电磁测量课件_第五章.ppt

1、第五章 直流电阻的测量,第一节 中值电阻的测量 第二节 低值电阻的测量 第三节 高值电阻的测量 第四节 网络中电阻的测量 第五节 变压器绕组直流电阻的测量,第一节 中值电阻的测量,一、欧姆表（电阻表 ）,1欧姆表的工作原理 如图电路，流过表头的 电流为,其中,是欧姆表的内阻。,几种特殊情况： 当 时，选择合适的 ，使流过表头的电流 ，指针达到满偏，此处电阻刻度为 ，电流刻度 为 ； 当 时，流过表头的电流，由于指针没 有偏转，此处电阻刻度为 ，电流刻度为 ； 当 时，由于电流刻度均匀，所以指针偏转满 刻度的二分之一，此处电阻刻度为 ，电流刻度为 。 是欧姆表的内阻，它表示指针在半偏处的电阻示值

2、，因此， 称为欧姆表的中心值。,2欧姆零调整器 3多量程欧姆表,多量程欧姆表的电路,4欧姆表的准确度等级 非线性标度尺电阻表的基本误差用测量值的百分数表 示，即 5使用欧姆表应注意的事项 （1）每次测量之前都必须调整欧姆零，换档也必须调零； （2）注意被测对象； （3）测量高值电阻时，手不得同时接触表笔的金属部分； （4）测量网络中的电阻时，要断开电阻一端，如果不允 许断开电阻一端，应采用其他方法进行测量； （5）应尽量使指针偏转在标尺的20%80%范围内，以提 高测量的准确度。,二、直流单电桥,1平衡条件,2灵敏度,电桥的灵敏度是指某一臂电阻有单位相对变化时，指零 仪的电流、电压或功率也有相

3、应的变化，这两个变化的比值称 为电桥的灵敏度。,电压灵敏度假设 变化为 ，则,将电桥中的指零仪和电源的位置互换，使之变为另一个电 桥，这两个电桥称为共轭电桥。可以证明，这两个电桥的平衡 条件相同，但它们的灵敏度却不同。 指零仪一端接在两个较大电阻之间，另一端接在两个较小 电阻之间，此时电桥的灵敏度高。,3单电桥的使用及注意事项,（1）电桥放平，打开检流计锁扣，校正检流计零点； （2）将被测电阻接在接线端钮上； （3）选择合适的比例臂倍率，调节平衡； （4）电桥达到平衡后，即可读数。被测电阻=比例臂倍率 比较臂阻值。 （5） 在被测电阻未接入时，禁止按下B和G； （6） 注意被测对象； （7）

4、测较小的电阻时，应尽量降低电源电压，并且只允 许在短时间内接通电源，以免导致桥臂过流； （8） 电桥用毕，用锁扣将检流计的可动部分锁定，以防 震动损坏检流计。,4单电桥测量低值电阻存在的问题,用单电桥测量低值 电阻时，由于接触电阻 和引线电阻的影响，将 给测量结果带来较大误 差。图中的r1 和r2 是接 触电阻和引线电阻的总 和，当 时， 测量结果已没有意义。,三、间接测量 1伏安法 设电压表的内阻为 RV ，电流表的内阻为 RA ,则当 时采用电压表后接；当 时采用 电压表前接。,2定流法 电路如图，先将开关打开，调节Rs使通过电流表的电流 在半偏以上，读出Rs的示值Rs1；保持电源电压不变

5、，然后 将开关闭合，调节Rs使通过 电流表的电流恢复原来的读 数，读出Rs的示值Rs2 ，则 被测电阻为,RS,Rx,U,+ -,S,A,定流法测量电阻的电路,I,这种方法适应于被测电阻较小的情况。,3电压比较法 将已知标准电阻和被测电阻串联，采用恒压源供电， 用一只电压表分别测量两端的电压和两端的电压，如图所 示，根据,电压比较法测量电阻的电路,可以计算出被测电阻。,这种测量方法的优点是：只要电源电压恒定，就能测得 准确，也就是说，电压表的内阻不影响测量结果的准确度。,4电流比较法,将已知标准电阻和被测电阻并联，采用恒流源供电，用 一只电流表分别测量通过标准电阻的电流和通过被测电阻的 电流，

6、根据,也可以计算出被测电阻的值。,5半偏电流法,电路如图，首先调节Rs0，从电流表读出短路电流，然 后调节Rs使电流减小到短路电流的一半，则Rs的值就等于被测电阻的值。,6半偏电压法（参照半偏电流法） 7替代法（参照磁电系表头内阻的测量） 8电位差计法 将电流变换成电源，再用电位差计进行测量。 9电阻电压变换法 电路如图，根据 得,第二节 低值电阻的测量,一、双电桥 电路如图,1平衡条件,采用联动开关使 ， ，并使 r 尽量小，保证 上式第二项等于0，得,2双电桥对接触电阻和引线电阻的处理措施,（1）排除 把接触电阻和引线电阻安排在测量电路以外，使它们 对测量结果没有影响。 （2）覆没 用大电

7、阻和小电阻（接触电阻和引线电阻）串联，使 小电阻可以忽略不计。 （3）按比例分配 按比例分配的原理是根据初等函数中的连比关系 把接触电阻和引线电阻按一定的比例分配到其他电阻上， 使之在比例中不起使用。,3三次平衡双电桥,4使用双电桥应注意的事项 双电桥的使用与单电桥的使用基本相同，使用时除前面 讲到的单电桥的使用及注意事项外，还应该注意以下几点： （1）必须正确连接被测电阻的电流端钮和电位端钮，如果 被测电阻没有专门的电位端钮（如测量一段导线的电阻），应 将被测电阻接成四端的形式，并保证两个电位端钮总在两个电 流端钮的内侧； （2）每次调节电桥时，电源接通的时间要尽量短，避免桥 臂过流； （3

8、）如果外接检流计，检流计的灵敏度不宜过高，否则电 桥难以调至平衡。,二、微欧表,构成：恒流源、 放大器 和磁电系表头。 放大器输入为,放大器输出为,则磁电系表头指针的偏转角可以反映被测电阻的大小。,1伏安法 用伏安法也可以测量 低值电阻，但被测电阻必 须采用四端接线方式，以 消除接触电阻和引线电阻 的影响。由于被测电阻两 端的电压较低，电压表一 般采用毫伏表，测量电路 如图所示。,三、间接测量,2电阻电压变换法 电路如图，可得,返回,采用高内阻电压表 或电位差计测量两端的 电压，再根据,确定IN 的值，即可计算出被测电阻的阻值。,3电位差计法,参照电压比较法,4脉冲电流法,给电阻通入幅值较高、

9、持续时间很短的脉冲电流，可以 在电阻两端获得幅值较高的脉冲电压，即满足了获得较高电 压的条件，又不至于损坏被测电阻。但测量电阻两端的电压 时，不能采用普通的电压表，应采用能够测量峰值的电压表 或采用其他方法进行测量。最后根据欧姆定律计算出被测电 阻。,第三节 高值电阻的测量,一、兆欧表 1磁电系流比计 固定部分包括：永久磁铁、 极掌和铁心，极掌与铁心之间 的气隙不均匀，而且，铁心有 开口，目的是使气隙中的磁场 不均匀。 可动部分包括两个线圈、转轴和指针。两个线圈的相对 位置固定，且绕向相反，一个用来产生转动力矩，另如一个 用来产生反作用力矩，如图所示。,由于气隙中的磁场不均匀，线圈所处的位置不

10、同，通过两线圈的磁感应强度都是指针偏转角的函数，即,两个线圈分别产生的力矩为,当两个力矩相等时，指针有一个固定的偏转角，有,得,2工作原理 兆欧表由磁电系流比计、手摇发电机和附加电阻构成，如图所示。,可见，指针的偏转角是被测电阻的函数，因此，可以反映被测电阻的大小。,有,兆欧表的结构示意图,3使用兆欧表应注意的事项,（1）调整； （2）选择电压等级； （3）正确接线； （4）对手摇发电机转速的要求； （5）兆欧表在不使用时，指针不一定停在零点，可能在 标尺的任意位置； （6）注意人身和仪表安全。,二、间接测量,1伏安法 为消除漏电流对测量结果的影响，需要加装保护环和保护 线，使电阻表面漏电流I

11、S 不通过微安表，而直接回到电源，电 路如图。,2冲击法 首先将开关S合向 “1”， 此时，电源经对已知标准电 容充电，经过时间 t 秒，电 容上的电压和电量分别为,返回,然后将开关S合向“2”，用冲击检流计测出该电量，可得,3定流法,如图电路，先将开关S合向“1”，调节R使通过检流计的电 流有一个固定值，读出 的示值 ；保持电源电压不变，然 后将开关S合向“2”，调节R 使通过检流计的电流恢复原来的读 数，读出 的值 ，则 被测电阻为,式中的 是检流计的内阻。,第四节 网络中电阻的测量,一、局部断流法,局部断流法的电路图,当 I2 小到可以忽略时，可以认为,当 I2 补可以忽略时，不能采用该

12、方法。,二、电桥平衡法,当I2不能忽略时，在上图A、C之间的短路线中串入一个 可调电阻，就变成一个单电桥的电路，如图所示。通过调节 Rs，使通过R2的电流等于零， 则电桥达到平衡，此时有,式中的RA是电流表的内阻。,三、电阻电压变换法,原始电路如上图所 示，将A、B、C、D 用 短路线联接在一起，将 被测电阻联接的电阻进 行等效，如下图所示。 其中,返回,等效输入,等效输入电路,等效反馈电路,等效反馈,第五节 变压器绕组直流电阻的测量,变压器直流电阻的测量是变压器出厂及预防性试验的重 要测量项目之一，目的是检测出以下问题： (1) 绕组焊接质量； (2) 分接开关位置接触是否良好； (3) 绕组或出线有无断线； (4) 并联支路的正确性。,由于电路的时间常数较大，需要较长时间才能达到稳态， 为实现快速测量，必