[工学]第十二章 电气测量技术.ppt

电动式仪表常用于精确测量电压、电流、功率还可以测量功率因数、频率、电容、电感和相位差。 二. 直流电桥 在工程和科研实践中，直流电阻是一个重要的电参量，当测量误差要求小于 1 %时，采用直流平衡电桥比较合适。直流电桥按结构可分为单电桥和双电桥。 2．交流高频电流、电压的测量 对于交流高频电压和电流的精密测量要使用电动系仪表，当电动系仪表的固定线圈和可动线圈串联，就可以做为低量程电流表。对于大量程的电流表，由于可动线圈不允许通过大电流，故可动线圈与固定线圈为并联结构。 虚拟仪器概念最早是由美国国家仪器公司（National Instrument，简称NI公司）在1986年提出的，NI公司推出了图形化的虚拟仪器编程环境LabVIEW，标志着虚拟仪器软件设计平台基本成型。虚拟仪器是计算机技术与测量技术结合的另一种方式。是通过软件将通用计算机和必要的数据采集硬件结合起来，在计算机平台上创建的一台仪器。用户可以用计算机自选设计仪器的功能，自行定义一个仿真的仪器操作面板，然后通过鼠标或键盘操作这块虚拟面板上的旋钮和按键，实现各项测量任务。 例12-6 有一只磁电系表头，满偏电流为500μA，内阻为500Ω，现在要把它制成限量为1A的电流表，问应选阻值为多少的分流电阻？ 解：分流系数为 可以得出分流电阻为 扩大电压表量程可以串联附加电阻，如图所示。串联附加电阻后，可将电压量程扩大为U，由下式求得 用m 表示比值 ，代表串联附加电阻后电压表量程扩大的倍数，可求得串联的附加电阻值 U 负载 + – Rc Rad + – Uc Ic 二、交流电流、电压的测量 1．交流低频电流、电压的测量 测量低频的交流电流与电压常用电磁系仪表，电磁系表 头能通过较大的电流，所以电磁系电流表扩大量程不采用分 流器，只要改变线圈匝数就能改变量程。对于多量程的电流 表，通常将固定线圈分成几段，通过改变其串并联结构，做 成不同的量程。 电磁系交流电流表、电压表还可采用电流互感器、电压互感器扩大量程测量大电流和高电压。 （a）串联基本量程 （b）并联基本量程 电动系仪表的固定线圈和可动线圈与附加电阻串联起来应构成了电压表。改变附加电阻的大小就可以扩大量程。 电流与电压的精密测量还可以采用比较法，直流可以用直流电位差计，其准确度约为 0.005%～0.1%。而交流一般先将交流电流或电压转换为直流量，然后再用直流电位差计测量。 第七章 功率和电能的测量 一、功率的测量 功率测量方法通常有直接和间接法二种。 直接法指直接用电动系功率表、数字功率表或三相功率表 直接测量。 间接法则指通过测量电压、 电流、电压及功率因素间接求得 功率。 （一）电动系功率表 测量功率时，电动系仪表的固定线圈与负载串联，反 映负载电流 ，仪表的可动线圈与负载并联，反映负载电 压 。 已知电动系测量机构的偏转角与被测量的关系为 即偏转角与被测的功率成正比。 如果 、 为交流，则同样可推出可动线圈的偏转角 正比于负载功率。 二、电能测量方法 测量电能的方法通常有直接法和间接法两种。直接法指的 是直接用电能表测量电能，直流可使用电动系电能表，交流用 感应系或电子电能表。而间接法很少用，只有在功率稳定不变 的情况下用功率表和记时时钟进行测量，再通过计算间接得到 电能的大小。 感应系电能表按结构不同有切线型和射线型两种。 第八章 电阻、电容与电感的测量 一、交流电桥的工作原理 U ~ 交流电桥平衡时有 要满足交流阻抗电桥的平 衡，四个桥臂的阻抗大小和性 质要按一定条件配置，否则不 可能达到平衡。 常用的电桥有维恩电桥、 西林电桥、串联欧文电桥和马克斯威尔电桥。 Z4 Z3 Z1 Z2 Ig Zx 二、电容的测量 测量电容的电路如图所示，电桥平衡的条件为 R0 R4 Rx R2 C0 Cx 三、电感的测量 测量电感的电桥又称为海氏电桥。电桥平衡的条件为 R5 R4 Rx R2 C4 Lx 即 第九节 频率和周期的测量 频率是交流电的基本参量之一。交流电路中的阻抗，交流 电机的同步转速等参量都与频率有关，电力系统将频率作为电 能质量的一个重要指标。我国电力系统的额定频率为50Hz，通 常称之为工频。工频测量可采用电动系频率计 、变换式频率计 、振簧式频率计等模拟指示仪表