3.仪表测量解析

,下一页,总目录,章目录,返回,上一页,第,13,章 电工测量,13.4,电压的测量,13.1,电工测量仪表的分类,13.2,电工测量仪表的型式,13.3,电流的测量,13.6,功率的测量,13.7,兆欧表,13.5,万用表,13.8,用电桥测量电阻、电容与电感,13.9,非电量的电测法,本章要求：,1.了解常用电工测量仪表的构造和工作原理。,2.把握常用电工测量仪表的使用方法。,3.了解电桥测量电阻、电容和电感的方法。,4.了解常用非电量的电测法。,第,13,章 电工测量,电路中的各个物理量如电压、电流、功率、电能及电路参数等的大小，除用分析与计算的方法外，常用电工测量仪表去测量。,电工测量技术的应用主要有以下优点：,第,13,章 电工测量,1.电工测量仪表的构造简洁，使用便利，并有足够的准确度。,2.电工测量仪表可以灵敏地安装在需要进展测量的地方，并可实现自动记录。,3.,电工测量仪表可实现远距离的测量问题。,4.能利用电工测量的方法对非电量进展测量。,13.1,电工测量仪表的分类,1.依据被测量的种类分类,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.依据工作原理分类,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.依据电流的种类分类见上表,4.依据准确度分类,最大根本误差,仪表的最大量程满标值,目前我国直读式电工测量仪表依据准确度分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七级。,准确度是电工测量仪表的主要特性之一。,准确度较高0.1，0.2，0.5的仪表常用来进展周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。仪表的准确度是依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，,正常状况下,可认为最大根本误差是不变的,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。,则可能产生的最大根本误差为,电工测量仪表上的几种符号,符 号,意 义,3,或,2,k,V,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,60,13.3,电流的测量,电流表的内阻要很小。,测量直流电流通常用磁电式电流表，,假设要扩大电流表的量程，可在测量机构上并联一个分流电阻 RA。,电流表应串联在电路中，,I,负载,A,I,负载,R,A,R,0,I,0,式中：,R,0,测量机构的电阻,R,A,分流器的电阻,测量直流电流通常用磁电式电流表，测量沟通电流通常用电磁式电流表。,由,可得，,分流电阻,可知，,需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。,例:有一磁电式电流表，当无分流器时，表头的满标值电流为5mA，表头电阻为20。今欲使其量程满标值为1A，问分流器的电阻应为多大？,13.4,电压的测量,表的内阻要很高。,测量直流电压通常用磁电式电压表，,假设要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联一个倍压电阻 RV。,电压表应并联在被测电路两端，,式中：,R,0,测量机构的电阻,R,V,倍压器的电阻,U,负载,V,+,U,负载,+,R,0,R,V,+,U,0,测量直流电压通常用磁电式电压表，测量沟通电流通常用电磁式电压表。,由,可得，串联电阻,可知，,需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。,例:有一电压表，其量程为50V，内阻为2023。今欲使其量程扩大到300V，问还需串联多大电阻的倍压器？,13.5.1,磁电式万用表,用来测量直流电流、直流电压、沟通电压和电阻等,1.,直流电流的测量,测量直流电流的原理电路,R,A1,R,R,A2,R,A3,R,A4,R,A5,500mA,50mA,5mA,0.5mA,50,A,A,+,-,+,-,RA1 RA5是分流器电阻，转变转换开关的位置，就转变了分流器的电阻，从而转变了电流的量程。量程愈大，分流器电阻愈小。,13.5,万用表,直流调整电位器,13.5,万用表,磁电式万用表,用来测量直流电流、直流电压、沟通电压和电阻等,2.,直流电压的测量,RV1 RV3构成倍压器电阻，转变转换开关的位置，就转变了倍压器的电阻，从而转变了电压的量程。量程愈大，倍压器电阻愈大。,测量直流电压的原理电路,R,A,R,R,V2,R,V1,R,V3,25V,5V,1V,A,+,-,+,-,3.沟通电压的测量,磁电式仪表只能测量直流，假设要测量沟通，需加整流元件，如图中D1和D2。,测量交流电压的原理电路,R,100V,A,+,-,+,-,10V,D,1,D,2,R,V1,R,V2,600,正半周时，电流流经D1和局部电流流经微安表流出。,负半周时，,电流直接流经,D,2,从“,+”,端流出。,可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。,可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。为此，加一沟通调整电位器图中600，用来转变表盘刻度；指示读数被折换为正弦电压有效值。,可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。为此，加一沟通调整电位器图中600，用来转变表盘刻度；指示读数被折换为正弦电压有效值。一般万用表只适合测量频率为451000Hz的电压。,4.,电阻的测量,测量电阻时，需接入电池，被测电阻愈小，电流愈大，则指针偏转的角度愈大。,测量电阻的原理电路,R,A,+,-,-,+,1.7k,-,+,1.5V,10,100,（调零）,留意：,(1)测量前应先将“+”、“-”两端短接，看指针是否指在零，否则应调整调零电位器图中 1.7k电阻进展校正。,(2)确定不能在带电线路上测量电阻。用毕应将转换开关转到高电压档。,MF,-30,型万用表的面板图,13.5,万用表,零欧姆调整,机械零位调整,200,100,50,40,30,20,10,5,0,100,200,300,400,500,2,4,6,8,10,10,15,22,A-V-,0,10V,-dB,-10,V.mA,10V,+dB,+,500,10,100,500,25,5,1,10k,1k,100,10,1,50,5,50,500,500,100,V,A,mA,V,转换开关,数字式万用表,今以,DT-830,型数字万用表为例来说明它的测量范围和使用方法。,1.,测量范围,1直流电压分为五档:,200mV,2V,20V,200V,1000V。,2沟通电压分为五档:,200mV,2V,20V,200V,750V。,3直流电流分为五档:,200V,2 mA,20mA,200mA,10A。,4沟通电流分为五档:,200V,2 mA,20mA,200mA,10A。,5电阻分为六档:,200,2k ,20k,200k,2M,20M,数字式万用表,DT-830,型万用表的面板图,POWER,OFF,ON,B,E,C,hFE,晶体管,插孔,显示器,电源开关,转换开关,输入,插座,hFE,D,C,A,V,A,C,A,C,A,D,C,V,10A,mA,COM,V,2.,面板说明,(2),电源开关：,使用时将开关置于“,ON”,位置；使用完毕置于“,OFF”,位置。,(3)转换开关：用以选择功能和量程。依据被测的电量(电压、电流、电阻等)选择相应的功能位；按被测量程的大小性选择适宜的量程。,(4),输入插座：,将黑色测试笔插入“,COM”,的插座。红色测试笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入“,V,”,插座；测量小于,200mA,的电流时插入“,mA”,插座；测量大于,200mA,的电流时插入“,10A”,插座。,(1),显示器：,显示四位数字，最高位只能显示,1,或不显 示数字，算半位，故称三位半（）。最大指示为,1999,或,-1999,。当被测量超过最大指示值时，显示“,1”,或“,-1”,。,13.7,兆欧表,兆欧表：用于检查电机、电器及线路的绝缘状况和测量高值电阻。,1.构造,兆欧表构造示意图,两个线圈固定在同一轴上且相互垂直。一个线圈与电阻,R,串联，另一个线圈与被测电阻,R,x,串联，两者并联接于直流电源。,1000,500,200,100,30,10,0,F,2,N,S,U,I,2,R,x,R,I,1,+,-,M,F,2,I,F,1,F,1,永久磁铁,线圈,手摇直流发电机,磁场是不均匀的,2.,工作原理,在测量时，通过线圈的电流,线圈电阻,线圈受到磁场的作用，产生两个方向相反的转矩，,f,1,(,),和,f,2,(,),分别为两个线圈所在处的磁感应强度与偏转角,之间的函数关系。,1000,500,200,100,30,10,0,F,2,N,S,U,I,2,R,x,R,I,1,+,-,M,F,2,I,F,1,F,1,T,1,=,k,1,I,1,f,1,(,),T,2,=,k,2,I,2,f,2,(,),仪表的可动局部在转矩的作用下发生偏转，直到两个线圈产生的转矩平衡。,2.,工作原理,当两个线圈产生的转矩平衡时，有,T,1,=,T,2,即,k,1,I,1,f,1,(,)=,k,2,I,2,f,2,(,),上式说明，偏转角 与两线圈中电流之比有关，,故称为流比计。,因,所以,结论：1.偏转角与被测电阻Rx有确定的函数关系，所以角可以反映出被测电阻的大小。,2.,仪表的,偏转角,与电源电压,U,无关，所以手摇发电机转动的快慢不影响读数。,