电工技术(西电第二版)第12章 电工仪表 ppt课件.ppt

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1、第12章　电工仪表12.1　电工仪表的分类12.2　常用指示仪表的工作原理12.3　电工测量技术12.4　万用电表12.5　兆欧表12.6　电桥本章小结12.1电工仪表的分类12.1.1按被测量的种类分类电工仪表按被测量的种类分类，有电流表（又分为安培表，毫安表，微安表等）、电压表（又分为伏特表、毫伏表等）、功率表、电度表、功率因数表、欧姆表、兆欧表等。如表12-1所示。12.1.2按工作原理分类电工仪表按工作原理可分为磁电式仪表、电磁式仪表、电动式仪表和整流式仪表，如表12-2所示。12.1.3按被测电流种类分类　　电工

2、仪表按被测电流的种类分为直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表，如表12-3所示。12.1.4按准确度分类电工仪表的准确度是根据仪表的最大引用误差来分级的。所谓最大引用误差，就是指仪表在正常工作条件下进行测量可能产生的最大绝对误差ΔA（测量值与实际值之差）与仪表的最大量程Am之比，如以百分数表示，则为例如有一准确度为2.5级的电压表，其最大量程为250V，则该量程下可能产生的最大绝对误差为　　　　　　ΔA=γAm=±2.5%×250V=±6.25V如果换用100V量程，则该量程下可能产生的最大绝对误差为　　　　　ΔA=γAm′=±

3、2.5%×100V=±2.5V因此，一个精度已定的仪表，测量某一个物理量时，选择的量程越大，带来的绝对误差就越大。应用相对误差（绝对误差与实际值的百分比）可以分析用同一量程测量不同大小物理量时的精度比较问题。例如用250V量程，分别测量200V、50V两个电压：　　测量200V电压时的相对误差：测量50V电压时的相对误差：仪表标注的准确度数值越大，引用误差就越大，该仪表的精度就越低。0.1、0.2级的仪表一般用于进行精密测量或校正其他仪表，0.5级、1.0级仪表一般用于实验室，2.5级、5.0级仪表一般用于工程测量。　　在仪

4、表的表面上通常都标有仪表类型、准确度等级、电流种类以及仪表的绝缘耐压强度和放置位置符号等，几种常见符号的含义如表12-4所示。12.2常用指示仪表的工作原理12.2.1电工指示仪表的基本结构测量装置由驱动装置、反作用装置和阻尼装置三部分组成。　　(1)驱动装置。驱动装置是利用仪表中通过电流后在磁场中产生的电磁作用，使可动部分受到驱动转矩的作用而发生转动。(2)反作用装置。仪表的可动部分在驱动转矩作用下产生偏转时，应在测量机构中设计与指针偏转角成正比的起弹簧作用的反作用力矩，其方向和驱动力矩的方向相反，以平衡驱动转矩，避免指针

5、偏转时冲击过大。当驱动力矩与反作用力矩完全相等时，由于力矩平衡作用，可动部分停留在一定位置，这样，与可动部分一起偏转的指针的偏转角的大小就能反映被测电量的大小。实用的仪表反作用装置一般采用游丝。（3）阻尼装置。当仪表的可动部分达到平衡位置时，由于惯性作用，不会立即停下来，而是在平衡位置附近来回摆动振荡一段时间后才能稳定。为了能够尽快读数，减少可动部分摆动的时间，仪表中必须装有阻尼装置，用来消耗可动部分的动能，以限制可动部分的摆动。常用仪表的阻尼装置有空气阻尼器和电磁感应阻尼器两种，分别如图12-1（a）、（b）所示。图12-1仪表轴

6、上的阻尼器（a）空气阻尼器;（b）电磁感应阻尼器12.2.2磁电系仪表磁电系仪表的结构如图12-2所示，它的测量机构是由固定的磁路系统和可动的线圈部分组成。图12-2磁电系仪表仪表的固定部分是磁路系统，磁路系统包括永久磁铁、固定在磁铁两极的极掌以及处于两个极掌之间的圆柱形铁芯，圆柱形铁芯固定在仪表支架上，采用这种结构是为了减少磁阻，并使极掌和铁芯间的空气隙中产生均匀的辐射形磁场。这个磁场的特点是沿着圆柱形铁芯的表面，磁感应强度处处相等，而方向则和圆柱形表面垂直。圆柱形铁芯与极掌间留有一定的气隙，使可动线圈在气隙中转动。当线圈通有电

7、流I时，线圈的两个有效边受到大小相等、方向相反的电磁力F，其方向如图12-3所示，其电磁力矩大小为T=F·b=BIlN·b=K1I（12-1）式中B为空气隙中的磁感应强度；l为线圈在磁场内的有效长度；N为线圈的匝数；b为线圈的宽度；K1为比例常数。在这个电磁力矩的作用下，线圈和指针便转动起来，同时游丝被扭紧而产生反作用力矩，也称为阻力矩。游丝的反作用力矩与指针偏转角α成正比，即Tf=K2α（12-2）当游丝的反作用力矩与电磁力矩达到平衡时，可动部分停止转动，这时T=Tf（12-3）于是，偏转角α为（12-4）由上式可知，指针偏转的

8、角度与流经线圈的电流成正比，按此即可在标度尺上作均匀刻度。当线圈中无电流时，指针应指在零的位置。磁电系仪表只能用来测量直流，由于永久磁铁产生的磁场方向不能改变，所以只有通入直流电流才能产生稳定的偏转。如果线圈中通入的是交