第十三章：电工测量

1、2/563/564/565/566/56 100%m AAm 最大基本误差最大基本误差仪表的最大量程仪表的最大量程(7/56 1.25V 50V2.5%mm UU 12.5%100%101.2510 3.1%100%401.2540 在选用仪表在选用仪表的量程时，一的量程时，一般应使被测量般应使被测量的值超过仪表的值超过仪表满标值的一半满标值的一半以上。以上。8/569/56T = f ( I )直读式仪表的基本组成直读式仪表的基本组成: : 按照工作原理可将常用的直读式仪表主要分为磁按照工作原理可将常用的直读式仪表主要分为磁电式、电磁式和电动式等几种。电式、电磁式和电动式等几种。直读式仪表直

2、读式仪表测量各种电量的基本原理测量各种电量的基本原理 利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部分受到转矩而发生转动。分受到转矩而发生转动。 转动转矩与通入的电流之间有转动转矩与通入的电流之间有产生转动转矩产生转动转矩 T 的部分的部分 阻尼器阻尼器 产生阻转矩产生阻转矩TC 的部分的部分 10/5611/56(1) 转动转矩转动转矩T 的产生的产生(2) 阻转矩阻转矩TC的产生的产生 在线圈和指针转动时，螺旋在线圈和指针转动时，螺旋弹簧被扭紧而产生阻转矩弹簧被扭紧而产生阻转矩TC。 线圈通入电流线圈通入电流 I 电磁力电磁力 F线圈受到的转矩线圈受到

3、的转矩 T = k1I 线圈通入电流线圈通入电流 I 电磁力电磁力 F 线圈受到转矩线圈受到转矩 T 线圈和指针转动。线圈和指针转动。 弹簧的弹簧的TC与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即成正比，即 TC = k2 当弹簧的阻转矩当弹簧的阻转矩TC与线圈受到的转矩与线圈受到的转矩TC达到平达到平衡时，可动部分停止转动，此时有衡时，可动部分停止转动，此时有T = TC 12/56 当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即 TC = T 时，时，可转动部分便停止转动，可转动部分便停止转动， T = k1I ， TC= k2 。kIIkk21仪表的标度尺上作均匀刻度。仪表

4、的标度尺上作均匀刻度。 当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通,在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。作用，快速停止在平衡位置。 即指针的偏转角即指针的偏转角 结论结论: : 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。 13/56 5. 优优缺缺点点优点：优点：刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗电能量小；受外界磁

5、场影响小。电能量小；受外界磁场影响小。缺点：缺点：只能测量直流只能测量直流, 价格较高价格较高, 不能承受较大过载。不能承受较大过载。 测量直流电压、直流电流及电阻。测量直流电压、直流电流及电阻。14/56 主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固定主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固定的铁片、固定在转轴上的可动铁片。的铁片、固定在转轴上的可动铁片。15/56仪表的转动转矩仪表的转动转矩 T = k1I TC = k2 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即成正比，即 当当 T = TC 时时, 可动部分停止转动可动部分停止转动, 即指针的偏转角即指针的偏转角 2

6、221kIIkk 结论结论: : 指针偏转的角度与直流电流或交流电流有指针偏转的角度与直流电流或交流电流有效值的平方成正比。效值的平方成正比。 线圈通入电流线圈通入电流 I 产生磁场产生磁场 固定和可动铁片均固定和可动铁片均被磁化被磁化( (同一端的极性是相同的同一端的极性是相同的) ) 可动片因受斥力可动片因受斥力而带动指针转动。而带动指针转动。 交流为交流为有效值有效值16/56 因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方成正比，所以成正比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。仪表标度尺上的刻度是不均匀的。 与轴相连的活塞在小室中移动产生阻尼力与轴相

7、连的活塞在小室中移动产生阻尼力 空气空气阻尼器。阻尼器。 4. 优缺点：优缺点：优点：优点：构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量较大的电流；允许较大的过载。较大的电流；允许较大的过载。缺点：缺点：刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡流流( (测量交流时测量交流时) )的影响，因此准确度不高的影响，因此准确度不高。 测量交流电压、交流电流。测量交流电压、交流电流。17/56 有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈与有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈与指针及空气阻尼器的活塞都固定在转轴上。指针及空气阻尼

8、器的活塞都固定在转轴上。 18/56 固定线圈中通有电流固定线圈中通有电流 I1 ( ) 产生产生磁场磁场 可动线圈中的电流可动线圈中的电流 I2 ( )与磁场相互作用与磁场相互作用电磁力电磁力 F 线圈受到转矩线圈受到转矩 T 线圈和指针转动。线圈和指针转动。 仪表的转动转矩仪表的转动转矩通入直流时，通入直流时，T = k1I1I2通入交流时，通入交流时， T=k1I1I2cos 19/56TC = k2 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即成正比，即 当当 T = TC 时，可动部分停止转动，即指针的偏转角时，可动部分停止转动，即指针的偏转角 结论结论: :

9、 指针偏转的角度与两个电流指针偏转的角度与两个电流( (对交流为有效对交流为有效值值) )的乘积成正比。的乘积成正比。 仪表的转动转矩仪表的转动转矩 = kI1I2 (直流直流) = kI1I2 cos (交流交流)4.优优缺点缺点 优点：优点：可用于交可用于交/ /直流；准确度较高。直流；准确度较高。 缺点：缺点：受外界磁场影响大；受外界磁场影响大；不能承受较大过载。不能承受较大过载。3. 用途用途 测量交测量交/ /直流电压、电流及功率。直流电压、电流及功率。20/56IRRRIA0A0 21/56IRRRIA0A0 100A IIRR1 :00A IIRR解解0.100510.00512

10、0 22/560V00RRRUU 23/560V00RRRUU 1)(00V UURR1)( :00V UURR解解10k1)50300(2000 24/56机械零机械零位调整位调整转换开关转换开关零欧姆零欧姆调节调节25/5626/5627/5628/5629/5630/5631/56 DT 830型万用表的面板图型万用表的面板图32/56 (2) 电源开关：电源开关：使用时将开关置于使用时将开关置于“ON”位置；位置；使用完毕置于使用完毕置于 “OFF” 位置。位置。 (3) 转换开关：转换开关：用以选择功能和量程。根据被测用以选择功能和量程。根据被测的电量的电量(电压、电流、电阻等电压、

11、电流、电阻等)选择相应的功能位；按选择相应的功能位；按被测量的大小选择合适的量程。被测量的大小选择合适的量程。 (4) 输入插座：输入插座：将黑色测试笔插入将黑色测试笔插入“COM”的插座。的插座。红色测试笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入红色测试笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入“V ”插座；测量小于插座；测量小于 200mA 的电流时插入的电流时插入“mA”插插座；测量大于座；测量大于 200mA 的电流时插入的电流时插入“10A”插座。插座。 (1) 显示器：显示器：显示显示4位数字位数字, 最高位只能显示最高位只能显示 1 或不或不显示数字显示数字, 算半位算半位, 故称故称3

12、位半位半 ( ) 。最大指示值为。最大指示值为 1999或或 1999。当被测量超过最大指示值时。当被测量超过最大指示值时, 显示显示“1” 或或 “ 1”。21333/56 cos21IkI cosUIk Pk 34/5635/56 TIUtiuTP01131131 cosd1 TIUtiuTP02232232 cosd136/56 cos3LLIU 37/5638/56永永久久磁磁铁铁磁场是磁场是不均匀的不均匀的39/56RRUI11xRRUI22f1 ( )f2 ( ) T1 = k1 I1 f1 ( ) T2 = k2 I2 f2 ( ) 40/56)( 21IIf 或或)()()(3112221ffkfkII RRRRIIx1221。)()()(1221xxRfRRRRfIIf 41/56342RRRRx42RR3R42/5643/562004) 1j() 1j(RCRRCRxx 042RRRRx024CRRCx 被测电容器被测电容器44/56)1j)(j(0032C RL RRRxx 20020032)(1)(CRCRRRRx 200032)(1CRCRRLx 被测电感元件被测电感元件45/5646/56RR ll