42315 电气工程学汽车维修学习课件8_8　测 量 技 术

正文,主编,1工作防护与事故预防2电工学基本概念3电工学基本电路4电场5磁场6配电技术7交流电与三相交流电技术8测量技术9电子学10电气设备,11保护措施12房屋技术13电机14计算机技术15自动化技术16材料、制造方法、环保与节能17职业与企业附录,8测量技术,8.1电测仪器8.2电气测量装置8.3电能表8.4电阻的测量8.5用钳形电流表测量8.6示波器8.7用传感器对非电量进行的测量,8.1电测仪器,8.1.1测量技术的基本概念8.1.2测量仪器的显示方式8.1.3模拟式测量仪器8.1.4数字式测量仪器8.1.5指针式测量仪器的测量误差8.1.6实际测量,8.1电测仪器,图8-1测量仪器的面板专用名称,8.1.1测量技术的基本概念,表8-1测量技术的基本概念,8.1.2测量仪器的显示方式,图8-2模拟和数字的显示方式,8.1.3模拟式测量仪器,1)带指针的转动机构。2)刻度盘。3)固定式线圈和永磁铁。1)测量值的单位。2)测量装置示意图。3)电流类型标志。4)工作位置。5)测试电压标志。,8.1.3模拟式测量仪器,图8-3指针显示测量仪器结构图,1)带指针的转动机构。,2)刻度盘。,3)固定式线圈和永磁铁。,图8-4针式轴承,3)固定式线圈和永磁铁。,图8-5有无阻尼的指针摆动,3)固定式线圈和永磁铁。,表8-2刻度盘的形式,3)固定式线圈和永磁铁。,表8-3刻度上示意图的符号(选择),3)固定式线圈和永磁铁。,图8-6模拟式万用表,1)测量值的单位。,2)测量装置示意图。,3)电流类型标志。,4)工作位置。,5)测试电压标志。,8.1.4数字式测量仪器,1)模-数转换器。2)显示器(指示器部分)。3)供电(电源部分，电池)。,1)模-数转换器。,2)显示器(指示器部分)。,3)供电(电源部分，电池)。,解：解：,3)供电(电源部分，电池)。,图8-7可能的数字显示,3)供电(电源部分，电池)。,图8-8数字式万用表的电路原理图,3)供电(电源部分，电池)。,图8-9数字式测量仪器的显示,解：,图8-10数字式万用表,解：,表8-4峰值因数与信号波形(举例),解：,8.1.5指针式测量仪器的测量误差,1)人为误差。2)环境误差。3)系统误差。4)显示误差。,1)人为误差。,2)环境误差。,3)系统误差。,4)显示误差。,解：,4)显示误差。,表8-5电气测量仪器的精度等级,4)显示误差。,图8-11刻度盘显示值,解：,8.1.6实际测量,P196.TIF,8.2电气测量装置,8.2.1动圈式测量装置8.2.2动铁式测量装置8.2.3电动式测量装置,8.2电气测量装置,图8-12动圈式测量装置,8.2.1动圈式测量装置,1)适合测量直流电压和直流电流。2)有极高的灵敏度。3)精度高。4)能耗低(1100W)。5)线性，即刻度盘分度均匀。6)如图8-13所示，通过前置一个整流器可以测量交流量。7)零点在刻度盘的中间位置。8)在混合电路中，可指示算术平均值。,1)适合测量直流电压和直流电流。,2)有极高的灵敏度。,3)精度高。,4)能耗低(1100W)。,5)线性，即刻度盘分度均匀。,图8-13具有桥式整流器的动圈式测量装置,6)如图8-13所示，通过前置一个整流器可以测量交流量。,7)零点在刻度盘的中间位置。,8)在混合电路中，可指示算术平均值。,8.2.2动铁式测量装置,1)结构简单、工作可靠。2)适用于交直流电的测量。3)对外磁场干扰不敏感。4)在测量混合电压和混合电流时总指示有效值。5)不适用于测量低于20mA的小电流和低于6V的低电压。6)自损耗相对较大(0.51VA)。7)交直流时的精度等级为1.52.5。8)刻度盘分度为非线性(不均匀)。9)仅在400Hz范围内可用。,8.2.2动铁式测量装置,图8-14动铁式测量装置,1)结构简单、工作可靠。,2)适用于交直流电的测量。,3)对外磁场干扰不敏感。,4)在测量混合电压和混合电流时总指示有效值。,5)不适用于测量低于20mA的小电流和低于6V的低电压。,6)自损耗相对较大(0.51VA)。,7)交直流时的精度等级为1.52.5。,8)刻度盘分度为非线性(不均匀)。,9)仅在400Hz范围内可用。,8.2.3电动式测量装置,1)自能耗13W。2)精度等级：0.1用于无铁心的测量装置；1.5用于磁路闭合的测量装置。3)直、交流两用。,8.2.3电动式测量装置,图8-15电动式测量装置,8.2.3电动式测量装置,图8-16单相交流电有效功率的测量,8.2.3电动式测量装置,图8-17有效功率表,1)自能耗13W。,2)精度等级：0.1用于无铁心的测量装置；1.5用于磁路闭合的测量装置。,3)直、交流两用。,解：a)I=P/U=100W/12V=8.33A,解：a)I=P/U=100W/12V=8.33A,8.3电能表,(1)电能表用于测量电功，并按其任务分为(2)按测量原理分8.3.1有效消耗电能表8.3.2电子电能表,(1)电能表用于测量电功，并按其任务分为,1)有效消耗电能表；2)多价目率电能表；3)无功电能表；4)峰值电能表。,1)有效消耗电能表；,2)多价目率电能表；,3)无功电能表；,4)峰值电能表。,(2)按测量原理分,1)感应电能表；2)电子电能表。,1)感应电能表；,2)电子电能表。,8.3.1有效消耗电能表,解：P=6033/h/600/kWh=3.3kW,8.3.1有效消耗电能表,图8-18交流感应式电能表,8.3.1有效消耗电能表,图8-19感应式电能表的测量装置,8.3.1有效消耗电能表,图8-20电能表接线,解：P=6033/h/600/kWh=3.3kW,图8-21电能表的铅封,8.3.2电子电能表,1)最大功率测量。2)多费率计数。3)负载型线存储。4)与计算机通信。5)能远距离传输数据。,1)最大功率测量。,2)多费率计数。,3)负载型线存储。,4)与计算机通信。,5)能远距离传输数据。,图8-22电子电能表,5)能远距离传输数据。,图8-23电子电能表的组成,8.4电阻的测量,8.4.1测量电桥,8.4电阻的测量,图8-24测量电阻的可能的方法,8.4.1测量电桥,图8-25惠斯顿直流测量电桥测量原理图,8.5用钳形电流表测量,(1)用钳形电流表测量交流电交流电在导体中产生用作测量电流的绕着导体的电磁场。(2)用钳形电流表测量直流电用一个简单的电流互感器钳形电流表是不能测量直流电的，原因是直流电场不能感应出电压。(3)带霍尔信号发生器钳形电流表的使用(4)手提式钳形电流表,(1)用钳形电流表测量交流电交流电在导体中产生用作测量电流的绕着导体的电磁场。,图8-26钳形电流表,(1)用钳形电流表测量交流电交流电在导体中产生用作测量电流的绕着导体的电磁场。,图8-27带有电网适配器的钳形电流表,(2)用钳形电流表测量直流电用一个简单的电流互感器钳形电流表是不能测量直流电的，原因是直流电场不能感应出电压。,(3)带霍尔信号发生器钳形电流表的使用,1)直流电的测量。2)交流电的测量。3)测量非正弦交变电压的纯有效值。,1)直流电的测量。,2)交流电的测量。,3)测量非正弦交变电压的纯有效值。,(4)手提式钳形电流表,1)仅适用于单芯线电流的测量。2)在测量泄漏电流时，要用专门的钳形电流表包住整个线路。,1)仅适用于单芯线电流的测量。,2)在测量泄漏电流时，要用专门的钳形电流表包住整个线路。,8.6示波器,8.6.1模拟式示波器8.6.2双踪示波器8.6.3数字式示波器8.6.4利用示波器进行的测量,8.6示波器,图8-28示波器,8.6.1模拟式示波器,1)显示单元(电子射线管)。2)垂直偏移放大器(Y放大器)。3)水平偏移放大器(X放大器)。4)时基扫描发生器。5)电源部分。,1)显示单元(电子射线管)。,2)垂直偏移放大器(Y放大器)。,3)水平偏移放大器(X放大器)。,4)时基扫描发生器。,5)电源部分。,图8-29电子射线管的构造,5)电源部分。,图8-30示波器的调节器,5)电源部分。,图8-31键控器与补偿图,5)电源部分。,图8-32示波器电路简图,5)电源部分。,图8-33触发与时基扫描,8.6.2双踪示波器,图8-34双踪示波器(电路简图),8.6.3数字式示波器,图8-35数字存储式示波器,8.6.3数字式示波器,图8-36交流电压扫描,8.6.4利用示波器进行的测量,表8-6用示波器进行的测量(举例),8.6.4利用示波器进行的测量,表8-6用示波器进行的测量(举例),8.7用传感器对非电量进行的测量,8.7.1有源传感器与无源传感器8.7.2模拟式传感器8.7.3二进制传感器8.7.4数字式传感器,8.7.1有源传感器与无源传感器,1)模拟式传感器。2)二进制传感器。3)数字式传感器。,8.7.1有源传感器与无源传感器,图8-37非电量转换为电量,8.7.1有源传感器与无源传感器,图8-38无源传感器示例,8.7.1有源传感器与无源传感器,图8-39有源传感器范例,8.7.1有源传感器与无源传感器,图8-40测量链,1)模拟式传感器。,2)二进制传感器。,3)数字式传感器。,8.7.2模拟式传感器,8.7.2.1位移与角度测量用传感器8.7.2.2用于测量应变、力、压力及转矩的传感器8.7.2.3温度测量用传感器,8.7.2.1位移与角度测量用传感器,图8-41线性电位器,8.7.2.1位移与角度测量用传感器,图8-42旋转式电位器,8.7.2.1位移与角度测量用传感器,图8-43线性电位器的测量电路,8.7.2.1位移与角度测量用传感器,图8-44电动机转角传感器,8.7.2.2用于测量应变、力、压力及转矩的传感器,1)带有源DMS的1/4电桥电路。2)带2个DMS的1/2电桥电路。3)带4个DMS的全电桥电路。,8.7.2.2用于测量应变、力、压力及转矩的传感器,图8-45电阻应变片的结构形式,1)带有源DMS的1/4电桥电路。,2)带2个DMS的1/2电桥电路。,3)带4个DMS的全电桥电路。,图8-461/2电桥电路,3)带4个DMS的全电桥电路。,图8-47全电桥电路,3)带4个DMS的全电桥电路。,图8-48有DMS接线盒的压力传感器,8.7.2.3温度测量用传感器,1)电阻温度计。2)热敏电阻。3)温差电偶。(1)电阻温度计这种无源传感器的功能是以温度与电阻之间的关系为基础。(2)热敏电阻温度测量也以与温度有关的电阻的变化为基础。,8.7.2.3温度测量用传感器,图8-49温度传感器的结构及使用范围a)温度传感器使用范围b)热电偶的结构,1)电阻温度计。,2)热敏电阻。,3)温差电偶。,(1)电阻温度计这种无源传感器的功能是以温度与电阻之间的关系为基础。,图8-50Pt100的特性曲线,(2)热敏电阻温度测量也以与温度有关的电阻的变化为基础。,图8-51有温差电偶和比较位的温度传感器,8.7.3二进制传感器,1)电感接近开关。2)容感接近开关。3)光感接近开关。(1)电感接近开关如图8-52所示，在电感接近开关中，感应面前面的金属件使振荡回路的电感发生变化。(2)容感接近开关容感接近开关的壳体结构与电感接近开关相同。(3)光感接近开关如图8-54所示，光键控器是由两个装在同一个壳体内的发光元件和接收元件组成。,8.7.3二进制传感器,(4)接近开关的结构如图8-56所示，用于工作电压为DC1030V的接近开关多为三线结构，而用于工作电压为AC250V的接近开关多为两线结构(图8-56a)。,1)电感接近开关。,2)容感接近开关。,3)光感接近开关。,(1)电感接近开关如图8-52所示，在电感接近开关中，感应面前面的金属件使振荡回路的电感发生变化。,(2)容感接近开关容感接近开关的壳体结构与电感接近开关相同。,图8-52电感接近开关的结构,(2)容感接近开关容感接近开关的壳体结构与电感接近开关相同。,图8-53电感接近开关的结构形状,(3)光感接近开关如图8-54所示，光键控器是由两个装在同一个壳体内的发光元件和接收元件组成。,图8-54光键控器,(3)光感接近开关如图8-54所示，光键控器是由两个装在同一个壳体内的发光元件和接收元件组成。,图8-55光电传感器a)反射器b)直接接收器,(4)接近开关的结构如图8-56所示，用于工作电压为DC1030V的接近开关多为三线结构，而用于工作电压为AC250V的接近开关多为两线结构(图8-56a)。,图8-56传感器结构,8.7.4数字式传感器,1)增量式数字传感器。2)绝对位移和角度测量用数字式传感器。(1)增量式位移与角度的测量在用数字式传感器测量位移时，如图8-57所示，可以用伺服电动机移动带有刻度尺的测量物体，如刀具溜板。(2)绝对位移与角度的测量在绝对位移测量时，可以采取类似图8-57所示的方法，即通过玻璃刻度尺采集位移。1.一个电压表在100V量程时显示出图8-60所示的测试值。2.a)计算图8-60所示电压表在量程100V，显示值为20V时的相对误差。3.用4位数字式万用表测出的电压为127.45V。,8.7.4数字式传感器,4.a)解释图8-61所示动圈式测量装置的工作方式。5.解释以下概念：6.a)为什么电流表要有尽可能小的内电阻？7.在一户家庭中有几个同时使用的电气设备。8.在图8-63a所示的RC-串联电路中，双踪示波器接受的电压为u和(图)。9.由图8-63b确定：10.用直流电测量电桥测量未知电阻。,1)增量式数字传感器。,