在第45刻度與第46刻度之間，讀取的電壓為45.6V。則該電壓是用３位有效數(shù)字來表示的，“4”和“5”兩個數(shù)字是可靠的，而“6”是根據(jù)最小刻度估計出來的，它可能被估計為5，也可能被估計為7，因而“6”是欠準(zhǔn)數(shù)字。在記錄測量數(shù)據(jù)時，只須記錄可靠數(shù)字和1位根據(jù)儀表最小刻度估計得來的欠準(zhǔn)數(shù)字。模塊一電氣測量的基本知識（2）欠準(zhǔn)數(shù)字中，要特別注意“0”的處理，不能隨意增減。例如，測量某電阻的數(shù)值為5120Ω，表明前面３個位數(shù)5，1，2是可靠數(shù)字，最后一位數(shù)字0是欠準(zhǔn)數(shù)字。如果改寫成5.12kΩ，則表明前兩個數(shù)字5，1是可靠數(shù)字，最后一個數(shù)字2是欠準(zhǔn)數(shù)字。這兩種寫法，盡管表示同一數(shù)值，但卻反映了不同的測量準(zhǔn)確度。模塊一電氣測量的基本知識（3）如果用10的冪來表示一個數(shù)據(jù)，從10的冪前面數(shù)字的左邊第一個非零數(shù)字開始，直到右邊10的冪處的所有數(shù)字都是有效數(shù)字。

例如，電阻910×103Ω，表明它有3位有效數(shù)字；電流003456×103A，表明它有4位有效數(shù)字。模塊一電氣測量的基本知識三、有效數(shù)字的處理對于測量或計算取得的數(shù)據(jù)，必須進行處理。如果只取n位有效數(shù)字，那么第n+1位及其以后的各位數(shù)字采用“四舍六入五配偶”法則進行處理。方法是：對于n+１位的數(shù)字是4及4以下的數(shù)字舍去，6及6以上的數(shù)字進入。對于n+１位是5，而5后有數(shù)字時，則可舍5進1；若5后無數(shù)字或為0，5之前為奇數(shù)時舍5進1，5之前為偶數(shù)時(包括0)舍去5不進。這里所以采用偶數(shù)法則，一方面偶數(shù)常能被其他除數(shù)除盡，可以減少計算上的誤差；另一方面按此法則舍入時，當(dāng)被加數(shù)的個數(shù)很多時，正、負(fù)舍入誤差出現(xiàn)的機會相等，而在總和中，舍入誤差將被抵消。模塊一電氣測量的基本知識下面是把有效數(shù)字保留到小數(shù)點后第二位的幾個例子：849523……84.95(四舍，小數(shù)點后第3位為4以下數(shù)字)58261……583(六入，小數(shù)點后第3位為6及6以上數(shù)字)243751……2438(舍五進一，小數(shù)點后第3位為5，5后有數(shù)字)34635………3464(舍五進一，小數(shù)點后第3位為5，5后無數(shù)字，5前為奇數(shù))82745………8274(舍五不進，小數(shù)點后第3位為5，5后無數(shù)字，5前為偶數(shù))模塊一電氣測量的基本知識四、有效數(shù)字的運算1.加減運算在電氣測量中，參與加減運算的各數(shù)據(jù)，必須是單位相同的同一物理量。在進行加減運算之前，一要統(tǒng)一單位，二要對數(shù)據(jù)進行處理：使各數(shù)據(jù)小數(shù)點后面有效數(shù)字位數(shù)比小數(shù)點后位數(shù)最少的那個數(shù)據(jù)多1位。運算后，和或者差的小數(shù)點后的有效數(shù)字，應(yīng)與運算前小數(shù)點后位數(shù)最少的那個數(shù)據(jù)相同。模塊一電氣測量的基本知識【例1.2】求423.25，62.3450，0.0153，4.805這4個數(shù)據(jù)的和。數(shù)據(jù)423.25小數(shù)點后有2位有效數(shù)字，為小數(shù)點后位數(shù)最少的數(shù)據(jù)，所以應(yīng)對其余數(shù)據(jù)進行處理，使小數(shù)點后保留3位有效數(shù)字。模塊一電氣測量的基本知識

2.乘除運算運算前對各數(shù)據(jù)的處理應(yīng)以有效數(shù)字最少的為標(biāo)準(zhǔn)，所得積或商的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)與有效數(shù)字位數(shù)最少的那個數(shù)據(jù)相同。模塊一電氣測量的基本知識【例1.3】25.726×1.05782×0.0382

若有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)據(jù)中，其第一位有效數(shù)字是8或9時，則其他數(shù)據(jù)的有效數(shù)字應(yīng)多計1位。例如上題中0.0382改為0.0982，則另外2個數(shù)據(jù)應(yīng)取4位有效數(shù)字，即25.72625.73，1.057821.058。模塊一電氣測量的基本知識五、測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理電氣測量結(jié)果的數(shù)據(jù)處理按下列步驟進行：

（1）把測量數(shù)據(jù)按測量的先后次序列表。（2）計算出算術(shù)平均值。根據(jù)最小二乘法原理可知，測量結(jié)果的表示以多次測量同一被測量的算術(shù)平均值為最可靠。測量次數(shù)越多則測量結(jié)果的可靠程度越高。若每次測量結(jié)果用ai表示，i=1，2，…，n，n為測量次數(shù)，那么測量結(jié)果的平均值表達式為模塊一電氣測量的基本知識（3）計算每次測量的絕對誤差。把某次測量結(jié)果與測量結(jié)果平均值相減得出某次測量的絕對誤差，即（4）計算均方根誤差。對同一被測量進行多次測量，測量結(jié)果的誤差按均方根誤差計算最為合理，其表達形式為模塊一電氣測量的基本知識（5）剔除疏失誤差。把均方根誤差與各個絕對誤差進行比較，剔除絕對誤差大于3δγ的測量結(jié)果(這些項被視為疏失誤差)，再重新計算平均值和均方根誤差，直至達到各項絕對誤差都小于3δγ為止。（6）寫出測量結(jié)果和測量誤差的統(tǒng)一表達式，表達式為模塊一電氣測量的基本知識

謝謝！電工儀表與測量模塊二電工儀表的基本知識本模塊學(xué)些內(nèi)容：項目一電工儀表的分類和技術(shù)要求

項目二電工指示儀表的基本結(jié)構(gòu)和工作原理模塊二電工儀表的基本知識模塊二電工儀表的基本知識項目一電工儀表的分類和技術(shù)要求

電工儀表是實現(xiàn)電氣測量過程所需儀表的總稱。在電工專業(yè)領(lǐng)域中，經(jīng)常接觸的是電工指示儀表和比較儀器。模塊二電工儀表的基本知識一、常用電工儀表的分類、標(biāo)志、型號1.電工儀表的分類（1）指示儀表。指示儀表是應(yīng)用最為廣泛的一類電工儀表。常用的交、直流電壓表，電流表和指針式萬用表等屬指示儀表。指示儀表的特點是：將被測的電量轉(zhuǎn)換為驅(qū)動儀表可動部分偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動力矩，以指針偏轉(zhuǎn)角的大小反映被測電量的大小，使操作者可以從標(biāo)度尺上直接讀出被測量，所以指示儀表是一種直讀式儀表。（2）比較儀表。比較儀表是將被測量與已知量進行比較而得到測量結(jié)果的儀表，如各種電橋、電位差計。（3）其他電工儀表。除了指示儀表和比較儀表兩大類外，常見的電工儀表還有數(shù)字式儀表、記錄式儀表以及一些用于擴大儀表量程的裝置，如分流器、測量用的互感器等。模塊二電工儀表的基本知識2.電工指示儀表的分類（1）按儀表工作原理分類，電工指示儀表可以分為磁電系、電磁系、電動系、感應(yīng)系、靜電系、整流系等。（2）按儀表測量對象分類，電工指示儀表可以分為電流表、電壓表、功率表、電能表、歐姆表等。（3）按儀表工作電流的性質(zhì)分類，電工指示儀表可以分為直流儀表、交流儀表和交、直流兩用儀表。（4）按儀表使用方式分類，電工指示儀表可以分為安裝式儀表和便攜式儀表。（5）按儀表使用條件分類，電工指示儀表可以分為A，A1，B，B1，C５組，５個組的使用環(huán)境條件見表2-1。（6）按儀表準(zhǔn)確度等級分類，電工指示儀表可以分為0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0共7個等級。模塊二電工儀表的基本知識模塊二電工儀表的基本知識3.電工指示儀表的標(biāo)志符號電工指示儀表的表盤上有許多表示其基本技術(shù)特性的標(biāo)志符號。這類反映儀表技術(shù)特性的符號叫做儀表的標(biāo)志。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，每一個儀表必須有表示測量對象的單位、準(zhǔn)確度等級、工作電流的種類、相數(shù)、測量機構(gòu)的類別、使用條件的組別、工作位置、絕緣強度、試驗電壓的高低、儀表的型號以及其他各種額定值等標(biāo)志符號，見表2-2。模塊二電工儀表的基本知識

（1）測量單位的符號。模塊二電工儀表的基本知識

（2）儀表工作原理的標(biāo)志符號。模塊二電工儀表的基本知識模塊二電工儀表的基本知識（3）電流種類的標(biāo)志符號。模塊二電工儀表的基本知識（4）、（5）準(zhǔn)確度等級的標(biāo)志符號、工作位置的標(biāo)志符號。模塊二電工儀表的基本知識（6）絕緣強度的標(biāo)志符號。模塊二電工儀表的基本知識（7）按外界條件分組的標(biāo)志符號。模塊二電工儀表的基本知識（8）端鈕及調(diào)零器的標(biāo)志符號。模塊二電工儀表的基本知識4.電工指示儀表的型號（1）安裝式儀表型號的組成。如圖2-1所示，其中形狀的第一位代號按儀表面板形狀最大尺寸編制，形狀第二位代號按外殼形狀尺寸特征編制；系列代號按測量機構(gòu)的系列編制，如磁電系代號為“C”，電磁系代號為“T”，電動系代號為“D”，感應(yīng)系代號為“G”，整流系代號為“L”等。模塊二電工儀表的基本知識

（2）可攜式儀表型號組成。

可攜式儀表的型號中不含形狀代號，所以將安裝式儀表型號中的形狀代號省略后，即是該類儀表的便攜產(chǎn)品型號。例如：電磁系電壓表，44T62—V為安裝式電壓表，T62—V則為便攜式電壓表，其中“T”表示電磁系儀表，“62”是設(shè)計序號，“V”表示用于電壓的測量。模塊二電工儀表的基本知識

（3）電能表型號組成。

電能表型號是由類別代號、組別代號和設(shè)計序號組成的。其型號中，第一位字母均為“D”，表示電能表；第二位字母：“D”表示單相，“T”表示三相四線，“S”表示三相三線，“X”表示無功。例：DD15型電能表，類別號“D”代表電能表，組別號“D”代表單相，“15”表示設(shè)計序號。模塊二電工儀表的基本知識二、電工指示儀表的主要技術(shù)要求

電工指示儀表的技術(shù)性能對測量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性有很大影響。國家標(biāo)準(zhǔn)GB776—76《電測量指示儀表通用技術(shù)條件》對電工指示儀表的技術(shù)性能作了具體規(guī)定，主要有以下幾方面。模塊二電工儀表的基本知識2.有合適的靈敏度電工指示儀表的靈敏度是指儀表對被測量的反應(yīng)能力。如果被測量變化ΔA時，指針偏轉(zhuǎn)角度將產(chǎn)生一個變化量Δa，則靈敏度S為儀表的靈敏度越高，量程就越小；靈敏度越低，則儀表的準(zhǔn)確度就越低，所以儀表應(yīng)有適當(dāng)?shù)撵`敏度。模塊二電工儀表的基本知識3.儀表本身消耗功率小儀表接入電路時，本身也要消耗一定的能量。如果儀表消耗的功率大，必將改變被測電路原有的工作狀態(tài)，從而造成測量的誤差，因此，儀表本身消耗的功率應(yīng)盡量小。從節(jié)約電能和提高測量準(zhǔn)確度的角度來考慮，選用儀表時應(yīng)盡可能選擇低功耗儀表。模塊二電工儀表的基本知識1.有足夠的準(zhǔn)確度

（1）各級儀表的最大引用誤差不應(yīng)超過表2-3的規(guī)定。

（2）外界因素變化時，在非正常工作條件下儀表的附加誤差，應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)的要求。

（3）指示儀表由于摩擦造成的升降變差(被測量平穩(wěn)上升和下降時，對應(yīng)在標(biāo)度尺上同一刻度線上的兩次讀數(shù)之差)，一般不應(yīng)超過儀表最大引用誤差的絕對值。模塊二電工儀表的基本知識4.有良好的讀數(shù)裝置儀表的標(biāo)尺刻度應(yīng)盡量均勻，以便于讀數(shù)。對于刻度不均勻的標(biāo)尺，應(yīng)標(biāo)明讀數(shù)起點和在標(biāo)尺上標(biāo)明標(biāo)尺工作部分，一般要求標(biāo)尺工作部分應(yīng)不小于標(biāo)尺全長的85％。模塊二電工儀表的基本知識5.有良好的阻尼阻尼良好是指阻尼時間短。所謂阻尼時間，是指儀表接入被測量開始，到指針在穩(wěn)定位置左右的擺動不大于標(biāo)尺全長的1％為止所需要的時間。一般的儀表要求阻尼時間應(yīng)不超過4s。質(zhì)量較好的儀表，阻尼時間只有1.5s左右。模塊二電工儀表的基本知識6.有足夠的絕緣強度和過載能力儀表內(nèi)的電氣線路和外殼之間應(yīng)有良好的絕緣，以保證儀表的正常工作和使用時的安全。儀表應(yīng)有一定的承受長時間和短時間過載的能力，以防止在長時間過載的情況下，由于元件過熱而燒毀；或短時間過載的情況下，機械力沖擊而造成儀表的損壞。儀表的絕緣強度和過載能力的要求，可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定。模塊二電工儀表的基本知識項目二電工指示儀表的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、電工指示儀表的組成1.測量機構(gòu)電工指示儀表的任務(wù)，就是把被測的電量變換為指針的偏轉(zhuǎn)角，并使兩者之間保持一定的比例關(guān)系。這樣，偏轉(zhuǎn)角的大小就反映了被測量的大小，并在刻度盤上直接指示出測量結(jié)果。為了把所測量的電量變換為指針的偏轉(zhuǎn)角，任何指示儀表都應(yīng)有一個接受電量后能產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)運動的機構(gòu)，這種機構(gòu)就是測量機構(gòu)。模塊二電工儀表的基本知識2.測量線路測量線路將被測量轉(zhuǎn)換為測量機構(gòu)能直接測量的電量。測量線路的構(gòu)成，必須根據(jù)測量機構(gòu)能夠直接測量的電量與被測量的關(guān)系去確定。它一般由電阻、電容、電感或其他電子元件構(gòu)成。模塊二電工儀表的基本知識3.電工指示儀表結(jié)構(gòu)方框圖指示儀表要把被測量轉(zhuǎn)換為可動部分的偏轉(zhuǎn)角，一般要經(jīng)過兩步變換。第一步先把被測量X轉(zhuǎn)換成儀表測量機構(gòu)可以直接接受的過渡量Y，這一變換由測量線路完成。第二步將過渡量Y變成儀表可動部分的偏轉(zhuǎn)角，這一變換由測量機構(gòu)完成，如圖2-2所示。

為了使指針偏轉(zhuǎn)角能正確反映被測量大小，在上述兩步變換中，無論是被測量X和過渡量Y之間，還是過渡量Y和偏轉(zhuǎn)角α之間都應(yīng)保持一定的函數(shù)關(guān)系。模塊二電工儀表的基本知識二、測量機構(gòu)的一般部件

不同類型的儀表的測量機構(gòu)盡管在動作原理上不相同，其結(jié)構(gòu)也不相同，但是它們在儀表中的功能是相同的。按測量機構(gòu)中元件的功能可分為下列幾個部分。模塊二電工儀表的基本知識1.產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的裝置為了使可動部分的偏轉(zhuǎn)角反映被測電量的大小，測量機構(gòu)必須具有產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的裝置。不同類型的儀表，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的原理和方式不同，轉(zhuǎn)動力矩的不同方式和原理，可構(gòu)成不同系列的指示儀表。模塊二電工儀表的基本知識2.產(chǎn)生反作用力矩的裝置儀表的可動部分在轉(zhuǎn)動力矩作用下產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)時，測量機構(gòu)中的游絲或其他控制裝置，產(chǎn)生與偏轉(zhuǎn)角成正比的反作用力矩。反作用力矩的方向和轉(zhuǎn)動力矩的方向相反，其作用是平衡轉(zhuǎn)動力矩。如果只有轉(zhuǎn)動力矩、沒有反作用力矩，則儀表的指針在大小不等的被測電量作用下，都要偏轉(zhuǎn)到最終位置，這樣的儀表只能反映被測電量的有無，不能反映被測電量的大小。而有了反作用力矩，當(dāng)轉(zhuǎn)動力矩和反作用力矩完全相等時，可動部分由于力矩平衡停留在一定位置，這樣，與可動部分一起偏轉(zhuǎn)的指針的偏轉(zhuǎn)角的大小就能反映被測電量的大小。模塊二電工儀表的基本知識3.阻尼裝置當(dāng)儀表的可動部分達到平衡位置(可動部分力矩平衡、指針不再偏轉(zhuǎn)的位置)時，由于慣性不會立即停下來，而是在平衡位置附近來回擺動一段時間后才能穩(wěn)定。為了能夠盡快讀數(shù)，減少可動部分?jǐn)[動的時間，儀表中必須裝有阻尼裝置，用來消耗可動部分的動能，限制可動部分的擺動。常用儀表的阻尼裝置有空氣阻尼器和磁感應(yīng)阻尼器兩種，如圖2-3所示。模塊二電工儀表的基本知識4.讀數(shù)裝置讀數(shù)裝置由指示器和標(biāo)尺(又稱刻度盤)組成，指示器有指針式和光標(biāo)式兩種。指針又分矛形和刀形兩種。矛形指針多用于大、中型安裝式儀表中，以便于在距離較遠時取得讀數(shù)。刀形指針則用在可攜式儀表或小型安裝式儀表中，便于精確讀數(shù)。指針一般是用鋁制成的，以減輕質(zhì)量。

圖2-4是幾種指示器的示意圖。模塊二電工儀表的基本知識光標(biāo)式指示器是由燈泡發(fā)出光線，經(jīng)過聚光裝置照射到固定在可動軸的反射鏡上，再通過反射鏡反射到標(biāo)尺上的光標(biāo)讀取指示值。光標(biāo)式指示器可以完全消除視差，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，只在一些高靈敏度、高準(zhǔn)確度的儀表中使用。標(biāo)尺是一塊畫有刻度的表盤，如圖2-5所示。為了減少讀數(shù)時的視差，0.5級以上的精密儀表通常在標(biāo)尺下面安裝一個反射鏡，又稱為鏡子標(biāo)尺。當(dāng)指針和指針在反射鏡中的影像重合時再進行讀數(shù)。模塊二電工儀表的基本知識5.支承裝置測量機構(gòu)的可動部分必須有支承裝置。常用的支承裝置有兩種，一種是軸尖軸承支承裝置，如圖2-6所示。在這種支承裝置中，儀表的可動部分裝在軸上，轉(zhuǎn)軸兩端是圓錐形的軸尖，軸尖支承在軸承里。在軸尖軸承支承方式中，又分為普通軸承支承和彈性軸承支承兩種。模塊二電工儀表的基本知識

另一種是張絲彈片支承裝置，如圖2-7所示。在這種支承裝置中是以張絲彈片支承代替了軸尖軸承支承，因而消除了由于摩擦引起的誤差，提高了儀表的準(zhǔn)確度和耐振動性能。目前生產(chǎn)的便攜式儀表，大部分為這種張絲彈片支承方式。彈片的作用是使張絲保持一定的原始張力，以減少可動部分的下垂和位移，并對張絲起減振和保護作用，防止張絲在振動時斷裂。模塊二電工儀表的基本知識謝謝！電工儀表與測量模塊三電工儀表測量本模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容：項目一磁電系測量機構(gòu)項目二電磁系測量機構(gòu)項目三電動系測量機構(gòu)項目四鐵磁電動系測量機構(gòu)項目五整流系儀表模塊三電工儀表測量模塊三電工儀表測量項目一磁電系測量機構(gòu)一、磁電系儀表

磁電系儀表廣泛應(yīng)用于直流電流和電壓的測量，如與整流器配合，又可測量交流電電流和電壓，與測量線路配合也可測量交流功率、頻率、相位差等電量。模塊三電工儀表測量1.結(jié)構(gòu)磁電系測量機構(gòu)是由固定的磁路系統(tǒng)和可動的線圈部分組成的，其結(jié)構(gòu)如圖31(a)所示。儀表的固定部分是磁路系統(tǒng)，磁路系統(tǒng)包括永久磁鐵、固定在永久磁鐵兩極上的極掌、處于兩個極掌之間的圓柱形鐵芯，圓柱形鐵芯固定在儀表支架上。采用這種結(jié)構(gòu)是為了減少磁阻，并使極掌和鐵芯間的空氣隙中產(chǎn)生均勻的輻射形磁場。輻射形磁場的特點是：沿著圓柱形鐵芯的表面，磁感應(yīng)強度處處相等，而方向則和圓柱形表面垂直。圓柱形鐵芯與極掌間留有一定的氣隙，使可動線圈能在氣隙中轉(zhuǎn)動。

模塊三電工儀表測量。可動部分由一個薄鋁皮制作的矩形框架、一個在矩形框架上用很細的漆包線繞有很多匝數(shù)的線圈和轉(zhuǎn)軸構(gòu)成。轉(zhuǎn)軸分前后兩個半軸，每個半軸的一端固定在矩形框架上，另一端則通過軸尖支承于軸承中。在前半軸上裝有指針，可動部分偏轉(zhuǎn)時，帶動指針偏轉(zhuǎn)，指示被測量的大小。反作用力矩一般由游絲產(chǎn)生。當(dāng)采用游絲時，還用它來導(dǎo)入和導(dǎo)出電流，因此在儀表中裝設(shè)了２個游絲，它們的螺旋方向相反，如圖31(b)所示。模塊三電工儀表測量模塊三電工儀表測量儀表的阻尼力矩由鋁制的矩形框架產(chǎn)生。磁電系測量機構(gòu)按磁路的形式不同可分為外磁式、內(nèi)磁式和內(nèi)外磁式３種，如圖3-2所示。外磁式結(jié)構(gòu)是永久磁鐵在可動線圈的外部，如圖3-2(a)所示。內(nèi)磁式結(jié)構(gòu)是永久磁鐵在可動線圈的內(nèi)部，如圖3-2(b)所示。內(nèi)外磁式的結(jié)構(gòu)是在可動線圈的內(nèi)外都有永久磁鐵，如圖3-2(c)所示，因此磁性更強，儀表的結(jié)構(gòu)可以做得更緊湊。模塊三電工儀表測量2.工作原理

磁電系測量機構(gòu)是利用通電線圈在磁場中受到磁場作用力產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的原理制成的，如圖3-3所示。模塊三電工儀表測量當(dāng)可動線圈通電時，線圈受均勻輻射形磁場的作用產(chǎn)生電磁力F，從而形成轉(zhuǎn)動力矩M，使可動部分偏轉(zhuǎn)。根據(jù)圖中所設(shè)電流方向和磁場方向，運用左手定則，可以判斷線圈２個有效邊所受電磁力F的方向與線圈平面垂直且方向相反，產(chǎn)生使可動線圈發(fā)生順時針方向偏轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動力矩。設(shè)均勻輻射形磁場的磁感應(yīng)強度為B，線圈匝數(shù)為N，垂直于磁場方向的線圈有效邊長為L，則當(dāng)線圈通過的電流為I時，每個有效邊受的電磁力為

F=NBLI轉(zhuǎn)動力矩為M=2Fr=2NBLrI式中，r為轉(zhuǎn)軸中心到線圈有效邊的距離。由線圈包圍的面積為S=２rL則轉(zhuǎn)動力矩為M=NBSI模塊三電工儀表測量在均勻輻射形磁場內(nèi)，磁感應(yīng)強度B是定值，對已繞好的線圈其匝數(shù)N和有效面積S也是定值。因此就轉(zhuǎn)動力矩的大小來說，它只與線圈中通過的被測電流I成正比。而轉(zhuǎn)動力矩的方向取決于流進線圈的電流方向。線圈偏轉(zhuǎn)時引起游絲變形，產(chǎn)生反作用力矩Ma，這個力矩的大小與游絲變形的大小成正比，也就是和線圈的偏轉(zhuǎn)角α成正比，即反作用力矩：Ma=Dα式中，α為可動部分偏轉(zhuǎn)角，即指針偏轉(zhuǎn)角；D為游絲的反作用系數(shù)，與游絲材料的力學(xué)性質(zhì)和尺寸有關(guān)。模塊三電工儀表測量隨著偏轉(zhuǎn)角α不斷增大，反作用力矩Ma也增大，直到和轉(zhuǎn)動力矩相等時，可動部分因所受力矩達到平衡而停留在平衡位置上，指針的偏轉(zhuǎn)角α不再變化。根據(jù)力矩平衡關(guān)系

Ma=M得到Dα=NBSI和α=(NBS/D)I對已經(jīng)制成的儀表，N，B，S和D都是常數(shù)，所以NBS/D也是一個常數(shù)。令SI=NBS/Dα=SII

上式說明，可動部分的偏轉(zhuǎn)角α與通過線圈電流I成正比。因此，在儀表中就可以用偏轉(zhuǎn)角來衡量被測電流的大小，并通過指針在標(biāo)尺上直接指示出電流的數(shù)值。由上式可得SI=α/ISI稱為磁電系測量機構(gòu)的靈敏度，表示單位被測量(這里是電流)所對應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角。模塊三電工儀表測量3.技術(shù)特性

（1）準(zhǔn)確度高，可達0.05級。

（2）靈敏度高。因為這種測量機構(gòu)的內(nèi)部磁場很強，所以線圈中只須通過很小的電流，就會產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩。

（3）受外磁場影響小。

（4）標(biāo)尺刻度均勻，便于讀數(shù)。

（5）消耗功率小。由于測量機構(gòu)內(nèi)部通過的電流很小，所以儀表本身消耗功率就很小。

（6）過載能力小。因被測電流是通過游絲導(dǎo)入和導(dǎo)出的，線圈導(dǎo)線又很細，所以過載時容易使游絲的彈性發(fā)生變化或使線圈燒毀。

（7）只能測直流電流。由于永久磁鐵產(chǎn)生的磁場方向不能改變，所以只能通入直流電流才能產(chǎn)生穩(wěn)定的偏轉(zhuǎn)。如果線圈中通入的是交流電流，由于交流電流方向不斷改變，轉(zhuǎn)動力矩也是交變的，可動部分由于慣性作用，還來不及轉(zhuǎn)過去，又得轉(zhuǎn)回來，結(jié)果指針只能左右擺動，無法讀數(shù)。模塊三電工儀表測量二、磁電系檢流計微小電流和電壓（10-8A，10-6V或更?。Υ烹娤禍y量機構(gòu)不會引起能夠覺察的反應(yīng)。要達到對微小電流和電壓進行測量的目的，必須提高測量機構(gòu)的靈敏度。檢流計就是為了適應(yīng)這一測量需求而制造的、專門檢測微小電流或電壓的高靈敏度儀表。檢流計通常并非直接測量電流的大小，而是檢測電流的有無。模塊三電工儀表測量1.磁電系檢流計結(jié)構(gòu)特點磁電系檢流計與普通磁電系儀表比較，有兩個不同的特點：一是采用張絲或懸絲結(jié)構(gòu)來代替軸承支撐結(jié)構(gòu)，以消除摩擦對靈敏度的影響；二是采用光標(biāo)指示裝置來代替指針，以進一步提高儀表的靈敏度。磁電檢流計的結(jié)構(gòu)如圖3-4所示。動圈由懸絲懸掛起來，懸絲的作用是支撐可動部分，產(chǎn)生反作用力矩和引導(dǎo)動圈的電流。動圈的另一條電流引線是金屬絲，此金屬絲用金(銀)制成，只起導(dǎo)流作用而不產(chǎn)生力矩。在動圈上方裝有小平面鏡用來反射光源的光線。模塊三電工儀表測量圖3-5為光標(biāo)指示裝置，當(dāng)可動部分偏轉(zhuǎn)了α角時，小平面鏡上光源的入射角和反射角也是α，根據(jù)反射到標(biāo)尺上的光點，即可取得讀數(shù)。在圖3-5(a)中，當(dāng)小平面鏡和標(biāo)尺的距離一定時，偏轉(zhuǎn)角α越大，光點在標(biāo)尺上的偏轉(zhuǎn)格數(shù)d也越多，因此可以用d來表示偏轉(zhuǎn)角α以及被測電流的大小。同時，如果偏轉(zhuǎn)角α一定，標(biāo)尺離小平面鏡的距離L越長，偏轉(zhuǎn)格數(shù)d也越多。這說明標(biāo)尺離小平面鏡越遠，測量的靈敏度就越高。所以對固定安裝型的檢流計，標(biāo)尺常放在遠離檢流計的外部；而在標(biāo)尺內(nèi)附的便攜式檢流計中，則采取光線多次反射的方法以提高靈敏度，如圖35(b)所示。也有一些檢流計做成指針式的，這種指針式的檢流計結(jié)構(gòu)簡單，但靈敏度較低。模塊三電工儀表測量模塊三電工儀表測量2.檢流計正確使用和維護（1）使用時必須輕拿輕放。在搬動前或用完后，須將制動器（俗稱鎖扣）鎖上。無制動器的檢流計要合上短接動圈的開關(guān)或用導(dǎo)線將端子短接。（2）使用時應(yīng)按正常工作位置放好，對于裝有水平儀的檢流計應(yīng)先調(diào)整好水平，然后檢查檢流計，看動圈和指針偏轉(zhuǎn)是否良好，有無卡滯現(xiàn)象。在進行這些檢查工作之后，再接入測量線路中進行測量。（3）用檢流計進行測量時，其靈敏度應(yīng)逐步提高。當(dāng)流過檢流計的電流大小不清楚時，應(yīng)串聯(lián)一個很大的電阻保護檢流計或配用一個分流器進行測試?？傊?，測量時要根據(jù)光點的偏轉(zhuǎn)情況，確信被測量的電流不會損壞檢流計時，再逐步提高檢流計的靈敏度。（4）不準(zhǔn)用萬用表、歐姆表來測量檢流計的內(nèi)阻，以防止通入過大電流燒壞檢流計的動圈和懸絲。模塊三電工儀表測量項目二電磁系測量機構(gòu)要對交流電量進行測量，必須克服磁電系儀表線圈通過交流電時其轉(zhuǎn)動力矩的大小和方向周期性地改變而無法讀數(shù)的矛盾。為了解決這個矛盾，一般可從兩方面著手，一個方面是從被測量電量入手，將被測交流電量通過某一“變換器”變換成磁電系測量機構(gòu)可以測量的直流電量，如后面將要學(xué)到的整流系儀表，就屬此類。另一方面從改變測量機構(gòu)入手，即采用和磁電系儀表結(jié)構(gòu)完全不同的測量機構(gòu)，使其轉(zhuǎn)動力矩反映交流電流(電壓)的大小，屬于這一類型的儀表有電磁系、電動系、感應(yīng)系等。我們先學(xué)習(xí)電磁系測量機構(gòu)的工作原理。模塊三電工儀表測量一、結(jié)構(gòu)電磁系測量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)有扁線圈吸引型和圓線圈排斥型兩種。1.吸引型

吸引型電磁系測量機構(gòu)如圖3-6所示，固定扁線圈和偏心可動鐵片(鐵片的中心與轉(zhuǎn)軸的中心偏離)構(gòu)成了一個電磁系統(tǒng)。轉(zhuǎn)軸上裝有指針、阻尼片和游絲等。游絲的作用是產(chǎn)生反作用力矩，而不通過電流。阻尼片和永久磁鐵構(gòu)成了磁感應(yīng)阻尼器，磁屏蔽則用來屏蔽外界磁場對線圈磁場的影響。扁線圈通電后產(chǎn)生的磁場將偏心可動鐵芯片吸引，使可動部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因此這種結(jié)構(gòu)稱為扁線圈吸引型。模塊三電工儀表測量吸引型測量機構(gòu)的工作原理如圖3-7所示。當(dāng)被測電流通過固定線圈時，產(chǎn)生磁場。處在磁場中的可動偏心鐵片將順著磁場方向被磁化，偏心鐵片的極性如圖3-7(a)所示；偏心可動鐵片靠近線圈一端的磁化極性與扁形線圈的磁場極性相反，產(chǎn)生吸引力形成轉(zhuǎn)動力矩，使偏心可動鐵片順時針方向偏轉(zhuǎn)。當(dāng)通入線圈的電流方向改變時，偏心鐵片磁化后的極性也隨之改變，如圖3-7(b)所示。但不管通入線圈的電流方向如何，偏心鐵片靠近線圈一端的磁化極性總是與線圈該端的磁場極性相反，由此產(chǎn)生的電磁吸力，使指針發(fā)生總是向同一方向的旋轉(zhuǎn)。模塊三電工儀表測量2.排斥型排斥型測量機構(gòu)如圖3-8所示。圓形線圈通電后，固定鐵片和可動鐵片同時被磁化，而且兩個鐵片的極性相同，相互排斥，使可動鐵片轉(zhuǎn)動，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所以這種結(jié)構(gòu)叫圓線圈排斥型。圓形線圈通電后，固定鐵片和可動鐵片同時被磁化，而且兩個鐵片的極性相同，互相排斥，使可動鐵片轉(zhuǎn)動，指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。所以這種結(jié)構(gòu)叫圓線圈排斥型。當(dāng)圓線圈中的電流方向改變時，固定鐵片和可動鐵片被磁化的極性也同時改變，但仍然互相排斥，可動鐵片的受力和轉(zhuǎn)動方向不變，如圖3-9所示。模塊三電工儀表測量這種測量機構(gòu)同樣可以用于測量直流電流。模塊三電工儀表測量二、偏轉(zhuǎn)角與被測電流的關(guān)系根據(jù)以上的分析可知，不論哪種結(jié)構(gòu)形式的電磁系測量機構(gòu)，都是通過固定線圈中的電流產(chǎn)生磁場，使處于磁場中的鐵片被磁化，磁極間的相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，帶動指針偏轉(zhuǎn)，指示被測電量的大小。在磁路沒有飽和的情況下，由于鐵片被磁化后的磁場與線圈的磁勢成正比，而線圈對鐵片的電磁吸力與線圈磁勢的平方(NI)2有關(guān)，即轉(zhuǎn)動力矩計算公式為

M=K′(NI)2

式中，NI為固定線圈的磁勢；K′為系數(shù)，與線圈、鐵片尺寸和形狀以及它們的相對位置有關(guān)；I為交流電流的有效值。模塊三電工儀表測量當(dāng)游絲的反作用力矩和轉(zhuǎn)動力矩平衡時Ma=M即

Dα=K′(NI)2α=K′D(NI)2=K(NI)2式中，K=K′D是一個系數(shù)。由上式可知，電磁系測量機構(gòu)指針的偏轉(zhuǎn)角與被測電流的平方成正比，因而可用其指針的偏轉(zhuǎn)角的大小來衡量被測電流的大小。模塊三電工儀表測量三、技術(shù)特性1.電磁系儀表既可測直流電量又可測交流電量由鐵片的磁滯現(xiàn)象所引起的測量誤差，叫磁滯誤差。用于直流測量時，這種磁滯誤差可能很大，而且不穩(wěn)定。電磁系儀表用于交流測量時則沒有磁滯誤差，因為這時指針的偏轉(zhuǎn)角取決于平均轉(zhuǎn)矩，而固定鐵片與可動鐵片在交變磁場中已多次被磁化了，所以電磁系測量儀表更適用于交流電流和交流電壓的測量。模塊三電工儀表測量

2.過載能力強，可直接測量較大電流測量機構(gòu)的可動部分不通過電流，而通過電流的固定線圈，可用較粗的導(dǎo)線繞制，因此允許通過較大電流。模塊三電工儀表測量

3.標(biāo)尺刻度不均勻由于電磁系測量機構(gòu)偏轉(zhuǎn)角隨被測電流的平方而改變，因此，標(biāo)尺刻度具有平方律的特性。當(dāng)被測電流較小時，偏轉(zhuǎn)角很小，使得標(biāo)尺的起始部分刻度線較密，不易準(zhǔn)確讀數(shù)。模塊三電工儀表測量

4.易受外界磁場影響電磁系測量機構(gòu)的磁場是由固定線圈流過被測電流而產(chǎn)生的，其磁場較弱，又幾乎處于空氣之中。所以外磁場對電磁系測量機構(gòu)的影響很大，僅地磁場就可造成1％的誤差。為了防御外磁場的影響，通常采用的方法有兩種，即磁屏蔽和無定位結(jié)構(gòu)來減少外磁場影響。模塊三電工儀表測量磁屏蔽結(jié)構(gòu)是把測量機構(gòu)放在導(dǎo)磁性能良好的磁屏蔽罩之內(nèi)，使外磁場的磁力線沿著磁屏蔽罩通過，而不進入測量機構(gòu)，如圖3-10所示。模塊三電工儀表測量無定位結(jié)構(gòu)的儀表由兩個完全相同的線圈和鐵片構(gòu)成，如圖3-11所示。兩個線圈反向串聯(lián)，當(dāng)被測電流通過兩個線圈時產(chǎn)生的磁場方向相反，兩塊鐵片對稱地裝在轉(zhuǎn)軸的兩側(cè)，因而轉(zhuǎn)軸受到的兩個轉(zhuǎn)動力矩方向相同(圖中所示都是順時針方向)，所以轉(zhuǎn)軸總的轉(zhuǎn)動力矩是兩個轉(zhuǎn)矩之和。當(dāng)儀表置于外磁場中時，不管外磁場方向如何，當(dāng)一個線圈的磁場被增強，另一個線圈的磁場就會減弱，故外磁場的作用被相互抵消，轉(zhuǎn)軸受到的轉(zhuǎn)動力矩保持不變。這種結(jié)構(gòu)特點是：無論儀表放在什么位置，無論外磁場來自什么方向，儀表都能防御外磁場的影響，所以叫“無定位”結(jié)構(gòu)。模塊三電工儀表測量模塊三電工儀表測量項目三電動系測量機構(gòu)磁電系測量機構(gòu)由永久磁鐵和可動線圈組成，電磁系測量機構(gòu)由固定線圈和可動鐵片組成。如果利用固定線圈代替永久磁鐵，可動線圈代替可動鐵片，便構(gòu)成了電動系測量機構(gòu)。電動系測量機構(gòu)不僅可以做成測量交流電流、電壓的儀表，還可比較方便地做成測量功率、相位和頻率的儀表，是應(yīng)用比較廣泛的測量機構(gòu)。模塊三電工儀表測量一、結(jié)構(gòu)和工作原理

電動系測量機構(gòu)是利用２個通電線圈之間的相互作用來產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的，其結(jié)構(gòu)如圖3-12所示。電動系測量機構(gòu)的固定線圈分為平行排列、互相對稱的兩部分，中間留有空隙，以便使轉(zhuǎn)軸可以穿過，這種結(jié)構(gòu)可獲得均勻的工作磁場。將固定線圈兩部分之間由串聯(lián)改變?yōu)椴⒙?lián)時，可以得到另一種不同的電流量程。轉(zhuǎn)軸上裝有指針和空氣阻尼器的阻尼鋁片。游絲用來產(chǎn)生反作用力矩，同時又起引導(dǎo)電流的作用。模塊三電工儀表測量由于固定線圈產(chǎn)生的工作磁場很弱，一般只有磁電系測量機構(gòu)中磁感應(yīng)強度的1％～5％，因此，電動系測量機構(gòu)容易受外磁場的影響。為了減少外磁場的影響，一般采用磁屏蔽或無定位結(jié)構(gòu)，基本原理和電磁系測量機構(gòu)中敘述的相同。如圖3-13(a)所示，當(dāng)固定線圈通有直流電流I1時，固定線圈就產(chǎn)生了一個磁場。處于固定線圈磁場中的可動線圈通過電流I2，受到磁場作用力F產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩(其方向由左手定則確定)，使儀表可動部分在轉(zhuǎn)動力矩作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到與游絲產(chǎn)生的反作用力矩相平衡為止，指針停在某一刻度上。模塊三電工儀表測量當(dāng)電流I1和I2同時改變方向時，如圖3-13(b)所示，則磁場作用力F的方向不會改變，可動線圈所受到的轉(zhuǎn)動力矩的方向也不會改變。因此，電動系測量機構(gòu)可以測直流電量，也可以測交流電量。電動系測量機構(gòu)，用在直流電路中時，其轉(zhuǎn)動力矩M與相互作用的固定線圈和可動線圈中的電流乘積成正比。即M=K′I1I2式中，K′是與結(jié)構(gòu)有關(guān)的系數(shù)。在轉(zhuǎn)動力矩的作用下，可動部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)并扭緊游絲，游絲產(chǎn)生的反作用力矩為Ma=Dα式中，D為游絲反作用系數(shù)；α為可動部分偏轉(zhuǎn)角。當(dāng)可動部分力矩平衡時，有M=MaK′I1I2=Dαα=(K′/D)I1I2=KI1I2模塊三電工儀表測量當(dāng)電動系測量機構(gòu)測交流電流或電壓時，I1、I2分別是通過固定線圈和可動線圈的電流有效值，φ為兩個電流之間的相位差，可以證明轉(zhuǎn)動力矩的平均值為MP=K′I1I2cosφ根據(jù)力矩平衡條件Ma=MP得到Dα=K′I1I22cosφ即α=(K′/D)I1I2cosφ或α=KI1I2cosφ上式說明，電動系測量機構(gòu)用在交流電測量時，其可動部分的偏轉(zhuǎn)角，不僅和通過兩個線圈的電流有效值I1、I2有關(guān)，還取決于兩個電流相位差的余弦cosφ的大小，這一點和用于直流電路時有區(qū)別，應(yīng)該注意。模塊三電工儀表測量模塊三電工儀表測量二、技術(shù)特性

（1）準(zhǔn)確度高。因為磁場中沒有鐵磁物質(zhì)，基本上不存在磁滯和渦流效應(yīng)。因而它的準(zhǔn)確度可達0.05～0.1級。（2）使用范圍廣。可以交直流兩用，也可以測量非正弦交流電量。（3）過載能力較差。這是因為可動線圈中的電流是靠游絲導(dǎo)入的，如果電流過大，游絲將會因過熱而燒斷。（4）電動系測量機構(gòu)制成的功率表，標(biāo)尺刻度均勻；而用此機構(gòu)制成的電流表、電壓表，其偏轉(zhuǎn)角隨兩個線圈電流的乘積而變化，故標(biāo)尺刻度不均勻。（5）本身消耗功率較大。由于固定線圈必須滿足一定的磁勢，才能保證固定線圈磁場的磁感應(yīng)強度，所以線圈中電流大，消耗功率大。（6）受外磁場影響較大。由于磁路多由空氣構(gòu)成，磁阻較大，儀表本身的磁場較弱，故易受外界磁場干擾。一般也應(yīng)和電磁系儀表一樣采取磁屏蔽或無定位結(jié)構(gòu)來防止外磁場的干擾和影響。從以上技術(shù)特性來看，電動系測量機構(gòu)適用于精密測量，并可用電動系測量機構(gòu)制作交、直流兩用電流表和電壓表；也可用電動系測量機構(gòu)制作各種功率表，測量電路的功率。模塊三電工儀表測量項目四鐵磁電動系測量機構(gòu)

為克服電動系測量機構(gòu)的工作磁場很弱、易受外磁場的影響、產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩小、可動部分的結(jié)構(gòu)脆弱、不耐顛震等不足，可采用鐵磁電動系測量機構(gòu)。鐵磁電動系的測量機構(gòu)采用鐵磁材料制成的磁導(dǎo)體作為工作磁通的磁路結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)可加強磁場，以增大轉(zhuǎn)矩。模塊三電工儀表測量一、結(jié)構(gòu)與工作原理鐵磁電動系測量機構(gòu)如圖3-14所示。把固定線圈繞在鐵芯上，鐵芯一般用硅鋼片制成，以減小渦流和磁滯損失所引起的測量誤差。由于固定線圈的磁路中大部分由鐵磁材料構(gòu)成，磁阻小。在電磁鐵兩個磁極之間加有圓柱形鐵芯，氣隙中的工作磁場大大加強，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩比電動系測量機構(gòu)大得多，而且外磁場的影響也顯著減少，不必加裝防磁裝置。模塊三電工儀表測量鐵磁電動系測量機構(gòu)的工作原理，與電動系測量機構(gòu)完全相同。因為這兩種機構(gòu)中轉(zhuǎn)矩的產(chǎn)生從本質(zhì)上說都是兩個通電線圈相互作用的結(jié)果，因此鐵磁電動系測量機構(gòu)平均轉(zhuǎn)矩和偏轉(zhuǎn)角的公式，具有和電動系機構(gòu)完全相同的形式。分別為MP=K′I1I2cosφα=(K′/D)I1I2cosφα=KI1I2cosφ模塊三電工儀表測量二、技術(shù)特性（1）由于鐵磁電動系儀表采用磁導(dǎo)率很大的鐵磁材料作為磁路，所以磁場強，轉(zhuǎn)矩大。（2）結(jié)構(gòu)堅固，耐振動。（3）外磁場的干擾和影響較小。（4）準(zhǔn)確度較低。由于采用鐵磁材料，磁滯現(xiàn)象和渦流損失造成的測量誤差較大，所以準(zhǔn)確度較低。根據(jù)這些特性，鐵磁電動系測量機構(gòu)主要用來制造安裝式功率表、功率因數(shù)表及要求轉(zhuǎn)矩很大的自動記錄儀表。模塊三電工儀表測量項目五整流系儀表磁電系儀表的測量機構(gòu)在測量時具有靈敏度、準(zhǔn)確度高的優(yōu)點，但只能測量直流電量，不能測量交流電量，這使它的應(yīng)用受到限制。為此，人們設(shè)計出整流系儀表，由磁電系測量機構(gòu)和整流電路組合而成的儀表稱為整流系儀表。整流系儀表的工作原理是：

利用整流元件的單向?qū)щ姷奶匦?，將正弦交流電量變成直流電量，這樣就可以利用磁電系測量機構(gòu)對交流電量進行測量了。模塊三電工儀表測量一、電路結(jié)構(gòu)及工作原理常用的整流電路有半波整流電路和全波整流電路兩種。1.半波整流電路半波整流電路如圖3-15所示。整流管V1與表頭串聯(lián)，V2與表頭及V1并聯(lián)。當(dāng)a，b兩端鈕接入被測交流電路時，由于二極管的單向?qū)щ娦裕鞍胫茈娏鱅經(jīng)過V1和表頭(V2截止)；后半周電流I經(jīng)V2(V1截止)直接流回電源，不經(jīng)過表頭。當(dāng)V2導(dǎo)通時其正向電阻很低，所以a，b兩端的電壓也很低，使V1和表頭兩端的電壓很低，這樣V1就不會因反向電壓高被擊穿；同時由于V2導(dǎo)通，V1截止，流過表頭的反向電流很小，可以消除指針的抖動。模塊三電工儀表測量可見，在交流電的一個周期內(nèi)，表頭中只有半個周期通過電流，其波形如圖3-16所示。由于測量機構(gòu)的慣性，指針可以穩(wěn)定地停留在某個位置。模塊三電工儀表測量

2.全波整流電路全波整流電路如圖3-17所示，由4只整流二極管組成橋式整流電路。在外加交流電的正半周，電流I的路徑為a→V1→表頭→V3→b，如實線所示。在負(fù)半周，電流I的路徑為b→V2→表頭→V4→a，如虛線所示?？梢?，全波整流電路中流過表頭的電流要比半波整流電路中的電流大1倍，因此采用全波整流電路的儀表靈敏度較高。整流波形如圖3-18所示。模塊三電工儀表測量二、測量原理在整流系儀表中，經(jīng)過整流電路整流后，通過磁電系表頭的電流是方向不變、大小變化的脈動電流，而磁電系儀表的轉(zhuǎn)動部分是具有慣性的，這樣指針的偏轉(zhuǎn)就跟不上電流的變化。指針只能根據(jù)脈動電流的平均值偏轉(zhuǎn)，并停留在一定的位置上。整流系儀表指針的偏轉(zhuǎn)角與整流后電流的平均值成正比，即α=KIPj式中，IPj為整流電流的平均值；K為系數(shù)。在交流電路中，整流電流的平均值正比于其有效值，偏轉(zhuǎn)角的大小也正比于有效值，因此，整流系儀表的標(biāo)度尺可以按照有效值進行刻度。顯然上述關(guān)系僅適用于測量正弦交流電，如果用整流系儀表去測量非正弦交流電，將會產(chǎn)生很大誤差。模塊三電工儀表測量三、整流系儀表的特點（1）測量交流時頻率范圍較寬，一般情況下，測量頻率可達幾千赫茲。（2）整流系儀表靈敏度高、消耗小、標(biāo)度尺分度均勻。（3）整流系儀表的缺點是準(zhǔn)確度較低，因為儀表中整流二極管的特性受溫度影響較大，所以整流系儀表的準(zhǔn)確度隨溫度升高而降低。模塊三電工儀表測量謝謝!電工儀表與測量模塊四萬用表的原理和使用本模塊學(xué)習(xí)內(nèi)容：項目一指針式萬用表的結(jié)構(gòu)和工作原理項目二MF47型萬用表項目三萬用表使用注意事項模塊四萬用表的原理和使用模塊四萬用表的原理和使用項目一指針式萬用表的結(jié)構(gòu)和工作原理一、指針式萬用表的結(jié)構(gòu)指針式萬用表由3個部分組成：測量機構(gòu)（又稱表頭）、測量線路和轉(zhuǎn)換開關(guān)。1.表頭萬用表通常用高靈敏度的磁電式直流微安級電流表作表頭，表頭刻度盤上刻有多種電量和多種量程的刻度。表頭是萬用表的關(guān)鍵部件，靈敏度、準(zhǔn)確度等級、阻尼、升降差等，大部分都取決于表頭的性能。靈敏度是萬用表的重要性能之一。常用萬用表的表頭滿刻度電流為幾微安到幾百微安，表頭的滿刻度電流越小，其靈敏度也越高，這樣的表頭特性也越好，儀表功率損耗越小。模塊四萬用表的原理和使用2.測量線路測量線路的主要作用是把被測的電量轉(zhuǎn)變成測量機構(gòu)能接受的電量，如將被測的大電流通過分流電阻變換成表頭能接受的微弱電流；將被測的高電壓通過分壓電阻變換成表頭能接受的低電壓；將被測的交流電流（電壓）通過整流器變換為表頭能接受的直流電流（電壓）等。測量線路主要由各種類型、各種規(guī)格的電阻元件（如繞線電阻、炭膜電阻、電位器等)組成，此外還有整流元件（如二極管）。

測量線路是萬用表實現(xiàn)多種電量、多種量程的電路，測量線路的改進，可使儀表的功能增多，操作方便，體積減小。模塊四萬用表的原理和使用3.切換開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)用來切換不同的測量線路，實現(xiàn)多種電量和多種量程的選擇。一般萬用表中均采用機械式轉(zhuǎn)換開關(guān)，它由動觸點和靜觸點組成。動觸點又稱為“刀”，靜觸點又稱為“擲”，因而這種轉(zhuǎn)換開關(guān)又稱為刀擲轉(zhuǎn)換開關(guān)。靜觸點固定在轉(zhuǎn)換開關(guān)的支撐板上，動觸點裝在轉(zhuǎn)軸上。當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)旋轉(zhuǎn)時，轉(zhuǎn)軸帶動動觸點隨之旋轉(zhuǎn)，動觸點停留在某一位置并與該位置的靜觸點接觸時，就接通了該擋的測量線路，實現(xiàn)了對不同測量線路的切換。模塊四萬用表的原理和使用二、工作原理1.直流電流測量線路萬用表直流電流測量線路，用磁電系微安級電流表作表頭連接閉路式分流器，構(gòu)成多量程，如圖4-1所示。萬用表測量直流電流時，轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到直流電流擋，測量線路與表頭就構(gòu)成了一個直流電流表，被測電流IX的一部分或大部分將通過分流電阻R，只有小部分通過表頭，從而擴大了直流電流擋的量程。分流電流的大小與分流電阻的大小成反比，改變分流電阻的大小就能改變儀表的量程。模塊四萬用表的原理和使用模塊四萬用表的原理和使用

2.直流電壓測量線路在萬用表中，電壓測量線路是在磁電系微安表頭上串聯(lián)不同的分壓電阻。萬用表的表頭壓降一般在十幾毫伏至上百毫伏之間，如不串聯(lián)分壓電阻，量程很小，不適于實際測量。在表頭串聯(lián)的分壓電阻，又叫做附加電阻。在高準(zhǔn)確度萬用表中的附加電阻一般采用線繞電阻，在準(zhǔn)確度較低的萬用表中，附加電阻采用炭膜電阻。電壓擋的連接方式有3種，如圖4-2所示，其一是單用式，當(dāng)某一電阻損壞時，不影響其他電路；其二是共用式，采用錳銅電阻，多個量程共用幾個電阻，較為經(jīng)濟；其三是單用共用混合式，這種連接方式集中了前兩者的優(yōu)點。模塊四萬用表的原理和使用模塊四萬用表的原理和使用3.交流電流測量線路由于磁電系表頭只允許測量直流電流或直流電壓，如果測量交流電量，則必須采用一個整流裝置。如果被測電流較小，則可直接對被測電流進行整流，如圖4-3所示。模塊四萬用表的原理和使用

要測量較大的交流電流時，應(yīng)先分流，再對進入磁電系表頭的電流進行整流，如圖4-4所示，形成多量程的交流電流測量線路。模塊四萬用表的原理和使用

整流的方法有兩種，一種是半波整流，另一種是全波整流。有的萬用表也采用電流互感器來擴大量程，如圖4-5所示。采用電流互感器的電路，功率損耗小。模塊四萬用表的原理和使用

4.交流電壓測量線路測量交流電壓時，測量線路必須有整流裝置，把交流變?yōu)橹绷鳌Ｕ骺梢圆捎面N或硅二極管，也可以采用氧化銅整流。整流元件的反向電阻越大，正向電阻越小，則整流元件的質(zhì)量越好。交流電壓測量線路的整流電路有兩種，一種是半波整流電路，另一種是全波整流電路。模塊四萬用表的原理和使用（1）半波整流。

如圖4-6所示，當(dāng)被測電壓為正半周時，二極管V1正向?qū)?，V2反向截止，被測的交流電流通過分壓電阻R3，R2，R1，經(jīng)V1流過表頭和分流電阻Rc。當(dāng)被測電壓為負(fù)半周時，V2正向?qū)?，V1反向截止，被測電流直接從二極管V2流入分壓電阻R3，R2，R1通過，并不經(jīng)過表頭和分流電阻Rc，這樣在表頭中通過的是經(jīng)過半波整流而獲得的一種方向不變而大小卻不斷變化的周期性脈動電流。模塊四萬用表的原理和使用

（2）全波整流。

如圖4-7所示，4個整流元件V1，V2，V3，V4構(gòu)成全波整流電路，當(dāng)被測電壓正半周時，V1，V4正向?qū)?，V2，V3反向截止，被測電流經(jīng)開關(guān)S，經(jīng)分壓電阻R3，R2，R1，經(jīng)V4流過表頭和分流電阻Rc，再經(jīng)V1到達b點。被測電壓負(fù)半周時，V3，V2正向?qū)ǎ琕1，V4反向截止，被測電流經(jīng)V2流過表頭和分流電阻Rc，再經(jīng)V3流過R1，R2，R3，開關(guān)S到a點。在全波整流電路中，正半周和負(fù)半周均有電流通過表頭，但流過表頭的電流是經(jīng)全波整流電路獲得的較為連續(xù)的脈動電流。模塊四萬用表的原理和使用5.電阻的測量萬用表的電阻擋實際上是一個多量程的串聯(lián)式歐姆表。

（1）電阻擋的測量線路。萬用表的歐姆擋用干電池作為電源，電源、表頭和固定電阻串聯(lián)，如圖4-8所示。流過被測電阻的電流為

流過被測電阻的電流為其中，U為電池電壓；R為固定電阻；Rg