电工仪表与测量基本知识

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电气仪表及测量,课程介绍,电气测量技术、电工测量、电磁测量、电工仪表及测量、电工仪表,电工测量技术是研究各种电磁量（电量,+,磁量）的测量方法，相应仪表的原理、结构、使用操作技术以及测量误差与数据处理的技术。,课程电工仪表技术,+,测量技术。,研究对象：,应用领域,电工测量技术对从事电气技术工作的人员来说是十分必要的；不论是电气设备的安装、调试、实验、运行、维修；还是对电气产品进行检验、测试、鉴定都会涉及电磁测量方面的技术问题。,应用于工农业生产、生活、国防、科研等各领域。如，变电所、配电室、发电厂、电力监控网、火箭发射中心、家用电能计量表等。,学习,电工仪表与测量,这门课的目的：,掌握电气测量的基本原理和方法，认识新型电气测量仪器的基本原理和应用技术。,1.,能够根据被测对象的特点制定合理的测量方案,2,.,能够准确选择和使用测量仪器,3.,严格正确地处理测量数据，获取最佳的测量结果,要求：,了解基本概念、掌握基本原理、熟悉基本方法,考核方式：,B,类考核,1.,总课时：,54,课时，其中理论,34,学时，实践,21,学时；,2.,最终成绩由,3,次过程性考核和平时成绩组成，平时成绩分为考勤、作业和平时表现是三部分构成；,3.,理论授课地点：,412,，实践授课地点：专业实训室,4.,三次迟到视为一次旷课，三次以上旷课考勤成绩为零，病事假需班主任签字同意，如遇紧急情况，后续补假条亦可。,部分电工仪表图片,部分电工仪表图片,电气测量仪器的发展的阶段,20,世纪,50,年代以前，机械式的模拟指示仪器（如指针式万用表、晶体管电压表等）；,20,世纪,50,年代左右，电子式的模拟指示仪器（如数字式电压表、数字频率计等）；,20,世纪,70,年代初，智能仪器；,20,世纪,80,年代以后，虚拟仪器（检测技术与计算机技术有机结合）；,发展趋势,数字化,网络化,智能化,小型化,目 录,第,1,章 电工仪表与测量的基本知识,第,2,章 测量用互感器,第,3,章 磁电系仪表,第,4,章 电磁系仪表,第,5,章 电动系仪表,第,6,章 电能表,第,7,章 电工型万用表与钳形电流表,第,8,章 绝缘电阻表与接地电阻测量仪,第,12,章 数字式仪表,第一章 电工仪表与测量的基本知识,前言、测量的基础知识,课题一、电工测量的基本知识,课题二、电工仪表的分类及表面标志,前言,-,测量总论,1,、,测量的意义,日常生活中处处离不开测量,科学的进步和发展离不开测量，,离开测量就不会有真正的科学。,一、测量的基本概念,没有望远镜就没有天文学，没有显微镜就没有细胞学，没有指南针就没有航海事业,生产发展离不开测量,农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。现代化的工业生产中，处处离不开测量。例如，一个大型钢铁厂需要约,2,万个测量点。,在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量,例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中受气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。,1.,狭义测量的定义,测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。,在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。,二、测量的定义,测量结果测量数值,.,测量单位，,即：,测量的内涵,测量对象,：被测客体中的相应的量值信息；,测量目的,：从被测对象取得一个定量的认识；,测量过程,:,通过实验去认识对象的过程,测量方法,：比较；,A.,直接比较,B.,间接比较；,C.,需要测量仪器；,测量标准,：同类已知单位。,测量结果,：最终能表示给测量主体（人）,被测物体的重量等于标准砝码的重量,被测物体的重量从度盘上读数，因为，弹簧秤度盘上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。,2.,广义测量的定义,广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。,例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。,而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。,广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息的感知和信息识别两个环节。,1.,测量的基本要素,三、测量的基本要素,被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境,2.,测量过程,基本要素之间的互动关系,论证阶段,测量的主体（测量人员）根据测试任务的要求、被测对象的特点、属性，及现有仪器设备状况，拟定合理的测试方案。,设计阶段,* 选择测试仪器，组建测试系统。,* 制定出测试策略（测量算法）和操作步骤（测试程序）,实施阶段,* 对仪器和系统实施测试操作（发控制命令），按照逻辑和时序完成测量过程，取得测量数据,;,*,分析测量误差并显示测量出结果。,3.,被测对象,信息,广义的测量是信息的获取，信息反映了事物的运动的状态及其变化方式。信息又可分为自然信息和社会信息两大类。,4.,测量仪器系统,量具和仪器,测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等,5.,测量的主体,测量人员,手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成,自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。,6.,测试技术,测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技术。,根据定义而令系数为,1,的量称为单位。,单位是表征测量结果的重要组成部分，又是对两个同类量值进行比较的基础。,四、单位和单位制,国际单位制,（,SI,）,International System of Units,1980,年由国际计量大会（,CGPM,）采纳和推荐的一种一贯单位制。,注：,SI,是国际单位制的国际通用符号。,目前，国际单位制下,7,个基本单位：,长 度 米,M,质 量 千克（公斤）,Kg,时 间 秒,S,电 流 安,培, A,热力学温度 开,尔文,K,物质的量 摩,尔,Mol,发光强度 坎,德拉,cd,SI,基本单位的定义,米：,光在真空中（,1/299792458s,）时间间隔内所经过路径的长度。,第,17,届国际计量大会（,1983,）,千克：,国际千克原器的质量。,第,1,届国际计量大会（,1889,）和第,3,届国际计量大会（,1901,）,秒：,铯,-133,原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的,9192631770,个周期的持续时间。,第,13,届国际计量大会（,1967,），决议,1,安培：,在真空中，截面积可忽略的两根相距,1 m,的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为,210-7 N,，则每根导线中的电流为,1 A,。,国际计量委员会（,1946,）决议,2,。第,9,届国际计量大会（,1948,）批准,SI,基本单位的定义,开尔文：,水三相点热力学温度的。,第,13,届国际计量大会（,1967,），决议,4,摩尔：,是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元（原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合）数与,0.012 kg,碳,-12,的原子数目相等。,第,14,届国际计量大会（,1971,），决议,3,坎德拉：,是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为,5401012 Hz,的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为（,1/683,）,W/sr,。,第,16,届国际计量大会（,1979,），决议,3,国际单位制（,SI,）的导出单位,国际单位制中具有专门名称的导出单位量,平面角 弧度,rad,立体角 球面度,sr,频率 赫兹,Hz,力（重力、压力） 牛顿,N,压强（应力） 帕斯卡,Pa,能量（功、热） 焦耳,J,功率（辐射通量） 瓦特,W,国际单位制（,SI,）的导出单位,电荷量 库仑,0,C,电位（电压、电动势） 伏特,V,电容 法拉,F,电阻 欧姆,电导 西门子,S,磁通量 韦伯,Wb,磁通量密度磁感应强度 特斯拉,TH,电感 亨利,H,国际单位制（,SI,）的导出单位,摄氏温度 摄氏度,0,C,光通量 流明,lm,光照度 勒克斯,lx,放射性活度 贝可勒尔,Bq,吸收剂量 戈瑞,Gy,剂量当量,希沃特,Sv,国际单位制（,SI,）的导出单位,摄氏温度 摄氏度,0,C,光通量 流明,lm,光照度 勒克斯,lx,放射性活度 贝可勒尔,Bq,吸收剂量 戈瑞,Gy,剂量当量,希沃特,Sv,第一节 电工测量的基本知识,一、电工测量的意义,1,、电能的生产、传输、分配和使用的各个环节只有通过各种仪表的测量才能准确反映电气量的大小和变化情况，保证电力系统的正常运行；,2,、在电气设备的安装、调试、运行和检修中，还是对电子产品进行检验、分析及检定时，都需要进行电工测量技术。,3,、电工测量具有准确、灵敏、迅速和易操作等特点，且可将电工仪表与其他装置一起进行非电量（温度、压力等）测量。,二、测量方法,(,即数据读取方法,),分类,测量方法,直读法,比较法,利用仪表直接读取测量数据。,零值法,较差法,替代法,将已知量与被测量先后置于同一测量装置中，若两次测量装置都处于相同状态，可认为被测量等于已知量，再从已知量读出被测量值。,从比较仪求得差值，根据度量器数值和比较差值，求得被测量的数值。,比较仪表指零时，从度量器读出被测量的数值,将被测量与度量器放在比较仪器上进行比较，从而求得被测量的数值。,三、测量方式分类,测量方式,直接测量,间接测量,组合测量,指被测量与中间量的函数式中还有其他未知数，须通过改变测量条件，得出不同条件下的关系方程组，然后解联立方程组求出被测量的数值。,指要利用某种中间量与被测量之间的函数关系，先测出中间量，再算出被测量。例如用伏安法测电阻,。,指仪表读出值就是被测的电磁量，例如用电流表测量电流，用电压表测量电压。,第二节 电工仪表的分类,模拟指示仪表是将被测电磁量转换为可动部分的角位移，然后根据可动部分指针在标尺上的位置直接读出被测量的数值。,一、模拟指示仪表,二、数字仪表,数字仪表是将被测电磁量转换为电压，再转换为数字量，并以数字方式直接显示。,（,1,）根据测量机构的工作原理分类 可以把仪表分为电磁系、磁电系、电动系、感应系、静电系和整流系等。,磁电式,C,、 整流式,L,、 热偶式,E,、电磁式,T,、 电动式、铁磁电动式,D,、感应式,G,、静电式,Q,（,2,）根据测量对象分类 可以分为电流表（包括安培表、毫安表、微安表）、电压表（包括伏特表、毫伏表、微伏表、千伏表）、功率表（又叫瓦特表）、电度表、欧姆表、相位表等。,（,3,）根据仪表工作电流的性质分类 可以分为直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。,模拟指示仪表的分类,（,4,）按仪表的使用方式分类 可以分为安装式仪表（或称板式仪表）和可携式仪表等。,（,5,）按仪表使用条件分类 分为,A,、,A1,、,B,、,B1,和,C,五组。（,A,组： 工作环境为,0,+40,， 相对湿度在,85%,以下。,B,组： 工作环境为,-20,+50,， 相对湿度在,85%,以下。,C,组： 工作环境为,-40,+60,， 相对湿度在,98%,以下）有关各组仪表使用条件的规定可查阅国家标准,GB/T 776-1976,电气测量指示仪表通用技术条件,。,（,6,）按仪表的准确度等级分类 分为、和共,7,个准确度等级。,除以上分类以外，还可以按外壳的防护性能及耐受机械力作用的性能分类，读者可查阅,GB/T 776-1976,中的有关规定。,指使用电桥、补偿等方法，将标准度量器与被测量置于比较仪器中进行比较，从而求得被测量。这类仪器除需要仪表本体外（如电桥、电位差计等）还需要检流设备、度量器等参与。,三、比较仪器,电工仪表标志的识别,不同的电工仪表具有不同的技术特性，为了便于选择和正确使用仪表，通常还用各种不同的图形符号来表示这些技术特性，并标注在仪表面板的显著位置上，这些图形符号叫做仪表的标志。,2.,仪表工作原理的图形符号,3,准确度等级的符号,4,端钮及调零器的符号,6,电流种类的符号,5,工作位置的符号,7,绝缘强度的符号,电工仪表的型号,1,安装式仪表的型号组成,用途代号,派生号,系列代号,形状第一位代号,形状第二位代号,改进代号,形状第一位代号：按仪表面板形状最大尺寸编制,形状第二位代号：按仪表外壳形状尺寸编制,系列代号：按仪表的工作原理编制,C:,表示磁电系,T:,表示电磁系,D:,表示电动系,G:,表示感应系,L:,表示整流式,Q:,表示静电系,用途号：按被测量编制,如：,V:,电压表,A:,电流表,W:,功率表,举例：,42C3-A,设计序号为,3,的磁电系电流表 ，形状代号,42,可在产品目录查得其外形尺寸和安装开孔尺寸。,安装式仪表型号的编制规则,4,2,C,10,A,形状第二位代号,形,状,第,一,位,代,号,系列代号,设计序号,用途号,表示一块设计序号为,10,的安装式磁电系电流表,便携式仪表的型号组成,举例：,T62-V,设计序号为,62,的电磁系电压表,另有：系列代号前加一个汉语拼音字母 表示类别,如：,Q,表示电桥,P,表示数字式,Z,表示电阻,D,表示电能表,设计序号,系列代号,便携式仪表型号的编制规则,系列代号,设计序号,用途号,表示一块设计序号为,19,的便携式电磁系电流表,T,19,A,注意：便携式仪表和安装式仪表的区别在于其系列代号前面是否有数字！,电能表型号的编制规则,系列代号,设计序号,表示一块设计序号为,282,的单相电能表,DD,282,系列代号中,DD,单相电能表,DS,三相电能表,DX,无功电能表,识别电流表的表盘上的符号,上面仪表面板上的型号符号及图形符号的含义是什么？,思考与练习,电工仪表按结构和用途的不同，分为哪几类？各自的特点是什么？,电工指示仪表按工作原理分为哪几类？画出各自的标志图形符号。,解释下列电工仪表型号的含义：,45T1,cos,j,T62,V DS36,DT12 D3,Hz DD862,