电路仪表课件

1、第八章电工仪表和测量电气工程教研室韩斌电路的测量电路的测量 仪表的选用功率表功率表功率因数表功率因数表钳型表钳型表电度表电度表钳 形 表 在工业生产和生活中需要将电路切断停在工业生产和生活中需要将电路切断停机后，把电流表串联到电路中，这样很麻烦。机后，把电流表串联到电路中，这样很麻烦。此时，使用钳形电流表就显得方便多了。此时，使用钳形电流表就显得方便多了。 此表携带方便，可以在不切断电路的情此表携带方便，可以在不切断电路的情况下来测量电流。况下来测量电流。钳型表钳型表结构图结构图钳形表基本原理钳形表基本原理 钳形电流表的工作原理建立在电流互感器工钳形电流表的工作原理建立在电流互感器工作原理的基

2、础上，其互感器的铁芯有一活动部分作原理的基础上，其互感器的铁芯有一活动部分在钳形表的上端，并与手柄相连，当握紧钳形电在钳形表的上端，并与手柄相连，当握紧钳形电流表手柄时，电流互感器的铁心可以张开，被测流表手柄时，电流互感器的铁心可以张开，被测电流的导线进入钳口内部作为电流互感器的一次电流的导线进入钳口内部作为电流互感器的一次绕组。当放松手柄铁心闭合。铁芯中的磁通在二绕组。当放松手柄铁心闭合。铁芯中的磁通在二次绕组中产生感应电流，通过整流电路之后使电次绕组中产生感应电流，通过整流电路之后使电流表指示出被测电流的数值。流表指示出被测电流的数值。钳形表基本原理钳形表基本原理 （1）测量前，先机械调零

3、。测量前，先机械调零。 （2 2）估计被测电流的大小，选择合适量程）估计被测电流的大小，选择合适量程 （3 3）若无法估计，应从最大量程开始测量，逐步变换。）若无法估计，应从最大量程开始测量，逐步变换。 （3 3）测量时，将被测支路导线置于钳口的中央。当指）测量时，将被测支路导线置于钳口的中央。当指 针稳定，进行读数。针稳定，进行读数。钳形表使用方法钳形表使用方法 测量小电流时，为使读数更准确，在条件测量小电流时，为使读数更准确，在条件允许时，可将被测载流导线多绕几匝再放入钳允许时，可将被测载流导线多绕几匝再放入钳口，测量结果为读数除以所绕圈数。口，测量结果为读数除以所绕圈数。钳形表使用方法钳

4、形表使用方法电路电流电路电流= =选择量程选择量程 满刻度数满刻度数 指针读数指针读数 选择量程选择量程 满刻度数满刻度数 指针读数指针读数 电路电流电路电流= =N钳形表注意事项钳形表注意事项1.1.测量前，检查钳形电流表铁心的橡胶绝缘是否完测量前，检查钳形电流表铁心的橡胶绝缘是否完 好，钳口应清洁、无锈，闭合后无明显的缝隙。好，钳口应清洁、无锈，闭合后无明显的缝隙。2.2.改变量程时应将钳形电流表的钳口断开。改变量程时应将钳形电流表的钳口断开。5.5.测量结束，应将量程开关置于最高档位，以防测量结束，应将量程开关置于最高档位，以防 下次使用时疏忽，未选准量程进行测量而损坏下次使用时疏忽，未

5、选准量程进行测量而损坏 仪表。仪表。钳形表注意事项钳形表注意事项4.4.为减小误差，测量时被测导线应尽量位于钳口为减小误差，测量时被测导线应尽量位于钳口的中央，并垂直于钳口。的中央，并垂直于钳口。电动系功率表电动系功率表电动系功率表 功率表是电路中专门计量用电设备实际功率表是电路中专门计量用电设备实际工作所损耗的电能的计量装置工作所损耗的电能的计量装置 。 单位为：瓦特（单位为：瓦特（W W）电动系功率表基本原理电动系功率表基本原理结构图结构图电动系功率表基本原理电动系功率表基本原理接线原理 Mcos21II这种电表测量机构的转动力矩与有关，1I为静圈电流，2I 为动圈电流，为两电流相量间夹角

6、。II 1使负载电流I 通过静圈，即电动系功率表基本原理电动系功率表基本原理 将负载电压加于动圈及与动圈串联的大电阻R 上，则动圈中电流I2=U/R。cos21IKIM 而转动力矩这反映了功率P 的大小。电动系功率表基本原理电动系功率表基本原理这样电动系功率表基本原理电动系功率表基本原理 便携式功率表一般作为多量程，其电流量程一般有两个，它是通过改变固定线圈的串、并联方式改换量程的，并联时的量程是串联时的2倍。 电压量程的改变是通过改过附加电阻的大小来实现的。改变与动圈串联的电阻值，可改变电压量程，将静圈的两线圈由串联改为并联，可扩大电流量程。电动系功率表工作原理电动系功率表工作原理电动系功率

7、表使用方法电动系功率表使用方法 功率表的正确接法必须遵守功率表的正确接法必须遵守“发电机端发电机端”的的接线规则。接线规则。 功率表标有“*”号的电流端必须接至电源的一端，而另一端则接至负载端。 电流线圈是串联接入电路的。电流线圈是串联接入电路的。电压线圈是并联接入电路的。电压线圈是并联接入电路的。电动系功率表使用方法电动系功率表使用方法电压线圈前接电压线圈后接 常用的接法有“电压线圈前接法”和”电压线圈后接法”。电动系功率表使用方法电动系功率表使用方法 电压线圈前接法适用于负载电阻比电流线圈的电阻大的情况，电流线圈的电压降使测量产生误差。 电压线圈后接法适用于负载电阻远比电压支路电阻小的情况

8、流过电压线圈的电流使测量产生误差。标有“*”号的两个端子称为对应端 ，它们的用途是：电动系功率表使用方法电动系功率表使用方法 2. 电流线圈的任一接线端应与电压线圈标有 “ ”符号的接线端连接，这样线圈间电位比较接近，可减小其间的寄生电容电流和静电力，保证功率表的准确度和安全。1. 如将对应端按图中所示接在一起，则当功率表的指针正向偏转時，表示能量由左向右传送；若指针反向偏转，表示能量由右向左传送。功率表的正确读数：功率表读数=电流量限电压量限指针读数满刻度量程电动系功率表使用方法电动系功率表使用方法1.电动系仪表易受外磁场干扰，故测量时尽可能远离磁场干扰的地方。电动系功率表注意事项电动系功率

9、表注意事项2.量程要选择正确，以够损坏仪表3.连线要正确，避够出现电流线圈短路现象。功率因数表功率因数表功率因数表SP /cos 。 在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的在数值上，功率因数是有功功率和视在功率的比值，即比值，即 在交流电路中，电压与电流之间的相位差()的余弦叫做功率因数，用符号 cos表示功率因数表功率因数表 功率因数是衡量电气设备效率高低的一个系数。功率因数低，说明电路用于交变磁场转换的无功功率大，从而降低了设备的利用率，增加了线路供电损失。功率因数表基本原理功率因数表基本原理结构图结构图功率因数表基本原理功率因数表基本原理 可动部分由两个互相垂直的动圈组成。动圈1与电阻

10、器R串联后接以电源电压U，并和通以负载电流I的固定线圈(静圈)组合，相当于一个功率表，从而使可动部分受到一个与功率UIcos和偏转角正弦sin的乘积成正比的力矩M1，M1=K1UIcos sin 。 K1为系数，cos为负载功率因数。动圈2与电感器L（或电容器C）串联后接以电源电压U，并与静圈组合，相当于无功功率表，从而使可动部分受到一个与无功功率UIsin和偏转角余弦cos的乘积成正比的力矩M2，M2=K2UIsin;cos ，K2为系数。 功率因数表基本原理功率因数表基本原理 功率表标有“*”号的电流端必须接至电源的一端，而另一端则接至负载端。功率因数表使用方法功率因数表使用方法电压线圈是

11、并联接入电路的。电压线圈是并联接入电路的。电流线圈是串联接入电路的。电流线圈是串联接入电路的。功率因数表使用方法功率因数表使用方法 对纯电阻负载： 指针转到 0即 cos 1的标度处。功率因数表使用方法功率因数表使用方法 对纯电容负载： 指针转 到 90即cos0（容性）的标度处。 对纯电感负载： 指针转到 90即cos 0（感性）的标度处。 电阻负荷的电路功率因数为1， 具有电感或电容性负载的电路功率因数都小于1。功率因数表使用方法功率因数表使用方法1.1.提高功率因数重要性：提高功率因数重要性：功率因数表注意事项功率因数表注意事项可减少有功损失；减少电力线路的电压损失，改善电压质量；可提高

12、设备利用率；可减少输送同容量有功的电流。 2.并不是经补偿后的功率因数越高越好并不是经补偿后的功率因数越高越好 因为补偿装置消耗有功发出无功，随着补偿容量的增加，其有功损耗也增加，初投资增大。就经济运行角度而言，补偿后的功率因数过高或过低均会使总功率损耗增加；若补偿功率因数恰当，能使总有功损耗最小，此时的补偿容量及功率因数称为按经济运行原则确定的补偿容量及功率因数。功率因数表注意事项功率因数表注意事项 3.接线注意事项接线注意事项 功率因数表在接线时与普通功率表相同，即应遵守发电机的线线原理，另外，在使用功率因数表时，电路中也应接入电压表和电流表，用于监测电路中的电流和电压是否超出功率表电流和

13、电压的量程。功率因数表注意事项功率因数表注意事项功率因数表接线功率因数表接线1.搭接电路，测量电路的功率因数2.将电路并接一4uF电容，再测量电路的功率因数指针式万用表 指针式万万用表具有用途多，量程万用表具有用途多，量程广，使用方便等优点，是电子测量中最广，使用方便等优点，是电子测量中最常用的工具。它可以用来测量电阻，交常用的工具。它可以用来测量电阻，交直流电压和直流电压。直流电压和直流电压。 指针式万用表指针式万用表 测直流电流原理：测直流电流原理：指针式万用表基本原理指针式万用表基本原理 在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电在表头上并联一个适当的电阻（叫分流电阻）进行分流，就可以扩展电流

14、量程。改变分阻）进行分流，就可以扩展电流量程。改变分流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。流电阻的阻值，就能改变电流测量范围。 测直流电压原理：测直流电压原理： 指针式万用表基本原理指针式万用表基本原理 在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电在表头上串联一个适当的电阻（叫倍增电阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变阻）进行降压，就可以扩展电压量程。改变倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。倍增电阻的阻值，就能改变电压的测量范围。测交流电压原理：测交流电压原理：指针式万用表基本原理指针式万用表基本原理 因为表头是直流表，所以测量交流时，需因为表头是直流表，所以测量交流时，需加装一个并、串式半波整流

15、电路，将交流进行加装一个并、串式半波整流电路，将交流进行整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据整流变成直流后再通过表头，这样就可以根据直流电的大小来测量交流电压。扩展交流电压直流电的大小来测量交流电压。扩展交流电压 测电阻原理：测电阻原理： 在表头上并联和串联适当的电阻，同时串在表头上并联和串联适当的电阻，同时串接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流接一节电池，使电流通过被测电阻，根据电流的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的的大小，就可测量出电阻值。改变分流电阻的阻值，就能改变电阻的量程。阻值，就能改变电阻的量程。 指针式万用表基本原理指针式万用表基本原理万用表电路组成：万用表电路组成

16、：指针式万用表基本原理指针式万用表基本原理表头表头测量电路测量电路转换装置转换装置面板的组成：面板的组成：指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法转换开关开关旋钮调零旋钮接线插孔刻度表盘万用表的表盘万用表的表盘指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法* * * 万用表是可以测量多种电量万用表是可以测量多种电量* * * 欧姆档刻度线为非均匀刻度线欧姆档刻度线为非均匀刻度线* * * 电流和电压的刻度线为均匀刻度线电流和电压的刻度线为均匀刻度线直流量用直流量用“-”-”或或“DC”DC”表示表示交流量用交流量用“ ”或或“AC”AC”表示表示欧姆刻度线用欧姆刻度线用“”表示表示万用表旋转开关万用

17、表旋转开关指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法测量对象测量对象测电压测电压测电流测电流测电阻测电阻测二极管测二极管测三极管测三极管指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法直流电压测量：直流电压测量： 把万用表把万用表并接并接在被测电路上，在测在被测电路上，在测量直流电压时，应注意被测点电压的极量直流电压时，应注意被测点电压的极性，即把红表笔接电压高的一端，黑表性，即把红表笔接电压高的一端，黑表笔接电压低的一端。笔接电压低的一端。指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法 如果不知被测电压的极性，可按前述如果不知被测电压的极性，可按前述测电流时的试探方法试一试，如指针向右测电流时的试探方法试一

18、试，如指针向右偏转，偏转， 则可以进行测量；如指针向左偏则可以进行测量；如指针向左偏转，转， 则把红、黑表笔调换位置，方可测则把红、黑表笔调换位置，方可测量。量。指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法直流电压测量：直流电压测量： 交流电压测量：交流电压测量： 在测量交流电压时，不必考虑极性在测量交流电压时，不必考虑极性问题，量程选择合适合，只要将万用表问题，量程选择合适合，只要将万用表并接在被测两端即可。并接在被测两端即可。指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法直流电流测量：直流电流测量：指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法 把万用表串接在被测电路中时，应把万用表串接在被测电路中时，应

19、注意电流的方向。即把红表笔接电流流注意电流的方向。即把红表笔接电流流入的一端，黑表笔接电流流出的一端。入的一端，黑表笔接电流流出的一端。 交流电流测量：交流电流测量：指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法 在测量交流电流时，不必考虑极在测量交流电流时，不必考虑极性问题，只要将万用表串接在被测两性问题，只要将万用表串接在被测两端即可。端即可。 电阻档有以下量程：电阻档有以下量程： R Rl l 、R R1010 、R R100100 、 R Rlklk 、R R10k10k 。 电阻测量电阻测量 转换开关至所需电阻档位，将测试表笔短接，转换开关至所需电阻档位，将测试表笔短接，观察指针是否指在零

20、欧姆，若不在，应调整零欧观察指针是否指在零欧姆，若不在，应调整零欧姆调节电位器，使指针指在零欧姆处，然后分开姆调节电位器，使指针指在零欧姆处，然后分开测试表笔进行电阻测量。测试表笔进行电阻测量。指针式万用表使用方法指针式万用表使用方法 数字式万用表数字式万用表具有用途多，量程广，具有用途多，量程广，使用方便等优点，是电子测量中最常用的工具。使用方便等优点，是电子测量中最常用的工具。它可以用来测量电阻，交直流电压和直流电压。它可以用来测量电阻，交直流电压和直流电压。 数字式万用表数字式万用表测试表笔串接在被测电路中。测试表笔串接在被测电路中。 如果被测电流较小，将用如果被测电流较小，将用mAmA

21、端口，选端口，选择相应量程。择相应量程。 如果被测电流较大，将用如果被测电流较大，将用20A20A端口端口单位为：单位为：mAmA单位为：单位为：mAmA数字万用表使用方法数字万用表使用方法 测量直流电流开关置测量直流电流开关置: :测交流电流测交流电流 红表棒（红表棒（+ +）接：）接： 20A20A端口端口 黑表棒（黑表棒（- -）接：）接：COMCOM端口端口A A 测试表笔串接在被测电路中。测试表笔串接在被测电路中。数字万用表使用方法数字万用表使用方法 （2 2）红、黑两根表笔，位置不能接反、接错，）红、黑两根表笔，位置不能接反、接错，否则，会带来测试错误或判断失误。否则，会带来测试错

22、误或判断失误。 （1 1）将）将ON-OFFON-OFF开关置开关置ONON位置，察看电池是否位置，察看电池是否充足。此表在低电压下工作，读数可能出错。充足。此表在低电压下工作，读数可能出错。数字万用表注意事项数字万用表注意事项 （4 4）HOLDHOLD开关只有需要保持当前数据时才使开关只有需要保持当前数据时才使用。用。 （3 3）若显示器显示溢出标记）若显示器显示溢出标记“1”1”，表明量，表明量程选值太小。程选值太小。数字万用表注意事项数字万用表注意事项 （6 6）养成良好的习惯，测完后将档位换到交）养成良好的习惯，测完后将档位换到交流流720V720V，电源开关置，电源开关置OFFOF

23、F位置。位置。 （5 5）由于使用时测量电压、电压和电阻等交）由于使用时测量电压、电压和电阻等交替地进行，一定不要忘记换档。切不可用测电阻、替地进行，一定不要忘记换档。切不可用测电阻、电流档测电压。电流档测电压。数字万用表注意事项数字万用表注意事项电电 动动 机机 的的 运运 行行 测测 试试用绝缘电阻测试仪测试机体与线路的绝缘电阻用绝缘电阻测试仪测试机体与线路的绝缘电阻 用电压表、电流表测试电路中的电压、电流；用电压表、电流表测试电路中的电压、电流； 用接地电阻测试仪测试机体与大地的电阻值。用接地电阻测试仪测试机体与大地的电阻值。 任务任务电动机的运行测试电动机的运行测试仪表的选用电动机的运

24、行测试电动机的运行测试兆欧表兆欧表交流电流交流电流/电压表电压表接地电阻接地电阻测试仪测试仪兆欧表兆欧表 兆欧表又称摇表，是一种测量大电阻的仪表，常用来测量变压器、电机、电缆、供电线路、电气设备和绝缘材料的绝缘电阻。 各种电压等级的电气设备和线路的绝缘电阻大小都有具体的规定，一般来说，绝缘电阻越大，绝缘性能越好。 兆欧表基本原理兆欧表基本原理 磁电系比率表的结构1、2动圈；3永久磁铁；4极掌5带缺口的圆柱形铁芯；6指针兆欧表基本原理兆欧表基本原理 两个动圈相交成一定角度，连同指针固定在一根轴两个动圈相交成一定角度，连同指针固定在一根轴上，上，RCRC、RVRV为附加电阻，为附加电阻， F F

25、为直流发电机，为直流发电机， RJ RJ 为为被测电阻。动圈被测电阻。动圈1 1 与与RCRC及动圈及动圈 2 2 与与RVRV两个支路都与两个支路都与 F F 并联，承受相同电压，与永久磁铁磁场相互作用，产生并联，承受相同电压，与永久磁铁磁场相互作用，产生方向相反的两个力矩，两支路的电流使可动部分偏转，方向相反的两个力矩，两支路的电流使可动部分偏转，偏转大小取决于两支路电流的比值。由图中看出动圈偏转大小取决于两支路电流的比值。由图中看出动圈 l l 支路的电流与支路的电流与RCRC有关，通过动圈有关，通过动圈 2 2 支路的电流只与支路的电流只与RCRC有关，有关，RCRC、RVRV的阻偏转

26、角的大小仅决定于被测电阻的阻偏转角的大小仅决定于被测电阻 RT RT 的大小。的大小。 兆欧表基本原理兆欧表基本原理组成组成手摇发电机表头三个接线柱L：线路端E：接地端G：屏蔽端兆欧表基本原理兆欧表基本原理兆欧表基本原理兆欧表基本原理兆欧表的选用原则兆欧表的选用原则 （1）额定电压等级的选择。一般情况下，额定电压在500V以下的设备，应选用500V或1000V的摇表；额定电压在500V以上的设备，选用1000V2500V的摇表。 （2）电阻量程范围的选择。摇表的表盘刻度线上有两个小黑点，小黑点之间的区域为准确测量区域。所以在选表时应使被测设备的绝缘电阻值在准确测量区域内。 1.校表。测量前应将

27、摇表进行一次开路和短路试验，检查摇表是否良好。将两连接线开路，摇动手柄，指针应指在“”处，再把两连接线短接一下，指针应指在“0”处，符合上述条件者即良好，否则不能使用。 2被测设备与线路断开，对于大电容设备还要进行放电。 兆欧表的使用方法兆欧表的使用方法3选用电压等级符合的摇表。 4测量绝缘电阻时，一般只用“L”和“E”端，但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时，就要使用“G”端，并将“G”端接屏蔽层或外壳。 5拆线放电。读数完毕，一边慢摇，一边拆线，然后将被测设备放电。 。兆欧表的使用方法兆欧表的使用方法兆欧表注意事项兆欧表注意事项2.2.摇测过程中，被测设备上不能有人工作。摇

28、测过程中，被测设备上不能有人工作。3.3. 摇表线不能绞在一起，要分开。摇表线不能绞在一起，要分开。 1.1.禁止在雷电时或高压设备附近测绝缘电阻，只能禁止在雷电时或高压设备附近测绝缘电阻，只能在设备不带电，也没有感应电的情况下测量。在设备不带电，也没有感应电的情况下测量。 5.5.测量结束时，对于大电容设备要放电。测量结束时，对于大电容设备要放电。 6.6.要定期校验其准确度。要定期校验其准确度。 4.4.摇表未停止转动之前或被测设备未放电之前，严禁用摇表未停止转动之前或被测设备未放电之前，严禁用手触及。拆线时，也不要触及引线的金属部分。手触及。拆线时，也不要触及引线的金属部分。 兆欧表注意

29、事项兆欧表注意事项兆欧表接线兆欧表接线1.测量相间和相对地的绝缘电阻。 电动机的运行测试磁电系电流电压表接地电阻测试仪接地电阻测试仪接地电阻测试仪 为了保证电气设备的正常工作和安全，按照规定，电气设备的某些部分必须接地。接地装置的接地电阻包括接地线电阻、接地体电阻、接地体和土壤的接触电阻以及接地散流电流途径的土壤电阻等。在这些电阻中，接地线和接地体的电阻很小，用接地电阻测试仪可测量接地电阻。 当接地体上有电压时，就有电流流入地中，接地电流I是从接地体向四周散射的。因此，离地体越远，电流通过的截面就越大，电流密度就越小，到达一定的距离时，电流密度实际上可以认为等于零。由于地中电流通过的截面的变化

30、，在电流途径单位长度上的电阻是不同的，在接地体附近电阻最大，离接地体越远，单位长度上的电压降越小。在距离接地体1520m处，电压降已极小，实际上可以认为零 。接地电阻测试仪工作原理接地电阻测试仪工作原理接地电阻测试仪工作原理接地电阻测试仪工作原理 这种测量仪的端钮有3个和4个两种，有四个端钮时，应将“P2”和“C2”短接后再接至被侧的接地体；三端钮式测量仪的“P2”和“C2”已在内部短接，故只引出一个端钮“E”，测量时直接将“E”接至被测接地体即可。端钮“P1”和“C1”分别接上电位辅助探针和电流辅助探针，探针应按规定的距离插入地中，以构成电位和电流辅助电极。接地电阻测试仪工作原理接地电阻测试仪工作原理 为了扩大仪表的量程，电路中接有三组不同的分流电阻R1R3以及R5R8，用以实现对电流互感器的副边电流以及检流计支路的分流。分流电阻的切换利用联动的转换开关同时进行，对应于转换开关的三个档位，接地电阻测试仪工作原理接地电阻测试仪工作原理01、0100100 由于采用磁电系检流计做指零仪，仪表备有机械整