比较式电测仪表课件.ppt

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1、第4章比较式电测仪表比较式电测仪表将被测对象直接与标准量作比较，从而确定被测对象的大小。使用的标准量包括标准电压(标准电池、齐纳管稳压值等)、标准电阻、标准电容、标准电感等。1比较式电测仪表又分补偿测量仪表和电桥测量仪表，补偿法测量仪表有全补偿和差值补偿两种24.1直流电位差计直流电位差计是测量直流电压的比较仪器，测量直流电压的误差可小于±0.005%。直流电位差计能提供可变、准确的标准直流电压Us，用以与被测电压Ux相比较，用磁电系检流计做检测仪表。31.直流电位差计的补偿原理按获得可变标准电压的方

2、法不同，直流电位差计分定阻变流式和定流变阻式两种。4定流变阻式电位差计52.直流电位差计的分类和主要技术指标按被测电压端口输出电阻的高低可分为高阻电位差计（输出电阻大于10k/V）用于测量大电阻上的电压及高内阻电源的电动势，其工作电流小，不需大容量工作电源供电；低阻电位差计（输出电阻小于100/V）用于测量小电阻的电压及低内阻电源的电动势，其工作电流大，应由大容量电源供电。按被测量量限可分为高电压电位差计，测量上限2V左右，输出电阻高达2×204Ω，工作电流I0为0.1mA左右；低电压电位差计，测

3、量上限20mV左右，输出电阻20Ω，工作电流I0为1mA左右。6几种国产直流电位差计的主要技术指标型号测量范围工作电压(V)工作电流(mV)准确度级别UJ1100V~1.1605V10V~0.1160V1V~0.0116V1.9~3.5320.05UJ9/110V~1.21110V1.3~2.20.10.02UJ251V~1.91111V1.95~2.20.10.01UJ260.1V~2.2111mV0.5V~110.555mV5.8~6.4100.027直流电位差计的准确度有8个级别0

4、.0005，0.001，0.002，0.005，0.01，0.02，0.05，0.1各准确度级别的基本误差计算其中：△U为电位差计数读盘最小步进电压值；b为附加误差系数83.直流电位差计的应用直流电位差计除了可以测量有限大小的电压或电动势外，还可以用来测量高电压（高电动势）、电流、直流功率和电阻。电位差计测高电压将直流高压用电阻分压器降压到量限以内，测量结果折算到高压值。9电位差计测电流、功率、电阻被测电流为:功率为:电阻的测量:104.2直流电桥电位差计和电桥都属于比较式测量仪表，电位差计用于测量有

5、源量(电压或电动势)，而直流电桥专用于测量电阻。直流电桥是测量电阻或与电阻有关参量的比较式仪表，它通过被测电阻与标准电阻的比较实现测量，其准确度可达十万分之几，通常可做到0.1、0.2级。直流电桥分两种，即单比电桥和双比电桥。单比电桥又称惠斯登(Wheatstone)电桥，用于测量阻值为10～109的电阻，在保证高精度测量时，范围为1～104；双比电桥又称凯尔文(Kelvin)电桥，主要用于测量10～10-6的电阻。11直流单比电桥原理电路电桥平衡时，有：即未知电阻的阻值:1.直流单比电桥12电

6、桥平衡时，被测电阻的数值与电源无关，因此，平衡电桥对电源的稳定性要求不高。在灵敏度足够的情况下，电源电压波动对测量结果没有影响。电桥的准确度主要由比例臂和比较臂的准确度决定。132.直流单比电桥的误差公式按使用条件不同，直流单比电桥分实验室型和便携型两种。由于接触电阻和导线电阻的影响，直流单比电桥测量阻值较低电阻时测量误差较大。直流单比电桥的误差公式为：143.直流双比电桥直流双比电桥的原理电路15直流双比电桥星形等效电路等效电阻16转换后的电桥等效电路是一个单比电桥，当电桥平衡时，根据单比电桥平衡条

7、件，有：即式中17若，则双比电桥的测量结果表达式为测量结果表达式中多了一项更正项或称误差项在结构上通常采用R1与R2、R3、R4联动的调节方法；尽量减小跨线电阻R的值。184.3交流电桥191.交流电桥的工作原理交流四臂电桥原理电路为交流阻抗，由交流电阻器、电容器、自感线圈及互感线圈组成，电源为频率范围很宽的正弦波交流电源。20由于实际使用的交流指零仪的输入阻抗都很高，可作为无穷大处理，所以，讨论交流电桥的平衡条件时，只考虑指零仪两端的电压交流电桥的平衡条件是即辐度平衡条件相角平衡条件21交流四臂电桥

8、平衡时，两相对电臂阻抗的模的乘积相等，相角之和也要相等。相角平衡条件非常重要，根据它能立即确立如何正确选择、安排四臂的元件(容性、感性)。不是任意四个阻抗构成的交流电桥均可以调节平衡，也不是任意选择两个可调参数都能把交流电桥调节平衡，这两个可调参数必须是一个能调节阻抗的实数部分，另一个能调节阻抗的虚数部分，如果安排不当，则无论如何都不能使电桥达到平衡。22若在Z4的位置上接被测阻抗，则：即上述平衡条件也可用直角坐标形式表示为23在调节交流电桥平衡以实现对