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第二章电工仪器与测量.ppt.Convertor 第二章 电工仪器与测量 第一节 电工测量的基本知识 第二节 第三节 电流和电压的测量 电阻的测量 第四节 电功率和功率因数的测量 第五节 电能的测量 第六节 万用电桥 本章要点 本章主要介绍磁电系、电磁系和电动系三种仪表，以及用它测量电压、电流的方法。这三种仪表不仅可以用来测量电压、电流。而且在配置某些变换电路之后，还可以用于测量其他电磁量或作为指示器件。是从事电气技术的人员应具备的基本知识。 电压表和电流表的附属装置，包括分流器、附加电阻和互感器的结构原理及其计算方法。也是测量电压和电流必须掌握的技术。 本章还介绍万用表、检流计和电位差计。万用表是现场工作最常用的工具之一，检流计和电位差计则是校准和精密测量中常用的仪器。其内容可根据教学时数和专业需要选择讲授或布置学生自学。 第一节 电工测量的基本知识 一、测量方法 1、直接测量： 测量电流、电压一般都用直接测量，即用直读式模拟或数字的电流、电压表。测电流时与被测电路串联，测电压时与被测电路并联，但应注意连接在电路中的位置，如图所示。 电流表线圈应接在低电位端 电压表接地标志应接在低电位端 2、间接测量： 在特殊情况下，可以用间接法测量。例如在已焊好元件的印制板上，通过测量某电阻两端电压求得电流，或测量通过电阻的电流，求出电阻两端的压降。 在不断开电路的状态下测量电流 应说明电压与电流是电气测量中最基本的测量，一般都可以采用直接测量法，只有在特殊情况下才用间接测量替代，例如在元件已焊接好的印刷板电路上测量电流，为了避免断开电路，利用测量电阻两端电压求得电流。测量某些高值电阻的端电压时，为避免电压表接入时表内阻对被测电路的影响，才会通过测量电流求得电压。 二、电工指示仪表的组成 （一）磁电系仪表 1、磁电系仪表结构 （1）磁电系仪表的驱动力矩是由可动线圈在磁场中受电磁力矩的作 用产生的。反作用力矩由指针摆动时扭转游丝产生。 阻尼力矩则是利用可动线圈的铝框架在磁场中运动时所产生的涡流产生阻力矩。 （2）近年来磁电系仪表趋向于采用内磁式,因为内磁式,用材较少.但工作原理完全相同. 2、磁电系仪表工作原理 可动线圈通电后，由于线圈在磁场中受到电磁力矩的作用使指针产生偏转，当可动线圈稳定后，可认为驱动力矩等于反作用力矩，并推出仪表偏转角与电流关系为 M?Ma2BlINr?Da??BNsDI 若与被测电压并联，仪表的内阻为 R ，则仪表偏转角与电压关系为 ? 上式是在可动线圈稳定后驱动力矩等于反作用力矩推出的，由于带铝框架的磁电系仪表阻尼比较大，一般都处于过阻尼状态，运动过程并不重要，但对于低阻尼的磁电系仪表，可动部分的稳定时间较长,要考虑它的运动过程。 3、技术性能 （1）.灵敏度高、准确度高、表耗功率低 由于永久磁铁与铁心间的气隙小，气隙间的磁感应强度比较强，所以磁电系仪表有比较高的灵敏度，可测到 0.1μA。且磁感应强度较强时，驱动力矩大，可采用反作用力矩系数比较大的游丝。得到较大的定位力矩，使摩擦力矩的影响减小。同时内部磁场较大，外磁场的影响被削弱。还因为通过仪表的电流小，能降低表耗功率，对被测电路的影响小。所以磁电系仪表是一种应用广泛具有高灵敏度高准确度低表耗功率的仪表。 （2）.具有均匀等分的刻度 磁电系仪表的指针偏转角与可动线圈的电流成正比，标尺的刻度?BNsDI?BNsUCDR?SUUC 均匀等分，易于标尺的制作。 4、电流表分流器 分流器电 多量程分流器电路 分流器电路加温度补偿电阻 磁电系仪表可以通过分流器扩大其量程，也可以并联若干个电阻，更换输入接头，可组成多量程的电流表。 多量程分流器电路 分流器电路 分流器电路加温度补偿电阻 分流器电阻的计算 按分流器的电路结构，被测电流只有一部分通过 电流表线圈，其余则通过分流器，可以证明通过电流表线圈的电流与被测电流的关系为 IcRc?IRshRcRsh?Rc I/IC，它的数值代表电流表并联分流器之后的量如用 n 表示比值 程扩大倍数。将上式移项，可推出按要求的量程扩大倍数 n 求分流器电阻值的关系式。即 Rsh?Rcn?1 （五）、电压表的附加电阻 扩大电压表量程可以串联附加电阻，设直接测量的量程为U