第12章 电工测量

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1、第12章电工测量12.1电工仪表的分类12.2常用电工仪表的工作原理12.3电工测量技术12.4万用表12.5电桥12.6兆欧表思考题与习题12.1电工仪表的分类12.1.1按准确度分类根据国家标准GB776—76，电工测量仪表可以分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0七个精度等级，这些数字是指仪表的最大引用误差值，如表12-1所示。其中，0.1、0.2和0.5级的较高准确度仪表常用来进行精密测量或作为校正表；1.5级的仪表一般用于实验室；2.5和5.0级的仪表一般用于工程测量。表12-1电工仪表的准确度和最大引用误差准确度等级最大引用误差符号0.1±0.1％0.10.2

2、±0.2％0.20.5±0.5％0.51.0±1.0％1.01.5±1.5％l.52.5±2.5％2.55.0±5.0％5.0不管仪表的质量如何，仪表的指示值与实际值之间总有一定的差值，称为误差。显然，仪表的准确度与其误差有关。误差有两种：一种是基本误差，它是由仪表本身的因素引起的，比如由弹簧永久变形或刻度不准确等造成的固有误差；另一种是附加误差，它是由外加因素引起的，比如测量方法不正确，读数不准确，电磁干扰等。仪表的附加误差是可以减小的，使用者应尽量让仪表在正常情况下进行测量，这样可以近似认为只存在基本误差。仪表的准确度是根据仪表的最大引用误差来分级的。最大引用误差是指仪表在正常工作条件下

3、测量时可能产生的最大基本误差ΔA与仪表的满量程Am之比，习惯上用百分数表示，即（12-1）由上式可以求得仪表的最大基本误差，如一准确度为1.0,量程为10A的仪表，可能产生的最大基本误差为ΔA=γAm=±1.0%×10=±0.1A在正常工作条件下，仪表的最大基本误差（最大绝对误差）是不变的。要衡量测量值的准确度，必须使用相对误差。相对误差是指最大基本误差ΔA与被测量真值A0之比的百分数，即(12-2)相对误差越小，测量的准确度越高。比如用上述电流表分别来测量8A和2A的电流，则相对误差分别为±1.25%和±5%。因此，在选用仪表的量程时，应该使被测量的值尽量接近满标值。通常当被测量的值接近满刻

4、度的2/3时，测量结果较为准确。［例12-1］某待测电压为8V，现用0.5级量程为0～30V和1.0级量程为0～10V的两个电压表来测量，问用哪个电压表测量更准确？［解］用0.5级量程为0～30V的电压表来测量，可能产生的最大基本误差为ΔA1=γAm=±0.5%×30=±0.15V最大可能出现的相对误差为用1.0级量程为0～10V的电压表来测量，可能产生的最大基本误差为ΔA2=γAm=±1.0%×10=±0.1V最大可能出现的相对误差为相对误差越小，测量越准确，显然用1.0级量程为0～10V的电压表来测量更为准确。例12-1说明，为了获得较为准确的测量结果，除了选用准确度等级较高的仪表外，还要

5、注意选择合适的量程。12.1.2按被测量的种类分类按照被测量的种类可以将电工仪表分为电流表、电压表、欧姆表、功率表、频率表、电度表、功率因数表等，如表12-2所示。表12-2电工仪表按被测量的种类分类12.1.3按被测电流种类分类按被测电流种类可以将电工仪表分为直流仪表、交流仪表和交直流仪表三种，如表12-3所示。表12-3电工仪表按被测电流种类分类被测电流仪表名称符号直流直流表__交流交流表~交流、直流交、直流两用表~12.1.4按工作原理分类电工仪表按工作原理不同可分为磁电式仪表、电磁式仪表、电动式仪表、整流式仪表等，如表12-4所示。表12-4电工仪表按工作原理分类在仪表的表面上通常都标

6、有仪表类型、准确度等级、所通电流种类、仪表的绝缘耐压强度和放置位置等，如表12-5所示。表12-5某一电工仪表上的符号12.2常用电工仪表的工作原理12.2.1电工仪表的结构电工仪表通常由测量机构和测量电路两部分组成，测量机构又分为固定部分和可动部分。固定部分由磁铁、线圈、轴承和表盘等组成，可动部分包含可动线圈、转轴、指针、旋转弹簧（游丝）、阻尼器等（如图12-1所示）。图12-1可动部分示意图测量机构的主要作用是当被测量接入测量机构时，产生转动力矩，使得仪表指针转动，转动力矩的大小是被测量和偏转角的函数，同时弹簧产生一个反作用力矩，该力矩的大小是偏转角的函数。当测量被测量时，若测量机构产生的

7、转动力矩与反作用力矩相等，则指针就停在某一位置上，指示出被测值。测量电路的作用是将被测量转换成测量机构可以接受的、与被测量成正比的电磁量。为了缩短测量时间，电工仪表中均设有阻尼装置。当转动力矩与反作用力矩平衡时，往往由于可动部分的惯性作用，指针在偏转角附近摇摆不定，从而延长了测量时间，这时阻尼装置产生一个与速度成正比、与运动方向相反的力矩，称为阻尼力矩，使得可动部分很快稳定。阻尼力矩既可以由电磁力