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SKSQAC50075电流电压测量作业指导书 电压电流测量作业指导书 一、实验目的测量电网的电压和通过导线的电流。 二、实验仪器和设备电流表，电压表。 三试验概念及原理 一、基本测量原理和方法 (一)指针式表头对于物理量的测量，必须有一个测量量值的视觉指示器，用于读取测量数据。 传统的指示器就是指针式表头和表盘，对于现代的数字测量系统则是数字显示器。 指针式表头是靠指针相对于表盘可读的偏转角度来显示读数值的。 基本原理是被测量提供部分能量(电流)，通过置于电磁场内的线圈，产生偏转。 在表头内，有一个磁铁和一个导线线圈，通过电流后，会使线圈产生磁场，这样线圈通电后在磁铁的作用下会旋转，这就是电流表、电压表的表头部分。 由于必须尽可能地减少测量所耗能量，从而尽可能减少对被测量的影响，加上表头的结构体积、重量等限制，因此这个表头所能通过的电流就很小(在数十毫安级)，且两端所能承受的电压也很小(可能在1V以下或毫伏级)。 为测量外部回路的大电流，在表头内部或者外部，在表头线圈两端并联一个比表头线圈阻抗小得多的电阻(只让很小部分电流流过表头线圈)，从而实现对电流的测量。 为测量外部回路的高电压，我们需要给这个表头(内部或外部)串联一个比较大的电阻，或者另外接入分压器，来测量电压。 总之，电流或电压的测量，只是摄取被测量的方式不同(分流或分压)而已，基本原理是一样的。 (二)电流的测量通常测量直流电流用磁电式电流表，而测量交流电流主要采用电磁式电流表。 电流表应串联在电路中。 为了使电路的工作不受接入电流表的影响，电流表的内阻必须很小。 采用磁电式电流表测量电流时，为了扩大它的量程，应在测量机构上并联一个称为分流器的低值电阻凡，电流表与分流器示意图如图1所示。 图1电流表与分流器示意图图1中，I0与I的关系为IRRRIAA+=00式中凡是测量机构的电阻(表头内阻)，儿是通过表头的电流，由于RA比R0小得多，被测电流I的大部分流经RA了。 根据RA和民的大小和比值(制造中必须精确测量)，就可以决定表头的量程，并绘制出表盘的刻度值。 要求R0尽可能地小。 (三)电压的测量测量直流电压常用磁电式电压表，而测量交流电压常用电磁式电压表。 电压表应并联在欲测电压的负载、电源或一段电路中。 为了使电路的工作不受接人电压表的影响，电压表的内阻必须很大。 为了扩大电压表的量程，应在测量机构上串联一个称为倍压器的高阻RV。 电压表和倍压器示意图如图2所示。 由图2可得000RRRvvv+=I负载II0负载)1(00?=UURRv即100?=IIRRA图2电压表和倍压器示意图 二、数字电流、电压测量 (一)概述随着数字技术和微电脑技术的不断发展，数显表、以单片机为何约新型数字显示与记录仪表越来越广泛地应用到工业自动化和工控领域中。 数字表与指针表一样，与各种传感器、变送器相配合，可对电量、非电量等物理量进行测量，并直接数字形式显示被测结果，并可变换标准的的电流(电压)信号，或者数字信号传送给其他系统。 （二）数字测量原理数字表首先要把连续变化的模拟量以一定时间间隔取样，转换成断续变化的数字量(A/D转换),简单的数字仪表里，将数字化后的编码直接输入至计数器、寄存器、译码器，最后在液晶显示器或LED数码管上显示出来。 高级的数字表则是将A/D转换后的数字存入数据库，经过一定的计算和判别，再输出显示和打印。 数字表大多是以电压表为主体，因为A/D转换器的输入一般为电压信号。 大量的物理量经传感变送后转换成相对应的（电压信号）后，数字仪表就可以进行测量了。 （三)数字仪表的基本组成V负载U负载U RAR0U0一只数字表应具备A/D转换、非线性补偿及标度变换三部分。 （1）A/D转换。 模拟量转换成数字量，有专门的单芯片。 （2）非线性补偿。 大多数被测参数与显示值之间呈现非线性关系，为了消除非线性误差，必须在仪表中加入非线性补偿电路。 常用的方法有模拟式模拟式非线性补偿法、非线性数模转换补偿法、数字式非线性补偿法等。 (3)标度变换。 测量值与工程值之间往往存在一定的比例关系，数显表显示的不应该是输入值，而是实际的工程值，所以要进行标度变换。 一般数显表的显示量程是全范围可设定的。 (四)数字电压表的分类和工作原理DVM的种类有多种，分类方法也很多，有按位数分的，如3/2位、5位、8位;有按测量速度分的，如高速、低速;有按体积、质量分的，如袖珍式、便携式、台式。 但通常是按AID转换方式的不同将DVM分成两大类，一类是直接转换型，也称比较型;另一类是间接转换型，又称积分型，包括电压一时间变换(VT变换)和电压一频率变换(V-f变换)。 1.逐次逼近比较型逐次逼近比较型电压表是利用一个数字计数器，测量开始，计数器开始计数，数值增加，再将计数器的数字经D/A转换器(含标准电压)转换为相应的模拟电压，并与被测电压进行比较，一旦两个电压相等，计数器就停止计数。 此时计数器里的数字(同时也通过显示器显示出来)就代表测量值。 虽然逐次比较需要一定时间，要经过若干个节拍才能完成，但只要加快节拍的速度，还是能在瞬间完成一次测量的。 2.电压一时间变换型所谓电压一时间变换型是指测量时将被测电压值转换为时间间隔t,电压越大，也越大，然后按t大小控制定时脉冲进行计数，其计数值即为电压值。 电压一时间变换型又称为V-T型或