电工高级班电工仪表教案

1、授课序号 1教学课题：电工仪表的分类，误差和消除方法教学目的：掌握仪表的分类，误差和消除方法教学重点：误差和消除方法教学难点：误差和消除方法第一章 电工仪表与测量的基本知识第一节 常用电工仪表的分类、型号和标志电工测量就是将被测的电量、磁量或电参数与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的过程。在电工测量中，除了应根据测量对象正确选择和使用电工仪表外，还必须采取合理的测量方法，掌握正确的操作技能，才能尽可能地减小测量误差。一、常用电工仪表的分类在电工测量中，测量各种电量、磁量及电路参数的仪器仪表统称为电工仪表。 电工仪表种类很多,按结构和用途不同,主要分为指示仪表、比较仪表、数字仪表和智能仪

2、表四大类。指示仪表特点：能将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示器直接指示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。 按工作原理分类 ： 主要有磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表和感应系仪表。此外,还有整流系仪表、铁磁电动系仪表等。 典型仪表：安装式仪表、便携式仪表常见的安装式仪表便携式仪表比较仪表比较仪表的特点：在测量过程中，通过被测量与同类标准量进行比较，然后根据比较结果才能确定被测量的大小。比较仪表分类：直流比较仪表和交流比较仪表。直流电桥和电位差计属于直流比较仪表，交流电桥属于交流比较仪表。典型仪表：比较式直流电桥比较式直流电桥数字仪表数字仪表的特点：采用数字测量技术，并以数码的

3、形式直接显示出被测量的大小。数字仪表的分类：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。典型仪表：数字式电压表数字式电压表智能仪表智能仪表的特点：利用微处理器的控制和计算功能，这种仪器可实现程控、记忆、自动校正、自诊断故障、数据处理和分析运算等功能。智能仪表的分类：智能仪表一般分为两大类：一类是带微处理器的智能仪器；另一类是自动测试系统。典型仪表：数字式存储示波器数字式存储示波器二、电工指示仪表的型号安装式指示仪表的型号便携式指示仪表的型号电能表的型号安装式仪表型号的编制规则形状第二位代号系列代号设计序号用途号表示一块设计序号为10的安装式磁电系电流表便携式仪表型号的编制规则表示一块设

4、计序号为19的便携式电磁系电流表注意：便携式仪表和安装式仪表的区别在于其系列代号前面是否有数字！电能表型号的编制规则系列代号设计序号表示一块设计序号为282的单相电能表系列代号中DD单相电能表DS三相电能表DX无功电能表三、电工仪表的标志不同的电工仪表具有不同的技术特性，为方便选择和使用仪表，规定用不同的符号来表示这些技术特性，并标注在仪表的面板上，这些图形符号叫做仪表的标志。测量单位的符号按外界条件分组的符号识别电流表的表盘上的符号上面仪表面板上的型号符号及图形符号的含义是什么？思考与练习电工仪表按结构和用途的不同，分为哪几类？各自的特点是什么？电工指示仪表按工作原理分为哪几类？画出各自的标

5、志图形符号。解释下列电工仪表型号的含义： 45T1cosj T62V DS36 DT12 D3Hz DD862第二节 电工指示仪表的误差和准确度误差：在电工测量中，无论哪种电工仪表，也不论其质量多高，它的测量结果与被测量的实际值之间总会存在一定的差值，这个差值叫做误差。准确度：是指仪表的测量结果与实际值的接近程度。 可见，仪表的准确度越高，误差越小。误差值的大小可以用来反映仪表本身的准确程度。一、仪表的误差基本误差：仪表在正常工作条件下，由于仪表本身的结构、制造工艺等方面的不完善而产生的误差叫基本误差。基本误差是仪表本身所固有的误差，一般无法消除。附加误差：仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的

6、误差叫附加误差。附加误差实际上是一种因外界工作条件改变而造成的额外误差，一般可以设法消除。绝对误差相对误差引用误差二、误差的表示方法仪表的指示值Ax与被测量实际值A0之间的差值，叫做绝对误差。 AxA0在计算值时，通常可用标准表的指示值作为被测量的实际值。 将上式变形可得 A0AxAx+（）Ax +C 上式中的C称为仪表的校正值。绝对误差实际中在测量同一被测量时，我们可以用绝对误差的绝对值来比较不同仪表的准确程度，越小的仪表越准确。例用一只标准电压表来校验甲、乙两只电压表，当标准表的指示值为220V时，甲、乙两表的读数分别为220.5V和219V，求甲、乙两表的绝对误差。 解：代入绝对误差的定

7、义式得 甲表的绝对误差 1Ax1A0 220.52200.5V 乙表的绝对误差 2Ax2A0 2192201V绝对误差与被测量实际值A0比值的百分数，叫做相对误差，值A0难以确定，而仪表的指示值AxA0，故可用以下公式计算相对误差实际测量中，相对误差不仅常用来表示测量结果的准确程度，而且便于在测量不同大小的被测量时，对其测量结果的准确程度进行比较。在测量不同大小的被测量时，不能简单地用绝对误差来判断测量结果的准确程度。只能用相对误差来比较测量结果的准确程度。绝对误差与仪表量程（最大读数）Am比值的百分数，叫做引用误差m，即工程中，一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。引用误差引用误差实际上就是

8、仪表在最大读数时的相对误差，即满度相对误差。因为绝对误差基本不变，仪表量程Am也不变，故引用误差m可以用来表示一只仪表的准确程度。国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。三、仪表的准确度仪表的准确度：仪表的最大绝对误差m与仪表量程Am比值的百分数，叫做仪表的准确度（K）。即 K表示仪表的准确度等级，它的百分数表示仪表在规定条件下的最大引用误差。 最大引用误差越小，仪表的基本误差越小，准确度越高。 准确度等级0.10.20.51.01.52.55.0基本误差（%）0.10.20.51.01.52.55.0仪表的基本误差若已知仪表量程，可求出不同准确度等级仪表所允许的最大绝对误差m，即一般

9、情况下,测量结果的准确度并不等于仪表的准确度，只有当被测量正好等于仪表量程时，两者才会相等。实际测量时，为保证测量结果的准确性，不仅要考虑仪表的准确度，还要选择合适的量程。通常测量时要使仪表指针处在满刻度的后三分之一段。仪表指针的正确位置 第三节 测量误差及消除方法 根据产生测量误差的原因不同，测量误差可分为： 系统误差 偶然误差 疏失误差定义：指在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和符号均保持不变，而在条件改变时遵从一定规律变化的误差。一、系统误差测量仪表的误差。包括基本误差和附加误差。测量方法的误差。仪表受外磁场的影响。仪表本身不完善和外界因素影响造成的误差。系统误差产生的原因重新配置

10、合适的仪表或对仪表进行校正。采用合理的测量方法。采用正负误差补偿法。采用替代法。引入校正值。消除系统误差的方法二、偶然误差 定义：偶然误差是一种大小和符号都不固定的误差，又称为“随机误差”。偶然误差产生的原因及消除方法原因：偶然误差主要由外界环境的偶发性变化引起。 消除方法：采用增加重复测量次数取算术平均值的方法来消除偶然误差对测量结果的影响。 定义：疏失误差是一种严重歪曲测量结果的误差。三、疏失误差疏失误差产生的原因及消除方法原因：主要由于操作者的粗心和疏忽造成。另外也包括由于操作者素质太差，不懂正确读数而造成的误差。 消除方法：对含有疏失误差的测量结果应抛弃不用。消除疏失误差的根本方法是加

11、强操作者的工作责任心，倡导认真负责的工作态度，同时要提高操作者的素质和技能水平。 以前学过的各种误差小结 授课序号 2教学课题：电工仪表的技术要求教学目的：掌握仪表的技术要求教学重点：常用电工测量方法教学难点：常用电工测量方法 第四节 电工指示仪表的技术要求要有足够的准确度要有合适的灵敏度要有良好的读数装置要有良好的阻尼装置仪表本身消耗功率小要有足够的绝缘强度要有足够的过载能力仪表的变差要小一、要有足够的准确度标准表或精密测量时可选用0.1级或0.2级的仪表。实验室一般选用0.5级或1.0级的仪表。一般的工程测量可选用1.5级以下的仪表。仪表的灵敏度在电工指示仪表中，仪表可动部分偏转角的变化量

12、与被测量的变化量x之比值叫做仪表的灵敏度。用S表示。灵敏度描述了仪表对被测量的反应能力，即反映了仪表所能测量的最小被测量。二、要有合适的灵敏度在实际测量中，要根据被测量的要求选择合适的灵敏度。 例如万用表的测量机构就要选用灵敏度较高的仪表，而一般工程测量就不要选用灵敏度较高的仪表，以降低成本。三、要有良好的读数装置良好的读数装置是指仪表的标度尺刻度应尽量均匀，以便于准确读数。对刻度不均匀的标度尺，应标明读数的起点，并用符号“ ”表示。 均匀刻度便于读数不均匀刻度易出现读数误差四、要有良好的阻尼装置 良好的阻尼装置是指当仪表接入电路后，指针在平衡位置附近摆动的时间要尽可能短，在仪表测量时指针能够

13、均匀地、平稳地指向平衡位置,以便迅速读数。 若阻尼装置失效，则仪表会出现指针在平衡位置左右摆动，长时间不能停留在平衡位置，从而延长读数的时间。 五、仪表本身消耗功率小 如果仪表本身消耗功率太大，轻者会改变被测电路原有的工作状态，从而产生较大的测量误差，重者可能造成仪表损坏。 六、要有足够的绝缘强度 使用中严禁测量电路的电压超过仪表的绝缘强度试验电压，否则将引起危害人身和设备安全的事故。 七、要有足够的过载能力 在实际使用中，由于某些原因使仪表过载的现象经常发生，因此要求仪表具有足够的抗过载能力，以延长仪表的使用寿命。否则仪表一旦过载，轻者指针被打弯，重者可能损坏仪表。 八、仪表的变差要小 仪表

14、在反复测量同一被测量时，由于摩擦等原因造成的两次读数不同，它们的差值称为“变差”。一般要求仪表的“变差”不应超过其基本误差的绝对值。 第五节 常用电工测量方法实践证明，测量结果准确与否，除了与所使用的电工仪表有关之外，还与所选择的测量方法有关。所谓电工测量就是把被测的电量、磁量或电参数与同类标准量(即度量器)进行比较，从而确定被测量大小的过程。 常见的标准度量器标准电阻 标准电感 标准电容特点：凡能用直接指示的仪器仪表读取被测量数值，而无需度量器直接参与的测量方法，叫做直接测量法。适用范围：适用于准确度要求不太高的场合。一、直接测量法直接测量法的优缺点优点：方法简便，读数迅速。缺点：由于仪表接

15、入被测电路后，会使电路工作状态发生变化，因而这种测量方法的准确度较低。举例：电流表测量电流，电压表测量电压，功率表测量功率等。特点：测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计算求得被测量数值的方法，叫做间接测量法。 适用范围：在准确度要求不高的特殊场合。二、间接测量法间接测量法的优缺点优点：在准确度要求不高的一些特殊场合应用十分方便。 缺点：误差较大。举例：伏安法测量电阻；通过测量晶体三极管发射极电压求得放大器静态工作点IC的方法。 用间接法测量晶体管放大器的直流静态工作点特点：凡在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比较仪表来确定被测量数值的方法叫做比较测量法。 适用范围：适用于测量要求准

16、确度较高的场合。 三、比较测量法比较测量法的分类 零值法：在测量过程中，通过改变标准量，使其与被测量相等（即两者差值为零），从而确定被测量数值的方法叫零值法。如用电桥测量电阻就属于这种方法。差值法：利用被测量与标准量的差值作用于测量仪表，从而确定被测量数值的方法，叫差值法。如用不平衡电桥测量电阻就属于这种方法。代替法：在测量过程中，用已知标准量代替被测量，若维持仪表原来的读数不变，则被测量必等于已知标准量，这种测量方法叫做代替法。比较测量法的优缺点优点：准确度高。 缺点：设备复杂，价格较高，操作麻烦。举例：电桥测量电阻。小 结测量中实际使用的标准量是测量单位的复制体，叫度量器。度量器分为基准度

17、量器和标准度量器。常用的电工测量方法有直接测量法、间接测量法和比较测量法三种。它们各自的优点和缺点不同，适用范围也不同。思考与练习什么叫度量器？基准度量器和标准度量器相比，谁的准确度更高一些？常用的电工测量方法分哪几类？各自的优缺点有哪些？各适合于哪些场合？为什么要用间接测量法测量晶体管放大器的静态工作点，而不用直接测量法？返回章目录电工指示仪表的组成测量线路测量机构作用是把不同的被测电量按一定比例转换成能被测量机构接受的过渡电量作用是把过渡电量转换成仪表可动部分的机械偏转角被测电量x 过渡电量y指针偏转角 y=f (x) =F(y)=(x)一、电工指示仪表的组成测量机构是整个仪表的核心为使仪

18、表指针的偏转角能够正确反映被测量的数值，要求偏转角一定要与被测电量（过渡电量）保持一定的函数关系。 转动力矩装置 反作用力矩装置 阻尼力矩装置 读数装置 支撑装置 二、测量机构的主要装置转动力矩装置产生转动力矩的装置都由固定部分和可动部分组成。 转动力矩M的大小与被测量x及指针偏转角成某种函数关系。 反作用力矩装置反作用力矩Mf一般由游丝产生。其方向总是与转动力矩的方向相反，大小在游丝的弹性范围内与指针偏转角成正比。 用游丝产生反作用力矩的装置阻尼力矩装置为了缩短可动部分摆动的时间以利于尽快读数，仪表中还必须有产生阻尼力矩的装置。电工指示仪表中常用的阻尼力矩有空气阻尼器和磁感应阻尼器两种。 阻

19、尼力矩特点阻尼力矩Mz只在仪表可动部分运动时才能产生。Mz的大小与运动速度成正比，方向与可动部分的运动方向相反。当可动部分在平衡位置静止时，Mz0。 空气阻尼器磁感应阻尼器常见阻尼器读数装置读数装置由指示器和刻度盘组成。指示器分指针式和光标式两种。指针又分矛形和刀形，如图所示。指针通常采用铝合金等材料制成，轻而坚固。光标式指示器可以完全消除视觉误差，适用于一些高灵敏度和高准确度的仪表。仪表的指示器矛形指针 刀形指针 光标指示器安装反射镜的表盘反射镜支撑装置测量机构中的可动部分要随被测量大小而偏转，就必须有支撑装置。常见的支撑方式有以下两种： 轴尖轴承支撑方式 张丝弹片支撑方式 轴尖轴承支撑方式

20、张丝弹片支撑方式小 结电工指示仪表都是由测量机构和测量线路两大部分组成的 ，其中测量机构是整个仪表的核心。测量机构都是由转动力矩装置、反作用力矩装置、阻尼力矩装置、读数装置和支撑装置五个装置组成。它们的作用各不相同。思考与练习电工指示仪表由哪几部分组成？各自的作用是什么？哪个是仪表的核心？电工指示仪表的测量机构中能产生几种力矩？这几种力矩的特点是什么？测量机构中若没有阻尼力矩，会产生什么现象？授课序号 3教学课题：电流与电压的测量教学目的：掌握电流与电压的测量教学重点：电流表的扩大量程的方法教学难点：电压表的扩大量程的方法第二章 电流与电压的测量第一节 直流电流表与电压表在磁电系测量机构的基础

21、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、磁电系测量机构测量机构转换开关分流电阻演示用电表磁电系测量机构的结构固定部分磁路系统磁电系测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。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

22、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。磁电系测量机构中的磁路系统外磁式 内磁式 内外磁式磁电系测量机构的磁路系统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。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

23、位置，此时，指针就指示出被测量的大小。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。直流电流表的组成二、直流电流表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第二步，计算分流电阻分流电阻的计算例 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应并联的分流电阻为答：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。

24、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。外附分流器及其接线电流端钮电位端钮开路式分流器闭路式分流器多量程直流电流表三、直流电压表直流电压表的组成第一步：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第三步：计算所需串联的分压电阻分压电阻的计算例 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：先求出测量机构的额定电压 UC=IcRc=100106500=

25、0.05 V 再求出电压量程扩大倍数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多量程直流电压表电压灵敏度电压灵敏度的作用：（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：电压灵敏度越高，相同量程下电压表的内阻越大，取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。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

26、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。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。 思考与练习简述磁电系测量机构的

27、工作原理。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？第二节 交流电流表与电压表 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，可分为吸引型和排斥型两类。吸引型测量机构排斥型测量机构磁感应阻尼器原理示意图吸引型测量机构工作原理排斥型测量机构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）

28、相互作用产生转动力矩，带动指针偏转。指针偏转角与线圈中电流的关系 吸引型测量机构：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。 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。电磁系仪表的特点优点既可测量直流，又可测量交流。过载能力

29、强，制造成本低。缺点：标度尺刻度不均匀。易受外磁场影响。电磁系电流表的刻度不均匀二、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。 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。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。双量程电磁系电流表原理线圈串联线圈并联三、交流电压表电磁系交流电压表由电磁系测量机构与

30、分压电阻串联组成。 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:一般都做成多量程 的，并采用了共用式分压电路。 双量程电磁系电压表四、整流系交流电压表整流系电流表和电压表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。 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

31、1.11 I平均对于全波整流 I有效2.22 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。 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？授课序号 4教学课题：仪用互感器教学目的：掌握仪用互感器应用教学重点：仪用互感器的算教学难点：仪用互感器的算第三节 仪用互感器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

32、括变换交流电压的电压互感器和变换交流电流的电流互感器。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。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，即电流互感器的符号电流互感器的接线图与电流互感器配合使用的交流电流表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

33、。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。 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，即电压互感器的符号电压互感器接线图常用电压互感器JDJ-6、10型JDZ-3、6、10Q型 JDG4-0.5型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

34、测电路并联，二次侧与电压表并联。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。 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？第四节 钳形电流表 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

35、类。一、钳形电流表的构造及原理互感器式钳形电流表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。 电磁系钳形电流表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。 MG20、MG21型钳形电流表属于交、直流两用的电磁系钳形电流表。测量时将被测导线置于钳口中央二、钳形电流表的使用钳口要结合紧密，有污物要及时清洗测量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

36、电流等于仪表读数除以放进钳口中导线的圈数测量完毕，一定要将仪表的量程开关置于最大位置上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？第五节 电流表与电压表的选择和使用 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。 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

37、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。 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。 选择仪表内阻 选择仪表内阻时要满足：电压表内阻应尽量大些；电流表内阻应尽量小些。 选择仪表量程 根据以下原则选择电流表和电压表的量程：所选量程要大于被测量；把被测量范围选择在仪表标度尺满刻度的三分之二以上范围内；在无法估计被测量大小时，应先选用仪表最大量程试测后，再逐步换成合适的量

38、程。选择仪表的工作条件 凡是实验室使用的仪表一般选择便携式仪表，开关板或电气设备面板上的仪表应选择安装式仪表。对于环境温度、湿度、外界电磁场等条件有特定要求时，应按其要求进行选择，以尽量减小仪表的附加误差。 选择仪表的绝缘强度 选择仪表时，还要根据被测电路电压的高低，来确定仪表的绝缘强度，以免发生危害人身安全及损坏仪表的事故。仪表的绝缘强度要高于被测电路的电压。 直流电流表的接线带有分流器的直流电流表二、电流表的使用交流电流表的接线交流电流表通过互感器接线在测量较高电压电路的电流时，电流表应串联在被测电路中的低电位端，以保证操作人员的安全。电流表如果错接成并联会造成电路短路，并烧毁电流表，因此

39、应严格禁止！ 三、电压表的使用电压表接线交流电压表通过互感器接线如果将电压表错接成串联，则会因其内阻太大，使测量电路呈开路状态，电压表也无法正常工作。思考与练习为什么要求与仪表配合使用的附加装置的准确度比仪表本身的准确度更高？如何选择电流表和电压表的量程？如果将电流表错接成并联，会出现什么情况？授课序号 5教学课题：模拟式万用表的组成和工作原理教学目的：掌握模拟式万用表的组成和工作原理教学重点：工作原理教学难点：工作原理第二章模拟式万用表第一节万用表的组成万用表的组成测量线路测量机构转换开关测量机构作用：是把过渡电量转换为仪表指针的机械偏转角。万用表的测量机构通常采用磁电系直流微安表，其满刻度

40、电流为几微安到几百微安。 万用表的灵敏度通常用电压灵敏度（V）来表示。 测量线路作用：是把各种不同的被测电量（如电流、电压、电阻等）转换为磁电系测量机构所能测量的微小直流电流（即过渡电量）。使用元器件：主要包括分流电阻、分压电阻、整流元件、电容器等。 转换开关作用：是把测量线路转换为所需要的测量种类和量程。一般都采用多层多刀多掷开关。500型万用表的面板上有两只转换开关的旋钮S1和S2。 转换开关结构示意图 机械调零转换开关S2500型万用表内部结构图思考与练习模拟式万用表一般由哪几部分组成？各部分的作用是什么？万用表通常采用哪种测量机构制成？如何判别测量机构的好坏？第二节模拟式万用表的工作原

41、理 模拟式万用表的工作原理是建立在欧姆定律和电阻串并联的基础之上的。一、直流电流测量电路直流电流测量电路实质上是一个多量程直流电流表。通常采用闭路式分流电路。500型万用表直流电流测量电路闭路式分流电路的优缺点优点：转换开关接触不良不会影响准确度，保证不会烧坏测量机构。缺点：各个量程之间相互影响，计算分流电阻较复杂。温度补偿电阻温度补偿电阻的作用有两个：.温度补偿；.扩展极限灵敏度。RC随温度变化RC随温度变化RFL不随温度变化RFL不随温度变化RB不随温度变化极限灵敏度即测量机构满刻度电流的最小整数倍。 例如：的极限灵敏度等于 ； 的极限灵敏度等于。直流电流挡所用的电阻必须采用电阻率较大，电

42、阻温度系数很小的锰铜丝绕制而成。二、直流电压测量电路实质上是一只多量程直流电压表。采用共用式分压电路。电路的接入点在50A直流电流挡。2500V挡专用一只10M分压电阻。500型万用表直流电压测量电路三、交流电压测量电路由磁电系测量机构和整流装置组成的仪表称为整流系仪表。万用表的交流电压测量电路就是在整流系仪表的基础上串联分压电阻而成的。万用表交流电压测量电路中的整流电路有半波和全波两种形式。500型万用表采用半波整流电路。500型万用表交流电压测量电路防指针抖动万用表交流电压测量电路是在直流电流50A挡的基础上扩展而成的，也采用共用式分压电路。与测量机构串联了一只2.25k的隔离电阻，并且用

43、一只3.9k的电阻分流，使测量机构的灵敏度比直流电压挡的灵敏度低。由于整流二极管非线性的影响，在交流10V挡标度尺的起始段，很明显分度是不均匀的。为了消除起始段的测量误差，交流10V挡要专用一根标度尺，不能与其他标度尺混用。500型万用表标度尺交流10V专用标度尺欧姆表测量电阻原理图四、电阻测量电路上式说明，若欧姆表总内阻RZ和电池电动势E保持不变，则线路中的电流 I 将随被测电阻RX而改变，且I与RX成反比关系。可见，欧姆表测量电阻的实质是测量电流。 扩大欧姆量程的措施保持电池电压不变,改变分流电阻值.提高电池电压500型万用表电阻测量电路万用表电路图阅读方法熟悉各元件的符号、作用及在实物中

44、的位置，明确转换开关触点的位置。由于直流电流挡是万用表的基础挡，所以，阅读万用表电路时一般先阅读直流电流测量电路，然后依次阅读直流电压测量电路、交流电压测量电路、电阻测量电路。阅读电流、电压测量电路图时，应从正表笔出发，经测量电路到达负表笔.阅读电阻测量电路时，应从表内电池的正极出发，经测量电路、被测电阻Rx，最后回到电池的负极。思考与练习万用表的工作原理是建立在什么基础之上的？温度补偿电阻的作用有哪些？为什么说直流电流挡是万用表的基础挡？为什么交流10V挡要专用一根标度尺？欧姆表测电阻的实质是什么？授课序号 6教学课题：万用表的使用与维修教学目的：掌握万用表的使用与维修方法教学重点：维修方法

45、教学难点：维修方法第三节万用表的使用与维修 一、万用表的使用使用之前要调零；要正确接线；要正确选择测量挡位；要正确读数；要注意操作安全。使用之前要调零在使用万用表之前要先进行机械调零。在测量电阻之前，还要进行欧姆调零。要正确接线 测量直流量时，要注意正、负极性，以免指针反转。测量电流时，万用表应串联在被测电路中；测量电压时，万用表要并联在被测电路两端。在用万用表测量晶体管时，应牢记万用表的红表笔与表内部电池的负极相接，黑表笔与表内部电池的正极相接。 正确选择合适量程选择电流电压量程时,最好使指针指在满刻度的三分之二以上位置.选择电阻量程时,最好使指针指在标度尺的中央位置正确选择合适量程测量时，

46、当不能确定被测电流、电压的数值范围时，应先将转换开关转至对应的最大量程，然后根据指针的偏转程度逐步减小至合适量程。 要注意操作安全 在进行高电压测量或测量点附近有高电压时，一定要注意人身和仪表的安全。在做高电压及大电流测量时，严禁带电切换量程开关，否则有可能损坏转换开关。万用表用完之后，最好将转换开关置于空挡或交流电压最高挡，以防下次测量时由于疏忽而损坏万用表。二、万用表常见故障及排除 万用表使用广泛，故障的发生率很高。常见的故障主要包括测量机构的机械故障和电路故障。本节主要介绍万用表内部电路故障及排除方法。 熟练阅读电路图是维修万用表的前提。 直流电流挡的故障及排除找一只准确度较高的毫安表或

47、无故障的万用表作标准表，与故障表串联后去测量一直流电流。若故障表读数比标准表大得多，则为分流电阻开路。若无读数，可将故障表转换开关置于直流电压最低挡2.5V挡，直接去测量一节新干电池的电压，若仍无读数，则为表头线路开路；若有读数且指示值大于1.6V，则为分流电阻开路。排除方法：若为表头线路开路，应找出其开路的原因。若为分流电阻开路，则需打开仪表后盖，逐一检查各分流电阻，并将损坏的分流电阻换掉。电压挡的故障及排除故障现象原因排除方法直流电压挡各挡读数都偏大。万用表受潮，使分压电阻阻值变小。烘干万用表。各挡读数都偏小，量程越高，偏小越严重。分压电阻变值。调换新的分压电阻。低量程正常、高量程时指针不

48、动。高量程所用的分压电阻开路。换掉开路的分压电阻。交流电压挡各挡均无读数。一般为整流元件损坏或测量线路中有开路现象。调换损坏的二极管，查出线路中的开路部位并修复。各挡都有读数，但读数都减小一半。全波整流电路的一半失效，变成半波整流电路所致。调换损坏的整流元件。电阻挡的故障及排除正常情况下，将转换开关置于R1 k挡两表笔短路，转动欧姆调零器，指针应平稳移至零欧姆处。然后将开关依次旋至R100、R10、R1各挡，指针应逐渐偏离零欧姆处，但最终都能调至零欧姆处。电阻挡故障现象原因排除方法调节欧姆调零器，指针始终调不到零处，在R1挡更甚。说明电池电压已低于1.3V。更换新电池。欧姆调零器失调或调节过程

49、中指针有跳动现象。欧姆调零电位器有故障而引起。更换或修理欧姆调零电位器。各别挡位读数不准。通常为该挡分流电阻变值所致。更换变值的分流电阻。各挡都不准确或都无读数。原因是电池线路开路、限流电阻开路或变值所引起。接通电池线路或更换限流电阻。某挡的测量值比实际值大了10倍、100倍或1 000倍。该挡的分流电阻开路所引起。接通分流电阻。思考与练习简述使用模拟式万用表的方法。如何正确选择万用表的测量挡位？维修万用表的前提是什么？在R1挡将两表笔短路，调节欧姆调零器，指针始终调不到零处，而在其它挡都能调节到零处，这说明什么问题？如何解决？授课序号 7教学课题：数字式电压基本表教学目的：掌握数字式电压基本

50、表的用教学重点：数字式电压基本表的用教学难点：数字式电压基本表的用第四章 数字式仪表第一节数字式电压基本表数字式电压基本表的结构方框图数字部分模拟部分一、数字式电压基本表的组成输入电路模拟部分 A/D转换器 基准电压源 电源 逻辑控制器数字部分 计数器 译码驱动器 数字显示器 时钟脉冲发生器二、CC7106型A/D转换器简介为了对模拟量（如电压）进行数字化测量，必须将被测的模拟量转换成数字量，我们把完成这种转换的装置称为模数转换器，即AD转换器。AD转换器是数字式电压基本表的核心。 CC7106型A/D转换器管脚排列图TEST测试端该端经内部500电阻接至数字电路的公共端，故亦称为“数字地”或

51、“逻辑地”。此端可用来检查显示器有无笔段残缺现象，具体检查方法是：将该端与V+短接后，LCD显示器的全部笔段点亮，显示值应为1888，否则表示显示器有故障。 CC7106型AD转换器的主要特点采用单电源供电，电压范围较宽，规定为715V。低功耗。一节9V叠层电池可使用半年以上。输入阻抗高。对输入信号基本无衰减作用。内部有异或门输出电路，能直接驱动LCD液晶显示器工作。具有自动调零功能，能自动判定被测电压的极性。整机组装方便。只要配上5个电阻、5个电容和LCD显示器，就能组成一块数字式电压表。三、数码显示器数字式仪表所用的显示器一般采用发光二极管式（LED）显示器和液晶（LCD）显示器。 LED数码显示器是用七个条状的发光二极管组成。特点是发光亮度高，但驱动电流较大（约510mA），功耗大。适用于安装式的数字式仪表。 LED显示器笔段液晶显示器特点：工作时所需要的驱动电压低（310V），工作电流小（A级），可以直接用CMOS集成电路驱动。因此被广泛应用