比较式电测仪表ppt课件.ppt

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1、第2章比较式电测仪表2．1直流电位差计2．2直流电桥2．3交流电桥比较式电测仪表定义：将被测对象与标准量进行比较，从而确定被测对象的大小。标准量：标准电压，标准电阻，标准电容，标准电感2.1直流电位差计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。全补偿法是将被测量(仅限于电压)与已知的标准量相比较，当调节到检测仪表为零时，即两个量相等，达到全补偿状态。差值补偿法是利用标准量将被测量的绝大部分补偿掉，对剩下的被测量与标准量之间的微小差别，或用检流仪表读出，或用其他方法平衡。被测对象的大小=标准量+读出的微小差值2.1.1直流电位差计的补偿原理2.1.2直

2、流电位差计的分类和主要技术指标2.1.3直流电位差计的应用2.1.1直流电位差计的补偿原理按获得可变标准电压的方法不同，直流电位差计分定阻变流式和定流变阻式两种。定阻变流式电位差计原理电路I0为回路电流又称校准电流，可见调节I0就可实现对US的调节。R1，R2，…，Rn分别都远大于R，由切换开关S1，S2，…，Sn执行切换，流过它们的电流I1≈E/R1，I2≈E/R2,…,In≈E/Rn当切换开关处在S2位置时，若检流计指零，则E为标准电池，R为标准电阻，Ux为被测电压，P为检流计，标准电压US为R两端的电压，即:问题：I0由直读式仪表读出，需提高其准确度定阻变流定流变阻式电位差计原理电路或

3、步骤一：校准步骤二：测量校准回路测量回路由于I0已校准固定，R’的大小反映了被测电压的大小，于是，R’可直接按照Ux的单位来刻度来表示R‘的数值；由于EN为标准电池，只要R,R’足够准确，电位差计就能获得比较准的测量结果；此方法，保证电位差计正确工作的条件之一是开关拨向位置2时，工作电流I0不能改变，即改变R’值回路总电阻不能改变(实际中可以做到)。2.1.2分类和主要技术指标（了解）直流电位差计按被测电压端口输出电阻的高低可分高阻电位差计（输出电阻大于10k/V）和低阻电位差计（输出电阻小于100/V）：高阻电位差计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

4、作电源供电；低阻电位差计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。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（mA）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～110.555mV5.8～6.4100.02直流电位差计的准确度有0.0005，0.001，0.002，0.005，0.01，0.02

5、，0.05和0.1八个级别。直流电位差计各准确度级别的基本误差可按下式计算△为电位差计允许绝对误差，a为电位差计的准确度等级；△U为电位差计读数盘最小步进电压值；b为附加误差系数，Ux为电位差计示值。2.1.3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。应用：测高电压措施：降压/分压应用：测电流（措施：标准电阻取样）用电位差计测电流被测电流为:功率为:电阻的测量:RN为已知的标准电阻2.2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

6、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，其准确度一般不难做到0.1、0.2级。直流电桥分两种，即单臂电桥和双臂电桥。单臂电桥又称惠斯登（Wheatstone）电桥，用于测量阻值为10～109的电阻（保证高精度测量时，范围为1～104）；双臂电桥又称凯尔文（Kelvin）电桥，主要用于测量10～10-6的电阻。2.2.1直流单臂电桥2.2.2直流单臂电桥的误差公式2.2.3直流双臂电桥直流单臂电桥原理电路电桥平衡时，有：即未知电阻的阻值:（2.2.1）法则：电桥对臂之积相等从式2.2.1可见，电桥平衡时，被测电阻的数值与电源无关，因此，平衡电桥对电源的稳定

7、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，测量的准确度主要由比例臂和比较臂电阻的准确度决定。2.2.2直流单臂电桥的误差公式按使用条件不同，直流单臂电桥分实验室型和便携型两种。直流单臂电桥的误差公式为：△为测量电桥允许的绝对误差，a为电桥的精确度等级，b为附加误差系数，△R为比例臂最小步进电阻值，K为比例系数。(教材)2.2.3直流双臂电桥（自学）直流双臂电桥的原理电路2.3交流电桥2