第八章-电工测量.ppt

本章要求：1.了解常用电气仪表的结构和工作原理2 .掌握常用电气仪表的使用方法3 .了解电桥测量电阻、电容、电感的方法4 .了解常用的非电量电测法。 第八章电工测量、电路中各物理量(例如电压、电流、功率、电能、电路参数等)的大小，除分析和计算方法外，由电工测量。 电测技术的应用主要具有以下优点：第8章电测，1 .电测结构简单，使用方便，精度充分。 2 .电测仪可灵活安装在需要测量的场所，实现自动记录。 3 .电测量仪能够实现远距离测量问题。 4 .电工测量方法可以测量非电量。 8.1电气电子测量仪器的分类，1 .测量的种类分类，2 .工作原理分类，3 .电流的种类分类(参照上表)，4 .精度分类，最大基本误差，测量仪器的最大行程(满刻度值)，目前，我国的直读电气电子测量仪器按精度分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级精度是电工仪表的主要特性之一。 精度高的(0.1，0.2，0.5 )仪表常用于精密测量和其他仪表的校准。 相对额定误差、精度是电工仪表的主要特性之一。 仪表的精度根据仪表的相对额定误差进行分级。 例如：精度为2.5级的电压计，其最大量为50V，正常情况下，最大基本误差不变，因此被测量值越小，相对测量误差越大。 用上述电压表测量实际值为10V的电压时，对于相对误差，在测量实际值为40V的电压时，对于相对误差，在选择仪表范围时，一般测量的值应为仪表满刻度值的一半以上。 另外，可能发生的最大基本误差是：电气仪表的几个符号，8.2电气仪表的型号，直读式仪表测量各种电量的基本原理或者在仪表中流过电流时产生电磁作用，可动部分受扭矩作用而旋转。 在转矩和通电电流之间，T=f(I )、(1)产生转矩t的部分向仪表可动部施加转矩而旋转。 (3)阻尼器产生制动力(阻尼力)的装置，使仪表可动部迅速静止在平衡位置。 (2)当电阻扭矩TC所产生的部分或电阻扭矩TC与转矩t相等时，直读式计量器的基本构成部分与计量器可动部分的一定的位置平衡。 8.2电工仪表的型号、13.2.1磁电式仪表、1 .结构、螺旋弹簧、(1)固定部分马蹄形永久磁铁、极掌NS及圆柱形铁心等。 (2)可动部的铝框架和线圈，2根半轴o和o，螺旋弹簧和指针。 极掌与铁心之间气隙长度均匀，其中产生均匀辐射方向的磁场。2 .工作原理、(1)旋转扭矩t的产生、(2)电阻扭矩TC的产生、线圈和指针旋转时，螺旋弹簧扭转而产生电阻扭矩TC。 另外，线圈通电电流I的电磁力f、线圈通电电流I的电磁力f线圈接受转矩t线圈和指针而旋转，弹簧的TC与指针的偏转角成比例，在TC=k2、弹簧的电阻转矩t与线圈接受的转矩TC平衡时，可动部停止旋转，此时，T=TC、弹簧的电阻转矩和旋转仪表的刻度要标上均匀的刻度。 3 .发生阻尼作用，当电流流过线圈偏转时，铝框切断磁通，在框内感应电流，该电流与磁场作用，产生与旋转方向相反的制动力，因此可旋转部分受到阻尼作用，迅速停止在平衡位置。 即，得出了指针的偏转角度为：的指针的偏转角度与线圈中流过的电流成比例的结论。4 .用途、5 .优点：刻度均匀灵敏度和精度高、衰减力强、功耗小、外界磁场影响小。 缺点：只能测量直流的价格高，无法承受大的过载。 测量直流电压、直流电流、电阻。8.2.2电磁式仪表，1 .结构，主要部分有固定的圆形线圈，线圈内部有固定的铁片，旋转轴有固定的可动铁片。2 .工作原理、仪表的转矩T=kI、弹簧的电阻转矩TC=k2、弹簧的电阻转矩TC与指针的偏转角成比例，即T=TC时，可动部分停止旋转，即指针的偏转角、结论：指针的偏转角与直流电流或交流电流的有效值的平方成比例。 另外，线圈通电电流I磁场、线圈通电电流I磁场固定时可动铁片被磁化(同一端的极性相同)，可动片受到排斥力而使指针旋转，交流与有效值、指针的偏转角度与直流电流或交流有效值的平方成比例，因此仪表尺上的刻度不均匀。 与轴相连的活塞在小室移动，产生阻尼力空气缓冲器。 3 .用途：4 .优点：结构简单，价格便宜，可用于交流直流电测量大电流，允许大过载。 缺点：刻度不均匀容易受到外部磁场和铁片磁滞和涡电流(交流测量时)的影响，因此精度低。 测量交流电压、交流电流。 8.2.3电动仪表，1 .结构，有固定线圈和可动线圈两种线圈。 活动线圈、指针和空气缓冲器的活塞固定在轴上。2 .动作原理、固定线圈的电流i1(i1)励磁可动线圈的电流I2(i2)和励磁相互作用电磁力f线圈接受转矩t线圈和指针而旋转，仪表的转矩通过直流时，T=k1I1I2，通过交流时，t=k1i1i2os，i1和i2的有效值，i1和i2的相位差弹簧的电阻转矩TC=k2弹簧的电阻转矩TC与指针的偏转角成比例，即T=TC时，可动部分停止旋转，即指针的偏转角，结论：指针的偏转角与两个电流(对交流有效的值)的乘积成比例。 另外，设计的转矩流过直流时，T=k1I1I2，流过交流时，t=k1i1i2i2os，=ki1i2i2os (交流)，i1和i2之间的相位差，4 .优点：可用于交流的精度高。 缺点：外部磁场影响大，不能承受大的过载。 3 .测量用途交流直流电压、电流及功率。 8.3电流的测量，电流计的内阻小。 测量直流电流的常用磁电式电流计，为了扩大电流计的范围，可以在测量机构上并联连接分流电阻RA。 电流计必须与电路串联连接。 式中：测量R0测量机构的电阻RA分流电阻，测量直流通电常用磁电式电流计，测量交流通电常用电磁式电流计。 由、可知，分流电阻必须扩大的范围越大，分流电阻就越小。 例如，有磁电流表，而没有分路时，报头的全标度电流是5mA，报头电阻是20。 现在我想把量程(满量程值)调到1A，分流器的电阻是多少？8.4电压的测量，表面的内阻很高。 测量直流电压一般采用磁电式电压计，为了扩大电压计的范围，在测量机构上串联连接倍压电阻RV。 电压表必须并联连接在被测电路的两端。 式中：测量R0测量机构的电阻RV倍电压器的电阻、直流电压的通常为磁电式电压计，测量交流电流的为常用电磁式电压计。 由此得出串联电阻，扩大范围越大，串联电阻越大。 例如，有一个电压表，其范围是50V，内阻是2000。 我现在想把那个范围扩大到300V，需要串联连接多少电阻的倍压器？ 8.5.1磁电式测试仪为了测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等，1 .直流电流的测量，RA1RA5为分流电阻，改变开关的位置后改变分流电阻，改变电流范围。 范围越大，分流电阻越小。 8.5万用表、直流调节电位器、8.5万用表、8.5.1万用表为了测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等，2 .直流电压的测量，RV1RV3构成倍压器电阻，改变开关的位置后改变倍压器的电阻，改变电压范围。范围越大，倍压器的电阻越大。 3 .交流电压的测量，磁电式仪表只能测量直流。 要测量交流电，必须像图中的D1和D2那样加入整流元件。 在正半周期，D1和部分电流通过微计。 在、和负半周期中，直接流过D2，从“端子”流过电流。 通过千分尺的是半波电流，应该读取那个电流的平均值。 通过千分尺的是半波电流，应该读取那个电流的平均值。 因此，表示加上用于改变表盘刻度的交流调整电位器(图中600 )的读取值被换算为正弦波电压的有效值。 普通测试仪只适用于频率451000Hz的电压测量。 4 .电阻测量、电阻测量时，需要装入电池，测量的电阻越小，电流越大，指针的偏转角度越大。 注意： (1)测量前请将“-”和“-”的两端短路，看指针是否指向零。 否则，请调整零调整电位器(图中的1.7k电阻)进行校正。 (2)绝对不能在带电线上测量电阻。 最终，切换开关必须切换到高电压范围。 MF-30型万用表的面板图，8.5万用表，零欧姆调整，机械零调整，开关，8.5.2数字万用表，现以DT-830型数字万用表为例，对其测量范围和使用方法进行说明。 1 .测量范围，(1)直流电压分为5速：200mV、2V、20V、200V、1000V。 (2)交流电压分为5速：200mV、2V、20V、200V、750V。 (3)直流电流分为5速：200V、2mA、20mA、200mA、10A。 (4)交流电流分为5速：200V、2mA、20mA、200mA、10A。 (5)电阻为6速：200、2k、20k、200 k、2m、20m、8.5.2数字测试仪、DT-830型测试仪的面板图，2 .面板说明：(2)电源开关：使用时将开关置于“ON”位置，将使用完毕置于“OFF”位置。 (3)切换开关：用于选择功能和范围。 根据测量的电量(电压、电流、电阻等)选择适当的功能位。根据测量范围的大小选择适当的范围。 (4)输入插座：将黑色的测试笔插入“COM”的插座。 在红色测试笔中，有测量电压和电阻时插入“v”插座的3种插入方法，测量小于200mA的电流时，插入“mA”插座测量200mA以上的电流时，插入“10A”插座。 (1)显示器：显示4位的数字，最高位只显示1位，或者不显示数字，计算一半的位，因此称为3位半。 最大的指示是1999或-1999。 测量值超过最大指示值时，显示“1”或“-1”。 8.6电力的测量，8.6.1单相交流和直流电力的测量，通常用电动仪表测量电力，电力仪表的接线图、负载、固定线圈：匝数少，导线粗，与负载串联，形成电流线圈。 可动线圈：匝数多，导线细，与负载并联，形成电压线圈。 工作原理：I2比例u，并且I2和u被认为是同相的：8.6功率的测量、8.6.2三相功率的测量、三相三线制中广泛使用双功率计测量三相功率。 双功率计为三相功率，工作原理：三相瞬时功率：因此p=uaiaubibuc (iaIB ) IC=(uaUC ) ia (ubUC ) IB=uaciaubcib=p1p 2，p=pA pB pC=uAiA uBiB uCiC，iA iB iC=0，三相功率为两个功率式中为uAC与iA的相位差。 式中为uBC与iB的相位差。 另外，两个电力计的读取值之和为p=p1 p2=uaciacos-ubcibcos，在负载对称的情况下，在P1=UACIAcos、=ulicos(30)中，在P2=UBCIBcos、=ulicos(30 )，从相量图可知，两个电力计的读取值为p=p1 p2=u licos 在60的情况下，P1应当是正值，P2应当是负值，p=p1-p2，并且三相电力应当是两个功率计的读取值的代数和。 任何一个电表的读数都没有意义。 另外，三相功率计的连接图实用上是用一个三相功率计(二元功率计)而不是两个单相功率计来测量功率。 8.7兆欧表：检查电机、电气设备及线路的绝缘情况，测量高值电阻。 1、结构、兆欧结构图、两个线圈同轴固定，相互垂直。一个线圈与电阻r串联连接，另一个线圈与被测量电阻Rx串联连接，两者都与直流电源连接。 永磁、线圈、抖动直流发电机、磁场不均匀，2 .工作原理、测量时线圈的电流作用下线圈受磁场作用，产生两个方向相反的转矩，f1()和f2()分别是两个线圈所在的磁感应强度和偏转角的函数关系。 T1=k1I1f1()、T2=k2I2f2() )，计算机的可动部分由于转矩而偏转，直到两线圈产生的转矩平衡为止。 2 .工作原理，当两个线圈产生的转矩平衡时，T1=T2，即k1i1f1()=k2i2f2()的式子表示偏转角与两个线圈的电流之比相关，因此称为电流比计。 因此，结论：1.偏转角与被测电阻Rx有一定的函数关系，因此角能够反映被测电阻的大小。 3 .由于仪表的偏转角与电源电压u无关，挥手旋转发电机的速度不会影响读取值。 用8.8桥测量电阻、电容和电感，8.8.1直流桥、2 .工作原理、1 .电路，最常用的单臂直流桥(惠斯登桥)测量约10.1m的电阻。 另外，电流镜g中没有电流流动时，桥接器保持平衡。 另外，桥平衡的条件是，设R1R4=R2R3、R1=Rx为被测量电阻，在测量时，首先将比臂调整为一定的比，然后将臂调整为桥平衡。 8.8.2交流电桥、1 .电路、交流电桥用于测量电容器和电感。 交流桥平衡的条件是2 .工作原理，Z1Z4=Z2Z3，即|Z1|Z4|=|Z2|Z3|、14=23，为了容易调整平衡，总是将两个桥臂设计为纯电阻。 (1)当z2和Z4被选择为纯电阻时，Z1和Z3必须具有相同的电感性或电容性。 (2)z2和Z3优选为纯电阻时，Z1和Z4必须一方为电感性，另外一方为电容性. 8.8.2交流电桥、(1)测量电容、测量电容的电桥电路、电桥平衡的情况，有，被测量电容、无损耗的标准电容和标准电阻、8.8.2交流电桥、(2)测量电感、电桥平衡的情况，有，有， 被测量电感元件、无损耗的标准电容器和标准电阻、测量电感的桥式电路、8.9非电量的电测量法、非电量的电测量法是各种非电量(例如温度、压力、速度、位移、变形、流量、液位)，非电量的电测量器主要由以下的主要部分构成，(1)传感器(2)测量电路：处