第12章 电工测量

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§12.1概述

§12.2电工仪表的分类

§12.3测量误差及分类

§12.4仪表的准确度

§12.5模拟直读式仪表

§12.6电流、电压和功率的测量

§12.7电阻测量和万用表

§12.8比较式仪表

§12.9非电量的电测法

§12.10智能化仪表

§12.11仪表的选择本章基本要求1.了解和掌握常用电工仪表（电流表、电压表、功率表）的功能、使用方法及其选择、测量误差和准确度等级，掌握万用表的正确使用和注意事项。2.掌握电压、电流、功率的测量方法。3.了解非电量电测法的基本原理。前一页后一页节目录退出§12.1概述

电工测量主要用于研究电学量和磁学量的测量方法及测量仪表。前一页后一页节目录退出§12.2电工仪表的分类按测量方法：比较测量法直接测量法按仪表类型：模拟式仪表数字式仪表前一页后一页节目录退出§12.3测量误差及分类1.测量误差①绝对误差②相对误差

M--测量值，T—真值。2.误差分类①系统误差②随机误差③基本误差④附加误差⑤相对额定误差前一页后一页节目录退出§12.4仪表的准确度直读仪表的准确度用相对额定误差分级。最大相对误差例如：用1.0级、量程为150V的电压表测量30V的电压，可能出现的最大相对误差为5%；

而改用1.0级、量程为50V的电压表测量30V的电压，可能出现的最大相对误差只有1.67%.

因此，选用仪表量程时应使读数在2/3量程以上。前一页后一页节目录退出§12.5模拟直读式仪表测量数据类型：模拟量显示方式：通过指针和刻度盘指示被测量的数值。分类：按作用原理：磁电式、电磁式、电动式、感应式。按被测量种类：电流表、电压表、功率表、电阻表。前一页后一页节目录退出一、磁电式仪表工作原理——载流导体在磁场中受电磁力作用。主要功能：（1）变换功能（2）显示功能（3）平衡稳定功能特点：

1.用于测量直流电

2.刻度均匀、灵敏度、准确度较高前一页后一页节目录退出前一页后一页节目录退出二、电磁式仪表工作原理——电流磁场对铁磁物质进行磁化分类：1.推开式2.吸入式特点：1.用于测量交、直流电压、电流。2.制造简单，价格低，坚固耐用。3.刻度不均匀，灵敏度、准确度较低。前一页后一页节目录退出三、电动式仪表特点：1.用于测量交直流电压、电流、功率2.功耗小，灵敏度、准确度高3.易受干扰，过载能力较差前一页后一页节目录退出电动式仪表用于功率的测量（1）固定线圈作为电流线圈与被测电路负载串联。（2）转动线圈作为电压线圈与被测电路负载并联。前一页后一页节目录退出四、兆欧表兆欧表—特殊结构的磁电式仪表。作用—测量电器设备的绝缘电阻。组成—磁电式检流计、手摇发电机。特点：准确度与电压无关注意：仪表示用前后，必须切断电源并放净静电。前一页后一页节目录退出§12.6电流、电压和功率的测量要求——正确选择仪表的类型、量程和准确度。一、直流电流和电压的测量1.电流的测量安培表的组成：表头、分流器。前一页后一页节目录退出2.电压的测量电压表的组成：表头、倍压器。前一页后一页节目录退出二、交流电流、电压的测量测量交流电压、电流应采用电磁式、电动式仪表。前一页后一页节目录退出三、功率的测量

1.三相四线制不对称负载前一页后一页节目录退出2.三相三线制不对称负载的感性负载下的三相总功率的感性负载下的三相总功率前一页后一页节目录退出

电阻元件测量方法有多种，主要有伏安法、电桥法、电阻表法。一、电阻表法前一页后一页节目录退出§12.7电阻测量和万用表二、万用表①指针式万用表组成：磁电式表头、多种分流电阻、多种倍压电阻、整流电路、电池。用途：测量交直流电压、电流，电阻、电容、电感、音频电平、晶体管参数等。特点：价格低廉、使用简便、携带方便。注意：不用时，应将选择开关置于“空挡”或交流电压最高挡。前一页后一页节目录退出数字式万用表特点：读数直观、分辨率和灵敏度高，过载能力强，具有数据采集、处理和故障检测等功能。前一页后一页节目录退出§12.8比较式仪表方法——将被测量与同类的标准量相比较一、直流电桥当时，前一页后一页节目录退出二、交流电桥用途：测量电阻、电容、电感、阻抗等。当时，电桥平衡条件例如：前一页后一页节目录退出三、电位差计电位差计——测量电动势与电压

调解步骤：（1）确定标准电压值（2）测量被测电压前一页后一页节目录退出测量步骤：1.将非电量通过传感器转换为电量。2.对微小的电信号选用合适的测量电路。3.将被测信号通过适当处理，便于测量、显示。前一页后一页节目录退出§12.9非电量的电测法§12.10智能化仪表前一页后一页节目录退出§12.11仪表的选择仪表设备选择原则—准确度满足要求，设备经济实用，操作简便，节省时间。仪表选择内容：（1）用途选择（2）形式选择（3）准确度等级选择（4）量程选择（5）安放方式的选择前一页后一页节目录退出本章小结本章一般为结合实验自学的内容。1.电工仪表的种类很多按测量方法分类的有：（1）比较式仪表，如电桥、电位差计等。（2）直读式仪表，被测数由指针或光标在仪表刻度盘上提示出来。按工作原理和显示方法分类的有：（1）模拟式仪表，用于测量模拟量，用于指针和刻度盘指示被测量数值。（2）数字式仪表，用数字显示被测量数值。前一页后一页节目录退出

2.模拟直读式仪表有磁电式、电磁式和电动式。磁电式仪表主要用于测量直流电路中的电压和电流；电磁式仪表用于测量工频交流电压和电流，也可作为交、直流两用电压、电流表使用；电动式仪表主要用作功率表，也可制作高准确度、灵敏度的电压、电流表。满偏转电流（额定电流）为微安级的磁电式测量机构，俗称表头。表头配置分流器可扩大电流；量程，制成多种量程的电流表；配置倍压器可扩大电压量程，制成多种量程的电压表。前一页后一页节目录退出3.记录实验中所使用仪表表盘上的各种标记符号及所提供的参数。学习相关内容，了解仪表的种类、名称、准确度等级、放置方式等。学会正确使用和选择仪表及量程，并进行误差分析。4.了解仪表的各种误差，对正确使用仪表和数据分析具有重要意义。测量误差有：（1）绝对误差：=M-T。其中，M为测量示值；T为真值。（2）相对误差：，表示测量的准确度。误差又分为系统误差、随机误差、基本误差、附加误差和相对额定误差。最大相对额定误差定义为，其中，为在正常条件下仪表可能发生的最大绝对误差绝对值；B为仪表的测量范围，若仪表测量下限为零，则B为仪表的满量程。5.最大相对额定误差提供了仪表最大可能误差的信息，直读式仪表的准确度就是用最大相对额定误差来分级的。它是用来度量仪表准确度的一个量。我国生产的仪表，准确度分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七级。准确度为2.5级的电压表，表明其最大相对额定误差前一页后一页节目录退出测量结果的准确度除与仪表的准确度有关外，还与选用的仪表量程有关。测量结果可能出现的最大相对误差为可见被测量量M比仪表量程B小的越多，测量结果可能出现得最大相对误差越大。因此，选用仪表量程时应使被测值在2/3量程以上。6.万用表有指针式和数字式两种。指针式万用表是一种可以用来测量直流或交流电压，电流以及电阻等多用途，多量程的常用直读仪表。面板上的“＋”端接在内装电池的负极，“－”端接在内装电池的正极。使用时要注意转换开关的位置和量程，切勿用电阻挡或电流挡去测量电压，也勿在带电线路上测量电阻。使用完毕后应选择开关放到空挡或交流电压最高挡，一面损坏仪表。7.单相电路的有功功率用单相功率表测量。使用时应将电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联，两个线圈的始端在面板上标有“*”号，应连在一起，接在电源的同一端。功率表的读数为。其中，分格常数、为所选电压量程和电流量程；为功率表的功率因数；为满刻度格数。前一页后一页节目录退出三相电路的有功功率，当电源为三相三线制时，不管三相负载是否对称都可以用二功率表法测量；电源为三相四线制时，对称负载可用单相功率表测量后乘以3，不对称负载用三功率表法测量。目前我国生产有专供测三相三线制电路功率的二元功率表和测量三相四线制电路功率的三元三相功率