第6单元--电工仪表与测量资料

1、2021/2/111 第一节第一节第二节第二节第三节第三节 第四节第四节第五节第五节 第二章 电流与电压的测量电流与电压的测量 2021/2/112 第一节 直流电流表与电压表 2021/2/113 在磁电系测量机构的基础上配上不 同的测量线路,就能组成各种不同用途的 直流电流表和直流电压表。 演示电表只有一个测量机构（俗 称表头）,配合不同的测量板时,就能组 成各种不同量程的电流表、电压表或检 流计。 一、磁电系测量机构一、磁电系测量机构 2021/2/114 测量机构 转换开关 分流电阻 演示用电表 2021/2/115 磁电系测量机构的结构磁电系测量机构的结构 固定部分磁路系统 磁电系测

2、量机构 可动部分线圈 游丝的作用: 1.产生反作用力矩 2.引导电流出入线圈 2021/2/116 永久磁铁 标度尺 机械调 零旋钮 游 丝 铁 心 引出线 指 针 磁电系测量机构的结构 极 掌 平衡锤 2021/2/117 磁感应阻尼器 在动圈中加装短路线圈,利用短路 线圈中产生的感生电流与磁场相互作用 产生阻尼力矩。 2021/2/118 根据磁路系统的结构不同,又可分为: 外磁式:永久磁铁在可动线圈的外部。 内磁式:永久磁铁在可动线圈的内部。可节约 磁性材料,而且体积小、成本低、对外磁泄漏 少,近年来被广泛使用。 内外磁式:可动线圈的内、外部都有永久磁铁, 故磁性更强,结构可以更紧凑。

3、磁电系测量机构中的磁路系磁电系测量机构中的磁路系 统统 2021/2/119 外磁式 内磁式 内外磁式 磁电系测量机构的磁路系统 2021/2/1110 磁电系测量机构的工作原理磁电系测量机构的工作原理 磁电系测量机构是根据通电 线圈在磁场中受到电磁力矩而发生 偏转的原理制成的。 2021/2/1111 当可动线圈中通入电流时,载流线圈在永久磁铁的磁 场中受到电磁力矩的作用而发生偏转。由于MI,即 通过线圈的电流越大,线圈受到的转矩越大,仪表指 针偏转的角度也越大;同时,游丝扭得越紧,由于 Mf,故反作用力矩也越大。当线圈受到的转动力 矩与反作用力矩大小相等时,MMf,线圈就停留在某 一平衡位

4、置,此时,指针就指示出被测量的大小。 2021/2/1112 磁电系测量机构的工作原理磁电系测量机构的工作原理 2021/2/1113 磁电系仪表的特点磁电系仪表的特点 优点: 准确度高、灵敏度高。 功率消耗小。 刻度均匀。 缺点: 过载能力小。 只能测量直流。 2021/2/1114 直流电流表的组成 二、直流电流表 2021/2/1115 设磁电系测量机构的内阻为RC,满刻 度电流为IC,被测电流为IX,则分流电阻RA 的大小可以按下述步骤进行计算。 第一步,先计算电流量程扩大倍数 C X I I n 第二步,计算分流电阻 1 C A n R R 分流电阻的计算分流电阻的计算 2021/2

5、/1116 例 现有一只内阻为200、满刻度电流 为500A的磁电系测量机构,由于生产需要,要 将其改制成量程为1A的直流电流表,问应并联 多大的分流电阻? 解:先求电流量程扩大倍数 2000 10500 1 6 C X I I n 应并联的分流电阻为 1 . 0 12000 200 1 C A n R R 答:若要将其改制成量程为1A的直流电流表, 应并联一只0.1的分流电阻。 2021/2/1117 分流电阻一般采用电阻率较大、电阻温度系 数很小的锰铜制成。 当被测电流小于30A时,可采用内附分流器。 当被测电流大于30A时,可采用外附分流器。 2021/2/1118 外附分流器及其接线

6、电流端钮 电位端钮 2021/2/1119 开路式分流器 闭路式分流器 多量程直流电流表多量程直流电流表 2021/2/1120 三、直流电压表三、直流电压表 直流电压表的组成 2021/2/1121 第一步:先计算磁电系测量机构的额定电压 UC=IcRc 第二步:计算电压量程扩大倍数 C U U m 第三步:计算所需串联的分压电阻 CV ) 1(RmR 分压电阻的计算分压电阻的计算 2021/2/1122 例例 现有一只内阻为500、满刻度电流为100A的 磁电系测量机构,根据实际需要,要将其改制成50V量程的 直流电压表,问应串联多大的分压电阻?该电压表的总内 阻是多少? 解:先求出测量机

7、构的额定电压 UC=IcRc=100106500=0.05 V 再求出电压量程扩大倍数 1000 05. 0 50 C U U m 应串联的分压电阻为 Rv=（m1)Rc（1 0001）500=499 500 该电压表的总电阻为 RRc+Rv500499 500500 000500 k 2021/2/1123 多量程直流电压表 2021/2/1124 电压灵敏度电压灵敏度 电压灵敏度的作用电压灵敏度的作用: （1）表示电压表指针偏转到满刻度时取自 被测电流的电流值。 （2）能方便地计算出该电压表各量程的内 阻。 电压灵敏度的意义电压灵敏度的意义:电压灵敏度越高,相同量 程下电压表的内阻越大,取

8、自被测电路的电流 越小,对被测电路的影响越小,测量准确度越 高。 2021/2/1125 电压灵敏度为20kV,表示测量直流电压,当指针偏转到满刻 度时,取自被测电路的电流是1V 20k50A,在10V挡时电 压表内阻是10 20k 200k 2021/2/1126 四、直流磁电系检流计四、直流磁电系检流计 磁电系检流计是一种专门用来测 量微小电流或电压的高灵敏度仪表,主 要用于以直流电工作的电测仪器中作 指零仪使用。 2021/2/1127 磁电系检流计的结构磁电系检流计的结构 为提高检流计的灵敏度,结构上要采用以 下措施: 采用张丝或悬丝支撑代替轴尖轴承结构 用光标指示装置代替指针 202

9、1/2/1128 张丝支撑结构张丝支撑结构悬丝支撑结构悬丝支撑结构 2021/2/1129 光标指示原理光标指示原理复射式光点检流计复射式光点检流计 2021/2/1130 使用检流计的注意事项使用检流计的注意事项 搬动时必须轻拿轻放。 使用时要按正常工作位置放置。有水准仪者, 使用前要先调整好水平;没有水准仪者也应安 放在水平位置使用。 搬动或使用完毕,应将止动器锁上。无止动器 的,要合上短接动圈的开关,或用导线将两接线 端子短路。 禁止用万用表或电桥直接测量检流计的内阻。 检流计应放置在于燥、无尘、无振动的场所使 用或保存。 2021/2/1131 思考与练习 简述磁电系测量机构的工作原理

10、。 磁电系测量机构中游丝的作用是什么? 磁电系仪表的优点和缺点有哪些? 计算分流电阻的步骤有哪些? 如何连接分流电阻? 为什么多量程直流电流表多采用闭路式 分流电路? 检流计的特点是什么?主要用途是什么? 返回章目录 2021/2/1132 第二节 交流电流表与电压表 2021/2/1133 配 电 柜 上 的 交 流 仪 表 2021/2/1134 1T1-A 型 电 磁 系 电 流 表 2021/2/1135 一、电磁系测量机构一、电磁系测量机构 电磁系测量机构主要由固定线圈和可动 软磁铁片组成。这里,游丝的作用只是产 生反作用力矩,而不通过电流。 根据其结构形式的不同,可分为吸引型和 排

11、斥型两类。 2021/2/1136 吸引型测量机构 2021/2/1137 排斥型测量机构 2021/2/1138 磁感应阻尼器原理示意图 2021/2/1139 吸引型测量机构工作原理 电流正向电流正向电流反向电流反向 2021/2/1140 排斥型测量机构工作原理 电流正向电流正向电流反向电流反向 2021/2/1141 电磁系测量机构的工作原理电磁系测量机构的工作原理 利用通电流的固定线圈产生磁场,使 铁心磁化。然后利用线圈与铁心（吸引 型）或铁心与铁心（排斥型）相互作用 产生转动力矩,带动指针偏转。 2021/2/1142 指针偏转角与线圈中电流的关系指针偏转角与线圈中电流的关系 吸引

12、型测量机构:转动力矩取决于固定线圈的磁 场和可动铁片被磁化后的磁场强弱,而它们磁场 的强弱又都与被测电流有关。转动力矩的大小 应与线圈磁势的平方成正比。 排斥型测量机构:转动力矩取决于固定铁片和可 动铁片被磁化后磁场的强弱,而它们的磁场也都 与被测电流有关。排斥型测量机构转动力矩的 大小也应与线圈产生磁势的平方成正比。 2021/2/1143 显然,电磁系测量机构的转动力矩与 线圈磁势的平方成正比,即 MK1（N I）2 上式说明,电磁系测量机构指针的偏 转角与被测电流的平方成正比,因此可 用来测量被测电流的大小。 2021/2/1144 电磁系仪表的特点电磁系仪表的特点 优点 既可测量直流,

13、又可测量交流。 过载能力强,制造成本低。 缺点: 标度尺刻度不均匀。 易受外磁场影响。 2021/2/1145 电磁系电流表的刻度不均匀 2021/2/1146 磁屏蔽的原理磁屏蔽的原理无定位结构无定位结构 2021/2/1147 二、交流电流表二、交流电流表 电磁系交流电流表通常由电磁系测量机 构组成。由于电磁系电流表的固定线圈 直接串联在被测电路中,所以,要制造不同 量程的电流表时,只要改变线圈的线径和 匝数即可。 2021/2/1148 电磁系电流表 安装式电磁系电流表安装式电磁系电流表:一般制成单量程,但 最大量程不得超过200A。在测量较大的 交流电流时,仪表须与电流互感器配合使 用

14、。 便携式电磁系电流表便携式电磁系电流表:一般都制成多量程 的。但它不能采用并联分流电阻的方法 扩大量程。而是采用将固定线圈分段,然 后利用分段线圈的串、并联来实现。 2021/2/1149 双量程电磁系电流表原理 线圈串联 线圈并联 2021/2/1150 三、交流电压表三、交流电压表 电磁系交流电压表由电磁系测量机构与 分压电阻串联组成。 安装式交流电压表安装式交流电压表:一般都做成单量程的, 且最大量程不超过600V。要测量更高的 交流电压时,仪表要与电压互感器配合使 用。 便携式交流电压表便携式交流电压表:一般都做成多量程 的, 并采用了共用式分压电路。 2021/2/1151 双量程

15、电磁系电压表 2021/2/1152 四、整流系交流电压表四、整流系交流电压表 整流系电流表和电压表 2021/2/1153 整流系交流电压表的组成整流系交流电压表的组成 磁电系测量机构和整流装置组成的仪表 称为整流系仪表。 整流系交流电压表是在整流系仪表的基 础上串联分压电阻而成的。其中,整流系 测量机构是整个仪表的核心。 2021/2/1154 整流系交流电压表中的整流电路 半波整流电路全波整流电路 2021/2/1155 交流电的大小习惯上是指交流电的有效 值。为此,我们可根据交流电有效值与平 均值之间的关系来刻度标度尺。 对于半波整流 I有效1.11 I平均 对于全波整流 I有效2.2

16、2 I平均 这样一来,交流电压表的标度尺就可 以直接按交流电的有效值来进行刻度,即 整流系交流电压表的读数是正弦交流电 压的有效值。 2021/2/1156 思考与练习 简述电磁系仪表的结构。 为什么电磁系仪表可以交直流两用? 磁电系仪表和电磁系仪表的标度尺有什 么不同?为什么? 电磁系仪表的过载能力为什么比较强? 如何减小外磁场对电磁系仪表的影响? 便携式电磁系电流表是如何扩大量程的? 整流系交流电压表有哪些优缺点? 返回章目录 2021/2/1157 第三节 仪用互感器 2021/2/1158 仪用互感器是用来按比例变换交流 电压或交流电流的仪器,它包括变换交流 电压的电压互感器和变换交流

17、电流的电 流互感器。 2021/2/1159 一、仪用互感器的用途一、仪用互感器的用途 扩大交流仪表的量程。 测量高电压时保证工作人员和 仪表的安全。 有利于仪表生产的标准化,降低 生产成本。 2021/2/1160 二、电流互感器二、电流互感器 电流互感器实际上是一个降流变压器,能把一 次侧的大电流变换成二次侧的小电流。一般电 流互感器二次侧的额定电流为5A。 电流互感器的一次侧额定电流I1N与二次侧额定 电流I2N之比,叫做电流互感器的额定变流比,用 KTA表示,即 1N TA 2N I K I 2021/2/1161 电流互感器的符号电流互感器的接线图 2021/2/1162 与电流互感

18、器配合使用的 交流电流表 2021/2/1163 LD ZJ 1- 10 型 常用电流互感器常用电流互感器 LDZJ1-10型型 LQG-0.5型型 LAZBJ-10型型 LMZ1-0.5系列系列 2021/2/1164 电流互感器的正确使用电流互感器的正确使用 要正确接线。将电流互感器的一次侧与被测电路 串联,二次侧与电流表串联。 电流互感器的二次侧在运行中绝对不允许开路。 因此,在电流互感器的二次侧回路中严禁加装熔断 器。运行中需拆除或更换仪表时,应先将电流互感 器的二次侧短路后再进行操作。 电流互感器的铁心和二次侧的一端必须可靠接地。 接在同一互感器上的仪表不能太多。 2021/2/11

19、65 二、电压互感器二、电压互感器 电压互感器实际上就是一个降压变压器,它能 将一次侧的高电压变换成二次侧的低电压。 电压互感器二次侧的额定电压一般为100V。 电压互感器一次侧额定电压U1N与二次侧额定 电压U2N之比,称为电压互感器的额定变压比, 用KTV表示,即 2N 1N TV U U K 2021/2/1166 电压互感器的符号 电压互感器接线图 2021/2/1167 常用电压互感器 JDJ-6、10型型 JDZ-3、6、10Q型型 JDG4-0.5型型 2021/2/1168 电压互感器的正确使用电压互感器的正确使用 要正确接线。将电压互感器的一次侧与 被测电路并联,二次侧与电压

20、表并联。 电压互感器的一次侧、二次侧在运行中 绝对不允许短路。因此,一次侧、二次侧 都要加装熔断器。 电压互感器的铁心和二次侧的一端必须 可靠接地。 2021/2/1169 思考与练习 仪用互感器的用途有哪些? 为什么不能用并联分流电阻的方法扩大 交流电流表的量程? 如何正确使用电流互感器和电压互感器? 为什么电流互感器的二次侧在运行中绝 对不允许开路?而电压互感器的二次侧在 运行中绝对不允许短路? 能用电压互感器扩大直流电压表的量程 吗?为什么? 返回章目录 2021/2/1170 第四节 钳形电流表 2021/2/1171 钳形电流表的最大优点是可以在不切断 电路的情况下测量运行中的交流电

21、动机 的工作电流,从而很方便地了解电动机的 工作状态。 实际使用的钳形电流表分为指针式和数 字式两大类。 一、钳形电流表的构造及原理 2021/2/1172 互感器式钳形电流表 2021/2/1173 互感器式钳形电流表只能测量交流电流。 如T301、T302、MG24等型号的钳形电流 表就属于此类仪表。 2021/2/1174 电磁系钳形电流表 2021/2/1175 由于电磁系仪表可动部分的偏转方向与电 流极性无关,因此它可以交、直流两用。 在测量运行中的绕线式异步电动机的转子 电流时,因为转子电流的频率很低,若用互感器式 钳形电流表则无法测量其准确数值,这时只能采 用电磁系钳形电流表。

22、MG20、MG21型钳形电流表属于交、直流 两用的电磁系钳形电流表。 2021/2/1176 数 字 式 钳 形 电 流 表 2021/2/1177 测量时 将被测 导线置 于钳口 中央 二、钳形电流表的使用 2021/2/1178 钳口要 结合紧 密,有 污物要 及时清 洗 2021/2/1179 测量5A以下较小 电流时,可将被测 导线多绕几圈再放 入钳口测量。被测 的实际电流等于 仪表读数除以放进 钳口中导线的圈数 2021/2/1180 测量完毕, 一定要将仪 表的量程开 关置于最大 位置上 2021/2/1181 思考与练习 钳形电流表的最大优点是什么? 简述互感器式钳形电流表的结构

23、和用途。 简述电磁系钳形电流表的结构和用途。 如何正确使用钳形电流表测量电路中的 电流? 返回章目录 2021/2/1182 第五节 电流表与电压表的选择和使用 2021/2/1183 一、电流表和电压表的选择一、电流表和电压表的选择 根据电工测量的目的和要求,合理选择电 流表和电压表。在选择时应按照仪表类 型、准确度、仪表内阻、量程、工作条 件以及绝缘强度等方面,既全面又有所侧 重地进行选择。 2021/2/1184 选择仪表类型选择仪表类型 测量直流电流、电压选择磁电系仪表。 测量交流电流、电压选择电磁系或整 流系仪表,当要求准确度较高时,可选择电 动系仪表。 交、直流两用选择交、直流两用的电 磁系仪表,在要求准确度较高的场合可选 择电动系仪表。 2021/2/1185 选择仪表准确度选择仪表准确度 作为标准表或精密测量:选用0.1级或0.2 级的仪表; 实验室:选用0.5级或1.0级的仪表; 一般的工程测量:选用1.5级以下的仪表。 与仪表配合使用的附加装置,如分流电阻、 分压电阻、仪用互感器等,其准确度等级 应比仪表本身的准确度等级高23挡。 2021/2/1186 选择仪表内阻选择仪表内阻 选择仪