电气工程概论辅导资料十五.docx

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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。电气工程概论辅导资料十五主题:第五章电气测量技术(第1节)学习时间:1月7日－1月13日内容:我们这周主要学习电路参数的简单测量,频率与相位的测量,电压的测量,磁测量。第五章电气测量技术在测量过程中往往会发生误差,这种误差是难以避免的,因此根据测量精度,有精密测量和工程测量两类电气测量。对误差要求不是很严格,因此本章内容属于工程测量范畴。另外,由于电子技术在当前电气工程中得到普及与应用。因此对一些传统的测量方法不再赘述。第一节电路参数的测量电路参数是指电阻、电容和电感三种基本参数,也是描述网络和系统的

2、重要参数。为了实现对其的精确测量,当前普遍采用数字化测量,对于电路参数的数字化测量是经过把被测参数转化成直流电压或频率后进行测量的。1.电阻的测量电阻的测量是指将电阻值转换成直流电压后进行测量。当前主要采用恒流源的方法进行测量,即将恒定的电流Is经过被测电阻Rx,测得Rx上的两端压降Ux,则Rx=Ux/Is。根据其产生恒流源的资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。方法的不同又分为电位降法、比例运算器法和积分运算器法。1)比例运算器法比例运算放大器的原理如图所示。图中UN为基准源,RN为标准电阻,RX为被测电阻,根据电路可知:I1UNU1,

3、I2U1UORNRXIOU1,UOAdU1,IOI1I2Ri因此2)积分运算器法积分运算器法的原理如上图所示。该方法采用积分法,因此适用于高阻的测量,测量范围为109—1014,测量精度可达0.1％。3)用集成芯片7106组成的多量程电阻测量电路资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。图中示出了使用7106芯片组成的多量程电阻测量电路。其中,电阻R的作用是限制串联电阻上流过的电流,以避免在7106芯片输入端上超过200mv。2.电容的测量传统的电容测量方法有谐振法和电桥法两种。随着数字化测量技术的发展,在测量速度和精度上有很大的改进,电容的

4、数字化测量常采用恒流法。用恒流法测量电容的原理图用恒流法测量电容的原理图和波形图如上图所示,当开关S打向复位端时,计数器和电容同时清零,然后再将开关打向测量端,这时恒流源I对电容C进行充电,经过时间T后,充电电荷Q=I?T,此时电容两端电压U=Q/C,显然只要I和T已知,测出电压U,便可资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。按C=I?T/U计算出电容值,恒流源向C充电,同时时标脉冲Cp经与门进入计数器。当Uc值大于UR时,比较器输出零电平,计数,这时显示的数据就是与电容值成正比的测量结果。即停止3.电感的测量使用交流电桥法虽然能较准确的

5、测量电感,但交流电桥的平衡过程复杂,而且经过测量Q值确定电感的方法,误差较大。采用时间常数的数字化测量方法测量电感较简单实用。一般电感含有线圈电阻R和寄生电容Co,一般Co很小,在工频情况下能够忽略。因此实际电感能够视为一纯电感L和电阻R的串联,其时间常数τ=L/R。时间常数法测量电感的基本原理图(a)原理图(b)电流变化曲线图在t=0时合上开关,电感中的电流i将按指数曲线上升,其最大值为I。从图中可看出,在开始阶段变化的曲线和t=0时刻的切线基本重合。I’与i交点的横坐标为△T,从图中可知TII资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。只要

6、先测出电感线圈的直流电阻,并已知U便可计算出I,则由测定的△T即可求得τ,从而计算出L=τR。4．频率的测量在电子测量技术中,频率是一个最基本的参数,而且频率测量的精度已经达到了10-13数量级,是当前物理量中能测量的最精确的参数之一。因此,在检测技术中常常将一些非电量或其它电参量先转换成频率,然后加以测量,以提高测量精度。当前测量频率的方法有电桥法、谐振法、差频法、电子计数法等,本节主要介绍计数法的测量原理。计数法测量频率就是按此定义设计的方案,其测量原理图和波形图如图下所示。计数法测量频率原理图资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。计

7、数法测量频率的各点波形图(1)输入通道一般由通道放大电路和整形电路组成,整形后方波信号的幅度应与主闸门的逻辑输入开门信号相匹配。(2)时间基准电路一般采用石英晶体振荡器经整形和一系列的分频电路构成时间基准。(3)控制电路用来使主闸门在所选择的基准时间内打开,使整形后的被测脉冲信号经过并送往计数器计数,而显示器的小数点受时间基准选择电路同步控制,因此即使选用不同的时间基准,显示器上仍能显示被测频率的值。(4)工作原理首先将被测频率fx其波形经整形放大后使它变为一组系列脉冲,可便于脉冲计数器计数。该计数器只在控制门开启时才能对被资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵

8、权，请联系改正或者删除。