电工仪表及应用

1、第4章掌握常用校正器的使用、4.4电压的测定、4.1电工校正器的分类、4.2电工校正器的型号、4.3电流的测定、4.6电力的测定、4.7兆表、4.5万用表、4.8用电桥测定电阻、容量和电感、4.9非电量的电测法、4.9 2 .常用电工测定器的使用方法3 .了解电桥电阻、电容和电感的测量方法。 4 .了解常用非电量的电测法。第4章电工测量、电路中各物理量(例如电压、电流、电力、电能及电路残奥表等)的大小，除分析和校正计算的方法外，多使用电工测量仪器进行测量。 电工测量技术的应用主要有第4章电工测量，1 .电工测量仪器结构简单易用，精度充分的优点。 2 .电工测定器可灵活设置在需要测定的场所，可自

2、动记录。 3、电工测量仪可实现远距离测量问题。 4 .可用电工测量的方法测量非电量。4.1电工测量仪的分类、1 .测量的种类分类、2 .工作原理分类、3 .电流的种类分类(参照上表)、4 .精度分类、最大基本误差、修正器的最大量程(满刻度值)、精度是电工测量仪的主要特性之一。 高精度(0.1、0.2、0.5 )校正器经常用于精密测量和其他校正器的校正。 对于额定误差，准确度是电工测量仪的主要特性之一。 校正器的精度根据校正器的相对额定误差进行分类。 例：精度为2.5级的电压修正，其最大量程为50V，通常认为最大基本误差不变，因此被测量值越小，相对测量误差越大。 另外，在上述电压校正中测定实际值

3、为10V的电压时，相对误差为，在测定实际值为40V的电压时，相对误差在选择仪表的范围时，一般所测定的值超过仪表全值的一半以上。可能发生的最大基本误差有：电工测量仪表的几个符号、44.2电工测量仪的型号、直读式测量仪测量各电量的基本原理，通过在校正器中流过电流而产生电磁作用，使可动部分受到扭矩而旋转。 在转矩和通电的电流之间，T=f (I )，1 )产生转矩t的部分向仪表可动部施加转矩进行旋转。 3 )阻尼器是能够产生制动力(阻尼器力)的装置，使仪表可动部迅速静止在平衡位置。 直读式仪表的基本构成部分，2 )产生电阻扭矩TC的部分电阻扭矩TC与旋转扭矩t相等时，仪表可动部分平衡在一定位置。4.2

4、电工测量仪型号、4.2.1磁电式校正器、1 .构造、螺旋弹簧、(1)固定部分马蹄形永久磁铁、极掌NS及圆柱形铁心等。 (2)可动部铝框架和线圈、两根半轴o和o、螺旋弹簧和指针。 极掌与铁心之间的气隙长度均匀，其中产生均匀的辐射方向的磁场。2 .工作原理、(1)旋转扭矩t的产生、(2)阻力扭矩TC的产生、线圈和指针旋转时螺旋弹簧被紧固而产生阻力扭矩TC。 线圈中流过电流I的电磁力f、线圈受到的转矩T=k1I、线圈中流过电流I的电磁力f线圈受到转矩t，线圈和指针旋转，弹簧的TC与指针的偏转角成比例，即TC=k2，弹簧的电阻转矩t和线圈受到的转矩TC平衡3 .阻尼作用的发生，线圈通电偏转后，铝框架切

5、断磁通，在框架内感应电流，该电流与磁场作用，产生与旋转方向相反的制动力，所以可旋转部分受到阻尼作用，迅速停止在平衡位置。也就是指针的偏转角，结论：指针的偏转角与流过线圈的电流成正比。 优点：刻度均匀； 灵敏度和精度高，衰减强，耗电能量小，外部磁场的影响小。 缺点：只能测量直流的价格高，承受不了大的过载。 测量直流电压、直流电流、电阻。 4.2.2电磁式修正器，1 .结构，主要部分为固定的圆形线圈、固定在线圈内部的铁片、固定在旋转轴上的可动铁片。 2 .工作原理，量规的旋转扭矩T=k I，弹簧的阻力扭矩TC=k2，弹簧的阻力扭矩TC与指针的偏转角成比例，即T=TC时，可动部分停止旋转，即指针的偏

6、转角，结论：指针，在线圈中流过电流I磁场， 在线圈中流过电流I磁场的固定和可动铁片都被磁化(相同端的极性相同)，可动片受到排斥力而转动指针，交流为有效值，指针的偏转角度与直流电流或交流有效值的平方成正比，因此仪表尺上的刻度不均匀。 与轴相关的活塞在单元内移动，产生阻尼力的空气阻尼器。 3 .用途、4 .优点：结构简单、价格便宜，可用于交直流。可测量大电流。允许大过载。 缺点：刻度不均匀，容易受到外部磁场和铁片中的磁滞和涡流(交流测定时)的影响，精度不高。 测量交流电压、交流电流。 4.2.3电动式修正器，1 .有结构、固定线圈和可动线圈两个线圈。 可动线圈和指针及空气阻尼器的活塞固定在轴上。2

7、 .工作原理、固定线圈中的电流I1 (i1)磁场可动线圈中的电流I2 (i2)和磁场相互作用电磁力f线圈通过转矩t线圈和指针而旋转，修正器的旋转转矩在流过直流时为T=k1I1I2，在流过交流时为t=的弹簧的电阻转矩TC=k2， 弹簧的阻力扭矩TC与指针的偏转角成比例，即，T=TC时，可动部分停止旋转，即指针的偏转角，结论：指针的偏转角与两个电流(对于交流为有效值)的乘积成比例。 校正器的转矩为直流时，T=k1I1I2，交流时，T=k1I1I2cos，=kI1I2(直流)，=kI1I2 cos (交流)，i1和i2之间的相位差，4 . 精度高。 缺点：外部磁场影响大，承受不了大的过载。 3、用途

8、测量交直流电压、电流及功率。 4.3电流的测量、电流校正的内阻小。 测量直流电流的通常的磁电式电流校正可以在测量机构上并联连接分路电阻RA，以扩大电流校正的范围。 电流校正与电路串联，式中： R0测量机构的电阻RA分流器的电阻、测量直流电流的常用磁电式电流校正、测量交流电流的常用电磁式电流校正。 从中可以得到。 可以看出，分流电阻的扩大范围越大，分流电阻必须越小。 例：有磁电式电流校正，如果没有分流器，表头的全电流为5mA，表头电阻为20。 现在，我想把那个量程(全尺度值)设定为1A，分流器的阻力是多少？ 4.4电压的测定，表的内阻高。 测量直流电压通常使用磁电式电压校正，而扩大电压校正的范围

9、，可以在测量机构上串联连接倍压电阻RV。 电压校正与被测电路的两端并联，式中：测量R0测量机构的电阻RV倍电压器的电阻，测量直流电压的通常是磁电式电压校正，测量交流电流的是常用电磁式电压校正。 从中可以得到。 可以看出，应该扩大的量越大，串联电阻就越大。 例如，在：处有电压校正，其量为50V，内阻为2000。 现在，我要把那个量程扩大到300V，需要多少电阻串联的倍压器？ 4.5.1磁电式万用表用于测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等，1 .直流电流的测量，RA1 RA5为分流器电阻，改变切换开关的位置，改变分流器的电阻，改变电流量。量程越大，分流器的阻力越小。 4.5万用表、直流调节电位

10、器、4.5万用表、4.5.1磁电式万用表用于测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等，2 .直流电压的测量，RV1 RV3构成倍压器电阻，如果改变切换开关的位置，倍压器的范围越大，倍压器就越大3 .交流电压的测定，磁电式修正器只能测定直流，测定交流需要如图中D1和D2所示的整流元件。 正好半周内，电流流入D1，一部分电流流入千分尺流出。 在、负的半周内，电流直接流过D2从“”端流出。 中的组合图层性质变更选项。 通过千分尺的是半波电流，读数必须是该电流的平均值。 中的组合图层性质变更选项。 通过千分尺的是半波电流，读数必须是该电流的平均值。 因此，加上用于变更表盘刻度的交流调节电位器(图中60

11、0 )的读取值表示已转换为正弦电压的有效值。 中的组合图层性质变更选项。 通过千分尺的是半波电流，读数必须是该电流的平均值。 因此，加上用于变更表盘刻度的交流调节电位器(图中600 )的读取值表示已转换为正弦电压的有效值。 典型的测试仪只适用于测量频率为451000Hz的电压。 4 .测量电阻、电阻时，需要连接电池，被测量电阻越小，电流越大，指针偏转的角度越大。 注意： (1)测量前请将“”“-”的两端短路，看指针是否指向零。 否则，请调节调零电位器(图中1.7k电阻)进行校正。 (2)绝对不能在带电线上测量电阻。 请把切换开关切换到高电压范围。MF-30型万用表的面板图、4.5万用表、零欧姆

12、调整、机械零调整、切换开关、14.5.2数字万用表为例，现在以DT-830型数字万用表为例对其测量范围及使用方法进行说明。 1 .测量范围，(1)直流电压分为5速： 200mV、2V、20V、200V、1000V。 交流电压分为5速： 200mV、2V、20V、200V、750V。 (3)直流电流分为5速： 200V、2 mA、20mA、200mA、10A。 (4)交流电流分为5速： 200V、2 mA、20mA、200mA、10A。 (5)电阻为6速：200、2 k、20k、200k、2M、20M、4.5.2数字万用表、DT-830型万用表的面板图，2 .面板说明使用完毕后置于“OFF”的位

13、置。 (3)切换开关：用于选择功能和范围。 根据测量的电量(电压、电流、电阻等)选择相应的功能位。根据被测量行程的大小选择适当的范围。 (4)输入插座：将黑色测试笔插入“COM”的插座。 红色测试笔有在测量电压和电阻时插入“v”插座的3种插入法。测量小于200mA的电流时插入“mA”插座测量200mA以上的电流时插入“10A”插座。 (1)显示器：显示4位数字，最上位不显示1或数字，为了修正半位，称为3位半() 最大显示为1999或-1999。 测量超过最大指示值时，显示“1”或“-1”。 4.6功率的测量，4.6.1单相交流和直流功率的测量，通常用电动式校正器测量功率，功率校正的接线图，负载

14、，固定线圈：匝数少，导线粗，与负载串联连接，作为电流线圈。 可动线圈：匝数多，导线细，与负载并联连接，成为电压线圈。 工作原理：I2比例u、I2被认为是与u相同的，所以、4.6功率的测量、4.6.2三相功率的测量是在三相三线制中，广泛使用两功率校正来测量三相功率。 两个功率计测量三相功率，工作原理：三相瞬时功率：所以p=uaiAubibuc (iaib ) IC=(uauc ) ia (ubuc ) IB=uaciaubcib，式中是uAC与ia之间的相位差。 式中是uBC和iB之间的相位差。另外，两功率校正的读取值之和为P=P1 P2=UAC IA cos UBC IB cos，在负载对称的

15、情况下，成为P1=UAC IA cos、=Ul Il cos (30 )、P2=UBC IB cos，=的两功率校正的读取值之和为p=p1p2=ulilcos (30 ) 、60时，P1和P2都必须是正值，p=p1P2，60时，P1是正值，p 2是负值，P=P1 P2，三相功率必须是两个功率校正读取值的代数和，其中任何一个功率校正读取值是无意义的。 实用上，用一个三相功率校正(二元功率校正)代替两个单相功率校正来测量功率，4.7兆米，兆米：检查电机、电气设备及线路的绝缘状况，测量高值电阻。 1、结构、兆欧表结构示意图，两个线圈固定在同一轴上，相互垂直。 一个线圈与电阻r串联连接，另一个线圈与被

16、测量电阻Rx串联连接，两者连接到直流电源。 永久磁铁、线圈、手抖直流发电机、磁场是不均匀的，2 .工作原理是线圈因线圈的电流而受到磁场的作用，产生两个方向相反的转矩，f1()和f2()分别表示两个线圈所处的磁感应强度和T1=k1 I1 f1()、T2=k2 I2 f2 、2 .工作原理，当两线圈中产生的转矩平衡时，存在T1=T2、即k1 I1 f1 ()=k2 I2 f2()，上式表示偏转角与两线圈中的电流的比有关，因此，称作电流比校正。 因此，1 .偏转角与被测电阻Rx具有一定的函数关系，所以得出了角能够反映被测电阻的大小的结论。 2 .因为修正器的偏转角与电源电压u无关，所以手摇发电机的转速不影响读取值。 4.8电桥测量电阻、电容和电感，4.8.1直流电桥，2 .工作原理，1 .电路，最常用的单臂直流电桥(惠斯登电桥)测量约0.1M的电阻。 如果电流表g中没有电流流动，电桥就会平衡。 另外，假设R1