电工表与测量培训教案.docVIP

电工仪表与测量 第一节 电工仪表与测量的基本知识 一、常用电工仪表的分类、组成与误差 定义：用来测量各种电量、磁量及电路参数的仪器、仪表统称为电工仪表。 （一）分类 电工仪表的分类：（按结构和用途分类）指示仪表、比较仪表、数字仪表 一）指示仪表： 1、定义：能将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示器直接显示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。 2、分类： （1）按工作原理分类：有电磁系仪表、磁电系仪表、电动系仪表、感应系仪表等。 （2）按被测量分类：有电流表、电压表、功率表、电能表、相位表等 （3）按使用方法分类：有安装式、便携式。 安装式仪表：固定安装在开关板或电器设备面板上的仪表，又称面板式仪表。准确度不高，广泛用于发电厂、配电所的运行监视和测量中。 便携式仪表：可以携带的仪表，准确度较高，广泛用于电气实验、精密测量及仪表检定中。 （4）按准确度等级分类：有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共7个等级。 （5）按使用条件分类：有A、B、C三组类型。A组仪表适用于环境温度为0~400C；B类仪表适用于—20~500C；C组仪表适用于—40~600C。相对湿度条件均为85%范围内。 （6）按被测电流种类分类：有直流仪表、交流仪表以及交、直流两用仪表。 二）比较仪表：在测量过程中，通过被测量与同类标准量进行比较，根据比较结果确定被测量的大小。分直流比较仪表和交流比较仪表。例直流单臂电桥、双臂电桥，交流电桥。 三）数字仪表：采用数字测量技术，以数字的形式直接显示出被测量的大小。有数字电压表、数字万用表、数字频率表等。 （二）电工指示仪表的组成 电工指示仪表的任务就是要把被测电量、磁量或电参数转换为仪表可动部分的机械偏转角，转换过程中两者保持一定的函数关系，从而用指针偏转角的大小来反映被测量的数值。为实现上述转换，电工指示仪表必须具有测量机构和测量线路两部分组成。 1．测量机构 测量机构的作用是将被测量x（或过渡量y）转换成仪表可动部分的机械偏转角。测量机构是电工指示仪表的核心。 2．测量线路 测量线路的作用是把各种被测量按一定的比例转换为能被测量机构所能接受的过渡量。测量线路通常由电阻器、电容器、电感器等电子元件组成。不同仪表的测量线路各不相同，如电流表采用分流器。 测量线路测量机构 测量线路 测量机构 测量对象x 过渡量y 指针偏转角α α＝F(y)=Φ(x) 3. 测量机构的组成及各部分的作用 测量机构按各部分的动与不动来分的话，可分为固定部分和可动部分两大块。按各部分的作用来分可分为产生转动力矩装置、产生反作用力矩装置、产生阻尼力矩装置、读数装置、支撑装置五部分。（如图） 1．产生转动力矩装置 不同的测量机构产生转动力矩的装置不同，作用原理不同，但作用都相同，就是能产生转动力矩，使可动部分产生偏转。 转动力矩的特点： 转动力矩的大小M与被测量x以及指针偏转角α成某种函数关系， 即：M＝f(x, α) 2.反作用力矩装置 如果测量机构中只有转动力矩M，则不论被测量有多大，可动部分都将在其作用下转到尽头。为此，要求可动部分偏转时，测量机构中能够产生随偏转角增大而增大的反作用力矩Mf，使得当M=Mf时，可动部分平衡，从而稳定在一定的偏转角α上。产生反作用力矩装置一般采用的是游丝。 反作用力矩的特点： 作用:使可动部分偏转与被测量相对应的角度。 在游丝的弹性范围内， 大小：大小与可动部分的偏转角α成正比，即Mf=Dα。式中D为游丝是反作用系数，是一个只与游丝的材料性质及几何尺寸有关的常数。 方向:与转动力矩方向相反。 3．阻尼力矩装置 由于指示仪表的可动部分都有一定的惯性，因此，当M=Mf时，可动部分不可能马上停止下来，而是在平衡位置附近来回摆动，因而不能尽快读取测量结果。为了缩短可动部分的摆动时间以利于尽快读数，仪表中还必须有阻尼力矩的装置。常用阻尼装置有空气阻尼器见图、磁感应阻尼器见图。 空气阻尼器原理：当可动部分运动时，带动阻尼片2运动，而阻尼片2在密封的阻尼器盒1中运动时，必然受到空气的阻力，从而产生阻尼力矩Mz。显然，仪表可动部分的运动速度越快，阻尼力矩越大。 磁感应阻尼器原理：当可动部分摆动时，带动阻尼片3在永久磁铁4的磁场内运动，从而切割电磁线产生涡流，该涡流与永久磁铁的磁场相互作用，产生了阻尼力矩Mz，阻碍了可动部分的摆动。显然，仪表可动部分的运动速度越快，产生涡流越大，阻尼力矩越大。 阻尼力矩的特点： 作用：缩短可动部分的摆动时间以利于尽快读数。 方向；与可动部分的运动方向始终相反。 大小：与可动部分的运动速度的平方成正比关系。当可动部分静止时，阻尼力矩等于零。 4、读数装置 读数装置由指示器和刻度盘组成。指示器分指针式和光标式两种。 指针分矛形和刀形。矛形指针多用于大、中型安装