电工仪表的使用常见仪表及基础知识

关于电工仪表的使用常见仪表及基础知识电工仪表的应用第2页,共27页，2024年2月25日，星期天电工仪表的应用第3页,共27页，2024年2月25日，星期天常见仪表——电压表第4页,共27页，2024年2月25日，星期天电流表第5页,共27页，2024年2月25日，星期天功率表第6页,共27页，2024年2月25日，星期天频率表第7页,共27页，2024年2月25日，星期天功率因数表第8页,共27页，2024年2月25日，星期天万用表第9页,共27页，2024年2月25日，星期天兆欧表第10页,共27页，2024年2月25日，星期天整步表（同步表）第11页,共27页，2024年2月25日，星期天同步表第12页,共27页，2024年2月25日，星期天电工仪表是实现电工测量过程所需工具的总称。

电工测量仪表的基础知识第13页,共27页，2024年2月25日，星期天按测量方法:可分为比较式和直读式两类。比较式仪表需将被测量与标准量进行比较后才能得出被测量的数量，常用的比较式仪表有电桥、电位差计等。直读式仪表将被测量的数量由仪表指针在刻度盘上直接指示出来，常用的电流表、电压表等均属直读式仪表。按被测量的种类:可分为电流表、电压表、功率表、频率表、相位表等。按电流的种类:可分为直流、交流和交直流两用仪表。按工作原理:可分为磁电式、电磁式、电动式仪表等。按显示方法:可分为指针式（模拟式）和数字式。按准确度:可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共7个等级。0.1级表示测量的最大绝对误差为表量程的±0.1%，以此类推。电工仪表的分类第14页,共27页，2024年2月25日，星期天准确度:是指测量结果（简称示值）与被测量真实值（简称真值）间相接近的程度，是测量结果准确程度的量度。误差:是指示值与真值的偏离程度。准确度与误差本身的含义是相反的，但两者又是紧密联系的，测量结果的准确度高，其误差就小，因此，在实际测量中往往采用误差的大小来表示准确度的高低。由于制造工艺的限制及测量时外界环境因素和操作人员的因素，误差是不可避免的。根据引起误差的原因不同，仪表误差可分为基本误差和附加误差。基本误差:是在规定的温度、湿度、频率、波形、放置方式以及无外界电磁场干扰等正常工作条件下，由于仪表本身的缺点所产生的误差。附加误差:是由于外界因素的影响和仪表放置不符合规定等原因所产生的误差。附加误差有些可以消除或限制在一定范围内，而基本误差却不可避免。

电工仪表的误差和准确度第15页,共27页，2024年2月25日，星期天

电工测量中常用的指针式仪表有磁电式、电动式、电磁式3种。这些仪表的结构虽然不同，但工作原理却是相同的，都是利用电磁现象使仪表的可动部分受到电磁转矩的作用而转动，从而带动指针偏转来指示被测量的大小。指针式仪表的结构及工作原理第16页,共27页，2024年2月25日，星期天电工测量仪表上的几种符号符号意义~~3~

或~2kV

或¬

或

~~直流交流交直流三相交流仪表绝缘试验电压2000V仪表直立放置仪表水平放置仪表倾斜60°度放置60°第17页,共27页，2024年2月25日，星期天1.结构螺旋弹簧IINS指针永久磁铁圆柱形铁心O'O线圈(1)固定部分马蹄形永久磁铁、极掌NS及圆柱形铁心等。(2)可动部分铝框及线圈，两根半轴O和O

，螺旋弹簧及指针。

极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中产生均匀的辐射方向的磁场。磁电式仪表线圈通入电流而产生的磁场与永久磁铁相互作用使指针偏转第18页,共27页，2024年2月25日，星期天2.工作原理(1)转动转矩T的产生(2)阻转矩TC的产生

在线圈和指针转动时，螺旋弹簧被扭紧而产生阻转矩TC。

线圈通入电流

I

电磁力

F线圈受到的转矩T=k1IFSNF

线圈通入电流

I

电磁力

F

线圈受到转矩

T

线圈和指针转动，

弹簧的TC与指针的偏转角

成正比，即TC=k2

当弹簧的阻转矩T与线圈受到的转矩TC达到平衡时，可动部分停止转动，此时有T=TC

第19页,共27页，2024年2月25日，星期天

当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即TC=T时，可转动部分便停止转动，T=k1I，

TC=k2

。仪表的标度尺上作均匀刻度。3.阻尼作用的产生

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。

即指针的偏转角

结论:

指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。

第20页,共27页，2024年2月25日，星期天4.用途

5.优点：刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗电能量小；受外界磁场影响小。缺点：只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。

测量直流电压、直流电流及电阻。第21页,共27页，2024年2月25日，星期天1.结构

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。圆形线圈小室312450推斥式电磁式仪表固定铁片可动铁片电磁式仪表线圈通入电流产生磁场固定和可动铁片均被磁化，可动片因受斥力而带动指针转动。

第22页,共27页，2024年2月25日，星期天2.工作原理仪表的转动转矩T=kI²弹簧的阻转矩TC

=k2

弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角

成正比，即

当

T=TC

时，可动部分停止转动，

即指针的偏转角

结论:

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。

线圈通入电流

I

磁场

线圈通入电流

I

磁场

固定和可动铁片均被磁化(同一端的极性是相同的)

可动片因受斥力而带动指针转动，

交流为有效值第23页,共27页，2024年2月25日，星期天

因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方成正比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。

与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力

空气阻尼器。3.

用途

4.

优点：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。缺点：刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡流（测量交流时）的影响，因此准确度不高。

测量交流电压、交流电流。第24页,共27页，2024年2月25日，星期天1.结构

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轴上。螺旋弹簧固定线圈可动线圈空气阻尼器

产生阻尼力电动式仪表固定线圈中通过的电流产生磁场，可动线圈中通过的电流与磁场相互作用使指针转动。不能承受较大过载第25页,共27页，2024年2月25日，星期天2.工作原理FF可动线圈固定线圈

固定线圈中的电流

I1

(i1)

磁场可动线圈中的电流

I2

(i2)与磁场相互作用电磁力

F线圈受到转矩

T