电工技术 教学课件 作者 刘永波 第10章.ppt

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1、第10章电工测量电流、电压、功率的测量方法电流表、电压表、功率表、万用表、兆欧表的使用方法磁电式、电磁式及电动式仪表的结构和工作原理学习要点第10章电工测量10.1电工仪表的的分类和测量误差10.2常用指示仪表的基本结构和工作原理10.3电流、电压和功率的测量10.4万用表10.5兆欧表10.1指示仪表的分类和测量误差10.1.1指示仪表的分类和符号电工仪表的种类繁多，有各种指示仪表、比较式仪表、数字式仪表等。直读式指示仪表的分类如下：（1）按被测量的种类分类。电工测量仪表可分为电流表、电压表、功率表、电阻表以及电

2、能表等。如表10-1。（2）按工作原理分类。电工测量仪表可分为磁电式、电磁式、电动式、感应式、整流式、热电式等。如表10-2。（3）按所测电路的种类分类。电工测量仪表分为直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。（4）按准确度等级分类。指示仪表分为0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.5级和5.0级等七个等级。表10-1电工测量仪表按被测量的种类分类表10-2电工测量仪表按工作原理分类使用电工测量仪表进行测量时，其结果X和被测量的真实值X0之间总是存在一定的误差，二者之差ΔX=X-X0称为绝对误差，比值Δ

3、X/X0称为相对误差。测量误差是由仪表本身存在的基本误差和附加误差所造成的。为了减小附加误差，应采取必要措施，使仪表在正常情况下进行测量，此时可认为测量误差仅由基本误差造成。指示仪表的准确度是指仪表在正常条件下进行测量可能产生的最大绝对误差ΔX与所选仪表的量程Xm的百分比，即10.1.2测量误差和量程选择仪表的准确度等级，就是根据这个比值来划分的。根据仪表的准确度可以确定测量的误差。10.2常用指示仪表的基本结构和工作原理1.磁电式仪表测量直流电流和电压常采用磁电式仪表，其结构原理如右图所示。仪表的固定部分主要由永

4、久磁铁、极掌及圆柱形铁心组成；仪表的可动部分由可偏转的活动线圈、转轴及固定在轴上的指针构成；另外还有两个螺旋弹簧（也称游丝），弹簧的一端固定不动，而另一端则与转轴作机械上的联接，借助弹簧将被测电流引入偏转线圈。磁电式仪表的指针偏转角度与线圈中的电流成正比，因此，其表盘刻度是均匀的。指针的偏转方向由活动线圈中电流的方向决定，因此仪表接入测量电路时，要注意极性，否则指针反打会损坏仪表。通常磁电式仪表的接线柱旁标有符号“+”或“-”，以防接错。磁电式仪表由于采用了磁性很强的永久磁铁和灵巧的活动线圈，故准确度高，耗能小，且

5、不易受外界磁场的影响。此外，刻度均匀也是它的优点。但由于电流通过导线很细的活动线圈，故载流量小，结构也较复杂，成本较高。2.电磁式仪表电磁式仪表一般有吸引型和排斥型两种结构，最常用的是排斥型，其结构原理如下图所示，由固定部分和可动部分两部分组成。其中，固定部分由固定线圈和线圈内侧的固定铁片组成；可动部分由固定在转轴上的可动铁片、螺旋弹簧（游丝）、指针和阻尼片、平衡锤组成。电磁式仪表的表盘刻度是不均匀的。排斥型电磁式仪表的指针偏转方向不随电流方向改变而改变，因此，可应用于交流电路的测量。3.电动式仪表电动式仪表的结构

6、原理如下图所示，仪表内部有两个线圈，一个是固定线圈，一个是可动线圈。其中可动线圈放在固定线圈里面，当两个线圈通入电流后产生相互作用，使可动线圈受到电磁力矩的作用而偏转，其偏转角度的大小与两个线圈中电流的乘积成正比。当线圈中通过的电流为交流电流时，偏转角还与两个电流的相位差有关。利用这一特性，电动式仪表不仅被制成电压表、电流表，还常制成测量功率的功率表。10.3电流、电压和功率的测量10.3.1电流的测量1.直流电流的测量直流电流的测量一般使用磁电式电流表（直流电流表）。若被测电流不超过测量机构的容许值，可将表头直接

7、与负载串联，如右图所示。测量电流时应把电流表串联在被测电路中，为了使电流表的串入不影响电路原有的工作状态，电流表的内阻远小于电路的负载电阻。因此，如果不慎将电流表并联在电路的两端，则电流表将被烧毁。若被测电流超过测量机构的容许值，就需要在表头并联一个称为分流器的低值电阻RA，如下图所示。图中R0为表头的内阻，当被测电流为I时，流过表头的电流为由此可得分流器的电阻为故需要扩大的量程越大，则分流电阻越小。2.交流电流的测量一般使用电磁式仪表，将其串联接入所测电路中，即可直接读取所测电流。由于电磁式交流电流表的表头本身所

8、允许通过的电流有限，所以也存在扩大量程的问题。除了使用分流器方式扩大交流电流表的量程外，对于较大交流电流的测量要采用电流互感器。使用电流互感器扩大交流电流表量程的接线如下图所示。通过交流电流表的读数I2和电流互感器的电流比ki，可以间接的测知被测电路的电流I1，相互关系为10.3.2电压的测量测量电路中某两点之间的电压时，把电压表并联在这两点之间，如右图所示