电工学第七章电工测量课件

,第七章 电工测量,7-1,概述,7-2,电流和电压的测量,7-3,功率测量,7-4,电度表及电能测量,本章小结,7-5,万用表,第七章 电工测量 7-1 概述 7-2 电流和电压的测量7-,一、常用电工测量仪表的分类,二、电工仪表的准确度等级,7-1,概述,第七章 电工测量,一、常用电工测量仪表的分类二、电工仪表的准确度等级 7-1,一、常用电工测量仪表的分类,1.,根据被测量的性质分类,符号,被测量,仪表名称,电流,电流表,电压表,电压,电功率,电能,毫安表,千伏表,功率表,千瓦表,电度表,A,kW,V,W,mA,kW,h,kV,微安表,A,测量单位,安培,毫安,微安,伏特,千伏,瓦,千瓦,千瓦时,一、常用电工测量仪表的分类1.根据被测量的性质分类符号被测,2.,根据测量仪表的结构形式分类,磁电式、电磁式、电动式、感应式等,3.,根据测量仪表的电流种类分类,直流仪表：,交流仪表：,交直流仪表：,测直流量。,测交流量。,测交、直流量均可。,（用 或,DC,表示）,（用,或,AC,表示）,（用,表示）,4.,根据测量仪表的准确度分类,5.,常用电工仪表的标记,符号,（表,7-1,）,2.根据测量仪表的结构形式分类磁电式、电磁式、电动式、感应,二、电工仪表的准确度等级,0.1,级,0.2,级,0.5,级,1.0,级,1.5,级,2.5,级和,5.0级,七级。,0.1,级,0.2,级作标准仪表，用来校准其他仪表。,0.5,级,1.0,级,1.5,级,2.5,级，实验室常用。,准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的准确度与其误差有关。一种是基本误差，另一种是附加误差。,基本误差：,仪表固有的原因产生的误差。,附加误差：,由外界各种因素引起的误差。,二、电工仪表的准确度等级0.1级,0.2级,0.5级,仪表的准确度是根据仪表的,相对额定误差,来分级的。,相对额定误差,是指仪表在正常工作条件下进行测量可能产生的最大基本误差与仪表的最大量程（满标值）之比，用百分数表示，则为,例如有一准确度为,1.5,级的电流表，其最大量程为,10A,，则可能产生的最大基本误差为,用它测量实际为,4A,的电流时，则相对测量误差为,仪表的准确度是根据仪表的相对额定误差来分级,若改用准确度为,1.5,级，其最大量程为,5A,的电流表，则可能产生的最大基本误差为,则相对测量误差为,因此，在选用仪表 的量程时，应使被测量的值接近满标值。一般应使被测量值超过仪表的满标值的三分之二以上。,若改用准确度为1.5级，其最大量程为5A的电流,一、电流的测量,二、电压的测量,7-2,电流和电压的测量,一、电流的测量二、电压的测量 7-2 电流和电压的测量,一、电流的测量,电流表应,串联,在被测电路中。,I,负载,A,1.,直流电流的测量,被测电流由电流表的“,+,”,端流入。,为了扩大它的量程，应在测量机构上并联一个称为,分流器,的低值电阻,R,A,。,即,式中,R,0,是测量机构的电阻,k,是量程扩大倍数,I,负载,R,A,+,U,A,分流器,-,I,0,R,0,一、电流的测量电流表应串联在被测电路中。I负载A1.直流电流,例,:,有一磁电式表头，表头的 满标值电流为,5mA,。表头电阻为,20,。今欲使其量程为,1A,，问分流器的电阻应为多大？,解,2.,交流电流的测量,例:有一磁电式表头，表头的 满标值电流为5mA。表头电阻为,工程中常用的钳形电流表,负,载,电源,A,测量供电线路大电流时，常用,电流互感器,扩大量程。,工程中常用的钳形电流表负电源A测量供电线路大电流时，常用电流,二、电压的测量,电流表应并,联,在被测电路中。,1.,直流电压的测量,被测电压高电位点与电压表的“,+,”,端相连。,磁电式电压表实际上是串联较大电阻的毫安表，所串电阻,R,V,称为,倍压器，,改变,R,V,的阻值就可改变电压表的量程。,负,载,V,电压表直接接入,+,U,二、电压的测量电流表应并联在被测电路中。1.直流电压的测量,例,:,有一磁电式毫安表，其满值为,I,0,=1mA,内阻为,100,。欲改装成量程为,10V,的电压表，试求倍压器,R,V,的阻值。,解,测量,10V,的电压时，流过表头的电流,I,0,=1mA,2.,交流电压的测量,电磁式电压表也可采用,倍压器扩大量程。,测量供电线路高电压时，常用,电压互感器,扩大量程。,例:有一磁电式毫安表，其满值为I0=1mA,内阻为100,一、电动式功率表及其应用,二、三相交流电路有功功率的测量,7-3,功率测量,一、电动式功率表及其应用二、三相交流电路有功功率的测量 7-,一、电动式功率表及其应用,F,F,可动线圈,固定线圈,指针,B,B,结构示意图,线圈通入交流时，电动式仪表指针偏转的角度,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。,=kI,1,I,2,cos,i,1,和,i,2,之间,的相位差,一、电动式功率表及其应用FF可动线圈固定线圈指针BB结构示意,在功率表中，并联 线圈电路串有高阻值的倍压器，可认为电流,i,2,与,u,同相。,负,载,+,_,*,*,可以写成,指针偏转角,与电路的平均功率成正比。,功率表的接线：,功率表两个线圈的始端（标以“,”,或“,*”,号）均,应联在电源的同一端。,在功率表中，并联 线圈电路串有高阻值的倍压器，,功率表的读数,每一分格所代表的瓦特数称为功率表的仪表常数。,P,=,Cn,n-,指针偏转的格数,C-,功率表仪表常数,(,瓦,/,格,),P,-,被测功率的瓦数,(,瓦,),I,N,-,所使用功率表的电流量程值,U,N,-,所使用功率表电压量程值,n,m,-,功率表标度尺满刻度的格数,如：,D26-W,电动式功率表，额定功率因数为,1,，其仪表常数为,D26-W,电动式功率表部分仪表常数见表,7-2,功率表的读数每一分格所代表的瓦特数称为功率表的仪表常数。P=,例,7-1,有一,D26-W,功率表，电流线圈量程,1,2A,电压量程为,150/,300/600V,，满刻度格数为,150,div(,格,),实验时选用,1A,300V,的量程，读数为,30,格,问被测电路的功率。,解：,功率表的仪表常数为：,P,=,C,a=2W/,格,30,格,=60W,测得负载功率为：,例7-1 有一D26-W功率表，电流线圈量程12A,电压,二、三相交流电路有功功率的测量,（三相,对称,负载）,2.,二表法,两表法测三相功率,*,*,A,W,1,B,C,三相,对称,负载,*,*,W,2,1.,一表法,Z,A,Z,Z,B,C,N,一表法测三相功率,*,W,1,*,可以证明：三相,对称,负载，,三相功率应是两个功率表读数的代数和。,二、三相交流电路有功功率的测量（三相对称负载）2.二表法两,A,B,C,N,*,W,1,*,*,W,2,*,*,W,3,*,3.,三表法,4.,三相功率表法,读数为三相总功率,*,三相功率表,*,B,C,A,I,A,I,C,A,B,C,*,*,ABCN*W1*W2*W3*3.三表法4.三相,一、电度表结构及工作原理,二、接线方式,7-4,电度表及电能测量,三、三相有功电能的测量,一、电度表结构及工作原理二、接线方式 7-4 电度表及电能,按工作原理分为,:,感应式、电动式、磁电式。,电度表的分类：,按接入电源的性质分为,:,直流、交流电度表。,按测量对象分为,:,有功电度表、无功电度表。,按测电源相数分为,:,单相电度表、三相电度表。,电度表,(,千瓦时计,),用来测量某段时间内负载消耗的电能。,按工作原理分为:感应式、电动式、磁电式。电度表的分类：按接,一、电度表结构及工作原理,主要组成部分有：,电压线圈、电流线圈、铝盘、制动磁铁、计数机构、接线端钮等组成。,单相感应式交流电度表的结构示意、外形图,一、电度表结构及工作原理主要组成部分有：电压线圈、电流线圈、,二、接线方式,跳入式接线,相线,*,*,中性线,I,+,_,U,负荷,入,出,2,1,3,4,电源,顺入式接线,负荷,相线,*,*,中性线,I,+,_,U,入,出,2,1,3,4,电源,二、接线方式跳入式接线相线*中性线I+_U负荷入出213,当负载电流较大时，电度表的电流线圈需经电流互感器接入。,当负载电流较大时，电度表的电流线圈需经电流互,三、三相有功电能的测量,DS,型三相三线有功电度表接线,接线盒,三相电度表与单相电度表相似，是把两套或三套单相电度表机构套装在同一轴上组成，只用一个“积算”机构。,负,载,*,*,*,*,A,B,C,W,h,1,4,3,2,5,8,7,6,1,、,4,、,6,为进线,3,、,5,、,8,为出线,三、三相有功电能的测量DS型三相三线有功电度表接线 接线盒,DT,型三相四线制电度表接线,负,载,*,*,*,*,A,B,C,*,*,N,kW,h,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,1,、,4,、,7,为进线,3,、,6,、,9,为出线,10,、,11,接中线,DT型三相四线制电度表接线 负*ABC*NkW,三相对称负载,可用一只单相电度表测其中一相，读数乘,3,。,当线路电流大和电压较大时，必须通过电流互感器和电压互感器接入。,三相对称负载可用一只单相电度表测其中一相，读,一、指针式万用表,二、数字式万用表,7-5,万用表,一、指针式万用表二、数字式万用表 7-5 万用表,万用表：,可测量多种电量：,交、直流电压、电流、,电阻以及二极管、晶体管参数等。,一、指针式万用表,指针式万用表主要由表头、测量线路和转换开关组成。,万用表原理示意图,利用转换开关改变万用表的测量种类和量程。,转换开关,万用表：可测量多种电量：交、直流电压、电流、一、指针式万用表,MF,-30,型万用表的面板图,零欧姆调整,机械零位调整,转换开关,MF-30型万用表的面板图零欧姆调整机械零位调整转,测量电阻应注意：,(1),严禁在带电线路上测量电阻。,(2),测量电阻前必须先调零。测量前应先将“,+”,、“,-”,两端短接，看指针是否指在零，否则应调节调零电位器,进行校正。,利用万用表测电阻的原理，可以,检测二极管的好坏和极性。表的,“,+”,端是,表内电池的负极,、“,-”,是表内电池的正极。,二、数字式万用表,优点：,读数简单准确，功能多，测量速度快，输入阻抗高，功耗低等。,测量电阻应注意：(1)严禁在带电线路上测量电阻。(2,数字万用表的核心部件是数字直流电压表和功能变换器。,数字万用表在数字直流电压表的基础上，利用交流,-,直流（,AC-DC,）转换器、电流,-,电压（,I,-,U,）转换器、电阻,-,电压（,-V,）转换器即可把被测电量转换成直流电压信号。,功能,选择,输入,量程选择,/V,变换,AC/DC,变换,I,/,U,转换,电源,逻辑电路,A/D,转换,显示器,数字万用表的基本组成框图,数字万用表的核心部件是数字直流电压表和功能变换器。数,DT-830,数字式万用表,DT-830,数字万用表示意图,电源,开关,200m,DCA,DCV,ACA,ACV,200m,200mv,200m,200,h,FE,mA,10A,V/,COM,DT-830,开关,ON,OFF,PNP,NPN,LCD,显示,输入,插孔,h,FE,插孔,量程转换开关,750,1000,20M,最大显示,1999,或,-1999,。,黑表笔始终插在,COM,孔内；红表笔则根据具体测量对象插入不同的孔内。,在使用各电阻档、二极管档、通断档时，红表笔接“,V.,”,插孔（带正电），黑表笔接“,COM,”,插孔。,DT-830 数字式万用表DT-830数字万用表示意图电源2,万用表使用方法,1,）,.,电源开关使用时置于“,ON”,。,3,）,.,表笔插入相应插孔，黑表笔插入“,COM,”；,红表笔在测量电压和电阻时，插入“,V/,”,，测量电流 时，插入“,mA,”,，被测电流大于,200mA,时，插入“,10,A,”。,2,）,.,转换开关根据被测的电量选择相应的功能位；按被测量的大小