实用电工测量

,电路与电工技术,节目录,章目录,电路与电工技术,主编 曾令琴,第,10,章 实用电工测量,10.1,电工测量的基本知识,10.2,电工技术中的测量,学习目的与要求,了解电工仪表及测量在电工专业工作中的重要作用，了解仪表的结构与工作原理，熟悉仪表的主要技术特性，掌握仪表的正确使用方法，合理选择仪表量程，能够进行误差分析及消除测量误差。,10.1,电工测量的基本知识,1.,电工仪表的分类,次 序,被测量的种类,仪表名称,符 号,电流表,毫安表,电压表,千伏表,功率表,千瓦表,电度表,相位表,频率表,欧姆表,兆欧表,1,电 流,2,电 压,3,电功率,4,电 能,5,相位差,6,频 率,7,电 阻,A,m,A,V,kV,W,kW,f,M,kWh,2,、按照工作原理和电流各类分类,型 式,符 号,被测量的种类,磁电式,整流式,电磁式,电动式,电流的种类与频率,电流、电压、,电阻,电流、电压,电流、电压,电流、电压、电功率、功率因数、电能量,直 流,工频和较高频率的交流,直流和工频交流,直流及工频与较高频率的交流,3,、按照电表的准确度分类,最大基本误差,仪表的最大量程（满标值）,目前我国直读式电工测量仪表按照准确度分为,0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0,七级。,准确度较高（,0.1,，,0.2,，,0.5,）的仪表常用来进行精密测量或校正其他仪表。,相对额定误差,准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。,例：一准确度为,2.5,级的电压表，其最大量程为,50V,，,正常情况下,可认为最大基本误差是不变的,所以被测量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大。,如用上述电压表来测量实际值为,10V,的电压时，相对误差为,测量实际值为,40V,的电压时，相对误差为,在选用仪表,的量程时，一,般应使被测量,的值超过仪表,满标值的一半,以上。,则可能产生的最大基本误差为,电工测量仪表上的几种符号,符 号,意 义,3,或,2 kV,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,60,2,、常用直读式电工仪表,(1).,磁电式仪表,螺旋弹簧,I,I,N,S,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。,工作原理,1),转动转矩,T,的产生,2),阻转矩,T,C,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,T,C,。,线圈通入电流,I,电磁力,F,线圈受到的转矩,T,=,k,1,I,F,S,N,F,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,T,C,与指针的偏转角,成正比，即,T,C,=,k,2,当弹簧的阻转矩,T,与线圈受到的转矩,T,C,达到平衡时，可动部分停止转动，此时有,T,=,T,C,当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即,T,C,=,T,时，可转动部分便停止转动，,T,=,k,1,I,，,T,C,=,k,2,。,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。,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。,（,2,）电磁式仪表,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,3,1,2,4,5,0,推斥式电磁式仪表,固定铁片,可动铁片,工作原理,仪表的转动转矩,T,=,k I,弹簧的阻转矩,T,C,=,k,2,弹簧的阻转矩,T,C,与指针的偏转角,成正比，即,当,T,=,T,C,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,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。,电磁式仪表的用途,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。,（,3,）电动式仪表,电动式仪表有两个线圈：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,F,F,可动线圈,固定线圈,固定线圈中的电流,I,1,(,i,1,),磁场,可动线圈中的电流,I,2,(,i,2,),与磁场相互作用电磁力,F,线圈受到转矩,T,线圈和指针转动，,仪表的转动转矩,通入直流时，,T=k,1,I,1,I,2,通入交流时，,T=k,1,I,1,I,2,cos,i,1,和,i,2,的有效值,i,1,和,i,2,之间,的相位差,工作原理,弹簧的阻转矩,T,C,=,k,2,弹簧的阻转矩,T,C,与指针的偏转角,成正比，即,当,T,=,T,C,时，可动部分停止转动，,即指针的偏转角,结论,:,指针偏转的角度与两个电流,(,对交流为有效值,),的,乘积成正比。,仪表的转动转矩,通入直流时，,T=k,1,I,1,I,2,通入交流时，,T=k,1,I,1,I,2,cos,= kI,1,I,2,（直流）,= kI,1,I,2,cos,（交流）,i,1,和,i,2,之间,的相位差,优点：,可用于交直流；准确度较高。,缺点：,受外界磁场影响大；不能承受较大过载。,用途：,测量交直流电压、电流及功率。,本章学习结束。,Goodbye!,