电量和电路参数的测量教材教学课件.ppt

第三章 电量和电路参数的测量;3.1 直接测量;2、测量电压的方法误差 用电压表直接测量某负载上的电压的接线方法如下图所示，图中电源电压为U，负载电阻R与R0（电源的等效内阻）串联。; 二、功率的直读测量 直流电路：P=UI 可分别测出U和I，然后算出P，这种间接测量法方法误差大。 交流电路：负载吸收的有功功率为：P=UIcosφ 一般用功率表直接测量法。 1、三相电路有功功率的测量;ZA;;2、对称三相无功功率测量 1）一功率表法;三、测量用互感器 1、互感器结构与原理 互感器的作用：在交流测量中用来扩大仪表的量程。 原理：变压器原理。把高电压变成低电压，大电流变成小电流。 特点：可用普通低、中量程的仪表进行测量，测量仪表可以标准化；受频率的影响小；损耗小；实现与高压、大电流回路的隔离，安全可靠。 ; 3）互感器的准确度等级 用互感器所容许的比差表示。 规定的工作条件是指： ①电压互感器一次工作电压U1相对于一次额定电压U1H的百分率。 ②互感器二次侧所接负载（即测量仪表）的容量相对于互感器二次额定容量的百分率。 ③负载的功率因素COSφ2，应在铭牌上规定的范围内。 ④工作频率应在铭牌上规定的范围内。;四、直流电路参数的直读测量 1、用欧姆表、兆欧表测直流电阻 测量范围：欧姆表：1Ω～0.1M 兆欧表：0.1M以上 存在问题：测量误差大，测量时须断电，且向 被测对象输出一定的电流和电压， 不能测非线性电阻。;2、用伏安法间接测量电阻;特点： 这种方法可以消除方法误差，其测量的准确度取决于电源电压的稳定度、电阻箱及电流表的准确度。;五、交流电路参数的直读测量 1、交流阻抗的测量 1）三表法;3.2 电桥;(1)能把反映被测信号变化的电阻、电容、电感等电抗参数的变化，进一步变换成电压或电流的变化，从而便于信号的放大和处理。 (2)电桥电路的四个桥臂Zl、Z2、Z3、Z4中，并不是每一个桥臂都是工作桥臂 (即传感器的敏感元件)。若只有Zl是工作桥臂，则采用图3-2所示的分压式电抗一电压转换电路也能把电抗参数Z1转换成电压或电流输出。 ;一.电桥的分类 1.按电桥???工作状态分类 按电桥的工作状态来分，电桥可分为平衡电桥和不平衡电桥两类。下面以电阻电桥为例，来介绍这两类电桥。 1)不平衡电桥(偏位法测量电桥)如图3-3(a)所示。 2)平衡电桥(零位法测量电桥)如图3-3(b)所示。;平衡电桥主要用于静态测量或在反馈系统中起比较器作用。在自动检测中则大量采用不平衡电桥，由它将R、C、L一类电路参数的变化变换成电桥的不平衡输出(电压或电流)。由于它无反馈和恢复平衡的调节环节和过程，因此结构简单，对被测量的变化反应较快，特别适用于对被测量的连续测量，但准确度方面常不如平衡电桥。 2.按组成桥臂的参数分类 按组成桥臂的参数分类，电桥可分为电阻电桥和阻抗电桥。电阻电桥的四个桥臂均为电阻。阻抗电桥的工作臂为阻抗元件电容或电感;其他桥臂可以是阻抗元件，也可以是电阻。 3.按供桥电源的类型分类 按供桥电源的类型分类，电桥可分为直流电桥和交流电桥，或分为恒压源电桥和恒流源电桥。;直流电桥稳定性高，电桥的平衡调节简单，但作不平衡电桥工作时输出直流信号易受干扰，后接直流放大器放大时也易产生零漂。交流电桥平衡调节困难，易受分布参数影响，但作不平衡电桥工作时，输出为交流信号，其后接交流放大电路相对容易一些。近年来，随着低漂移直流放大器件的应用和智能检测技术的发展，直流电桥日益普遍。 恒压源电桥的供桥电源为恒压源，这种电桥实现简单。恒流源电桥以恒流源作供桥电源，这种电桥输出电压受环境影响小，且线性度好，在半导体传感器的测量电桥中常被采用。 4.按电桥的工作桥臂个数分类 按电桥的工作桥臂个数来分，电桥可分为单臂、双臂 (同向或差动变化)和差动全桥。单臂电桥的工作臂只有一个。双臂电桥的工作臂为两个，两臂为同向变化时，应分别置于电桥的相对桥臂;两臂为差动变化时，应置于电桥的相邻桥臂。差动全桥的四个桥臂均为工作臂，必须保证电桥的相邻桥臂向相反方向变化。;二.直流电桥 1.恒压源直流电桥 (1)直流电桥的初始平衡调节 常用的调节方法如图3-4所示。使用时选择哪一种方式，取决于所需调节的范围。若测量桥臂为电位计式或热敏电阻传感器，ΔR/R的变动范围大，希望平衡电阻可调范围大，一般选用串联平衡，如图3-4(a)、(b)所示。而测量桥臂为电阻应变片时，ΔR/R变动范围小，可用并联平衡，如图3-4(c)、(d)所示。;(2)电桥的不平衡输出 图3－5所示的电桥为一典型的恒压源不平衡直流电桥。图中RL为负载电阻。将图3－5所示