第二章 电流与电压的测量

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1、第二章电流与电压的测量第一节电流与电压的测量方法第二节磁电系仪表第三节磁电系检流计＊第四节电磁系仪表第五节电动系仪表第六节测量用互感器第七节万用电表第八节直流电位差计第九节电流表与电压表的使用与选择ElectricalMeasure本章要点本章主要介绍磁电系、电磁系和电动系三种仪表，以及用它测量电压、电流的方法。这三种仪表不仅可以用来测量电压、电流。而且在配置某些变换电路之后，还可以用于测量其他电磁量或作为指示器件。是从事电气技术的人员应具备有关仪表知识的最基本内容。电压表和电流表的附属装置，包括分流器、附加电阻和互感器的结构原理及其计算方法。也是测量电压和电流必须掌握的技

2、术。本章还介绍万用表、检流计和电位差计。万用表是现场工作最常用的工具之一，检流计和电位差计则是校准和精密测量中常用的仪器。其内容可根据教学时数和专业需要选择讲授或布置学生自学。第一节电流与电压的测量方法一、直接测量：测量电流、电压一般都用直接测量，即用直读式模拟或数字的电流、电压表。测电流时与被测电路串联，测电压时与被测电路并联，如图所示。但应注意：①测量仪表内阻对测量结果的影响②连接在电路中的位置电流表线圈应接在低电位端电压表接地标志应接在低电位端二、间接测量：在特殊情况下，可以用间接法测量。例如在已焊好元件的印制板上，通过测量某电阻两端电压求得电流，或测量通过电阻的电流

3、，求出电阻两端的压降。如右图：测量某晶体管的集电极电流或发射极电流在不断开电路的状态下测量电流二、间接测量：测量内阻较大的电源的空载电压先测出电压U′；再按b)图串接一电位器R，调节R的数值，使电压表读数U”刚好为U′的一半。可得到U”a)图b)图UχU′RiVRVRRVUχ=U′上式消除了内阻Ri对测量结果的影响。UχVRVRiR第二节磁电系仪表一、磁电系仪表结构二、磁电系仪表工作原理可动线圈通电后，由于线圈在磁场中受到电磁力矩的作用使指针产生偏转，当可动线圈稳定后，可认为驱动力矩等于反作用力矩，并推出仪表偏转角与电流关系为：若与被测电压并联，仪表的内阻为R，则仪表偏转角

4、与电压关系为D—游丝反作用力矩系数SI—电流灵敏度SU—电压灵敏度三、技术性能1.灵敏度高、准确度高、表耗功率低由于永久磁铁与铁心间的气隙小，气隙间的磁感应强度比较强，所以磁电系仪表有比较高的灵敏度。且磁感应强度较强时，驱动力矩大，可采用反作用力矩系数比较大的游丝。有较大的定位力矩，使摩擦力矩的影响减小。内部磁场强度大，外磁场影响相对弱，可获得较高的准确度。且表耗功率低，对被测电路的影响小。所以磁电系仪表是一种应用广泛具有高灵敏度、高准确度、低表耗功率的仪表。2.具有均匀等分的刻度磁电系仪表的指针偏转角与可动线圈的电流成正比，标尺的刻度均匀等分，易于标尺的制作。3.只能用于

5、直流电路若在交流范围使用，必须配整流器。四、电流表分流器磁电系仪表可以通过分流器扩大其量程，也可以并联若干个电阻，通过更换输入接头，可组成多量程的电流表。多量程分流器电路分流器电路分流器电路加温度补偿电阻分流器电阻的计算按分流器的电路结构，被测电流只有一部分通过电流表线圈，其余则通过分流器，可以证明通过电流表线圈的电流与被测电流的关系为如用n表示比值I/IC，它的数值代表电流表并联分流器之后的量程扩大倍数。将上式移项，可推出按量程扩大倍数n求得分流器电阻阻值的关系式。即五、电压表的附加电阻扩大电压表量程可以串联附加电阻，设直接测量的量程为UC，测量机构内阻为RC，串联附加电

6、阻Rad后，可将电压量程扩大为U，则U与UC的关系可由下式求得用m表示比值U/UC，其值代表串联附加电阻后电压表量程扩大的倍数，可按m值求得串联的附加电阻值第四节电磁系仪表一、电磁系仪表的结构电磁系仪表结构有吸引型和推斥型两种形式吸引型推斥型二、电磁系仪表的工作原理驱动力矩：吸引型的驱动力矩是利用线圈通电后，对可动铁心产生吸引力，使指针偏转。推斥型则靠线圈同时对固定、可动铁心进行磁化，由于磁化的极性相同，产生互斥而形成驱动力矩。反作用力矩：采用游丝，设其反作用力矩系数为D。当驱动力矩与反作用力矩相等时，指针停止转动，可推出，不同电流产生的驱动力矩与仪表偏转角关系为阻尼力矩：

7、一般采用磁感应阻尼。三、电磁系仪表技术性能1.使用范围：电磁系仪表既可用于测直流，也可用于测交流。2.刻度特性：由于指针偏转角与被测电流的平方成正比，所以标尺呈平方律特性，前密后疏。作为电压表用，刻度也不均匀。3.防干扰性能：线圈磁场的工作气隙大，磁场相对较弱，因此受外磁场的影响比较明显。为防止外磁场干扰，可采取如下措施：（1）磁屏蔽（2）无定位结构电磁系仪表的可动铁心在直流磁化下，会产生磁滞误差，同一被测量会有升降变差。三、电磁系电流表改变电流量程，可改变线圈的安匝数。改变电流量程三、电磁系电压表改变电压量程，可