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1、,電工測(cè)量,1.4 電壓的測(cè)量,1.1 電工測(cè)量?jī)x表的分類,1.2 電工測(cè)量?jī)x表的型式,1.3 電流的測(cè)量,1.6 兆歐表,1.5 萬用表,1.7 接地電阻測(cè)試儀,本章要求：1. 了解常用電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)和工作原理。2. 掌握常用電工測(cè)量?jī)x表的使用方法。,電工測(cè)量,電路中的各個(gè)物理量（如電壓、電流、功率、電能及電路參數(shù)等）的大小，除用分析與計(jì)算的方法外，常用電工測(cè)量?jī)x表去測(cè)量。,電工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用主要有以下優(yōu)點(diǎn)：,電工測(cè)量,1.電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并有足夠的精確度。,2.電工測(cè)量?jī)x表可以靈活地安裝在需要進(jìn)行測(cè)量的地方，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄。,3.電工測(cè)量?jī)x表可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測(cè)量問題。

2、,4.能利用電工測(cè)量的方法對(duì)非電量進(jìn)行測(cè)量。,1.1 電工測(cè)量?jī)x表的分類,1.按照被測(cè)量的種類分類,2.按照工作原理分類,3. 按照電流的種類分類（見上表）,4.按照準(zhǔn)確度分類,最大基本誤差,儀表的最大量程（滿標(biāo)值）,目前我國(guó)直讀式電工測(cè)量?jī)x表按照準(zhǔn)確度分為0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七級(jí)。,準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。,準(zhǔn)確度較高（0.1， 0.2， 0.5）的儀表常用來進(jìn)行精密測(cè)量或校正其他儀表。,相對(duì)額定誤差,準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。儀表的準(zhǔn)確度是根據(jù)儀表的相對(duì)額定誤差來分級(jí)的。,例：一準(zhǔn)確度為2.5級(jí)的電壓表，其最大量程為50V

3、，,正常情況下, 可認(rèn)為最大基本誤差是不變的, 所以被測(cè)量值比滿標(biāo)值愈小，則相對(duì)測(cè)量誤差就愈大。,如用上述電壓表來測(cè)量實(shí)際值為10V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為,測(cè)量實(shí)際值為40V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為,在選用儀表的量程時(shí)，一般應(yīng)使被測(cè)量的值超過儀表滿標(biāo)值的一半以上。,則可能產(chǎn)生的最大基本誤差為,電工測(cè)量?jī)x表上的幾種符號(hào),1.2 電工測(cè)量?jī)x表的型式,直讀式儀表測(cè)量各種電量的基本原理 利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用，使可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與通入的電流之間有,T = f ( I ),1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T 的部分 使儀表可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。,3）阻尼器 能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力）的裝置，

4、使儀表可動(dòng)部分能迅速靜止在平衡位置。,直讀式儀表的基本組成部分,2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC 的部分 當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TC等于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T 時(shí)，儀表可動(dòng)部分平衡在一定的位置。,1.2 電工測(cè)量?jī)x表的型式,1.2.1 磁電式儀表,1. 結(jié)構(gòu),螺旋彈簧,(1) 固定部分 馬蹄形永久磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等。,(2) 可動(dòng)部分 鋁框及線圈，兩根半軸O和O，螺旋彈簧及指針。,極掌與鐵心之間的空氣隙的長(zhǎng)度是均勻的，其中產(chǎn)生均勻的輻射方向的磁場(chǎng)。,2. 工作原理,(1) 轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T 的產(chǎn)生,(2) 阻轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生,在線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC。,線圈通入電流 I 電磁力 F,線圈受到的轉(zhuǎn)矩 T =

5、 k1I,線圈通入電流 I 電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩 T 線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，,彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即 TC= k2,當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩T與線圈受到的轉(zhuǎn)矩TC達(dá)到平衡時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)有,T = TC,當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡即TC= T 時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)部分便停止轉(zhuǎn)動(dòng)， T = k1I ， TC= k2 。,儀表的標(biāo)度尺上作均勻刻度。,3. 阻尼作用的產(chǎn)生,當(dāng)線圈通入電流而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框切割磁通，在框內(nèi)感應(yīng)出電流，其電流再與磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力，于是可轉(zhuǎn)動(dòng)部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。,即指針的偏轉(zhuǎn)角,結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比。,4.

6、用途,5.優(yōu)點(diǎn)： 刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強(qiáng)；消耗 電能量?。皇芡饨绱艌?chǎng)影響小。 缺點(diǎn)： 只能測(cè)量直流；價(jià)格較高；不能承受較大過載。,測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻。,1.2.2 電磁式儀表,1. 結(jié)構(gòu),主要部分是固定的圓形線圈、線圈內(nèi)部有固定的鐵片、固定在轉(zhuǎn)軸上的可動(dòng)鐵片。,2. 工作原理,儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T = k I ,彈簧的阻轉(zhuǎn)矩 TC = k2,彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即,當(dāng) T = TC 時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，,即指針的偏轉(zhuǎn)角,結(jié)論: 指針偏轉(zhuǎn)的角度與直流電流或交流電流 有效值的平方成正比。,線圈通入電流 I 磁場(chǎng),線圈通入電流 I 磁場(chǎng) 固定和可動(dòng)鐵片均被磁

7、化(同一端的極性是相同的),可動(dòng)片因受斥力而帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，,交流為有效值,因指針的偏轉(zhuǎn)角度與直流電流或交流有效值平方成正比，所以儀表標(biāo)度尺上的刻度是不均勻的。,與軸相聯(lián)的活塞在小室中移動(dòng)產(chǎn)生阻尼力 空氣阻尼器。,3. 用途,4. 優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單；價(jià)格低廉；可用于交直流；能測(cè)量較大的電流；允許較大的過載。 缺點(diǎn)： 刻度不均勻；易受外界磁場(chǎng)及鐵片中磁滯和渦流（測(cè)量交流時(shí)）的影響，因此準(zhǔn)確度不高。,測(cè)量交流電壓、交流電流。,1.3 電流的測(cè)量,電流表的內(nèi)阻要很小。,測(cè)量直流電流通常用磁電式電流表，,若要擴(kuò)大電流表的量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上并聯(lián)一個(gè)分流電阻 RA 。,電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，,式中：R0

8、測(cè)量機(jī)構(gòu)的電阻 RA 分流器的電阻,測(cè)量直流電流通常用磁電式電流表，測(cè)量交流電流通常用電磁式電流表。,由,可得，分流電阻,可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則分流電阻應(yīng)愈小。,例: 有一磁電式電流表，當(dāng)無分流器時(shí)，表頭的滿標(biāo)值電流為5mA，表頭電阻為20 。今欲使其量程（滿標(biāo)值）為1A，問分流器的電阻應(yīng)為多大？,1.4 電壓的測(cè)量,表的內(nèi)阻要很高。,測(cè)量直流電壓通常用磁電式電壓表，,若要擴(kuò)大電壓表的量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上串聯(lián)一個(gè)倍壓電阻 RV 。,電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，,式中：R0 測(cè)量機(jī)構(gòu)的電阻 RV 倍壓器的電阻,測(cè)量直流電壓通常用磁電式電壓表，測(cè)量交流電流通常用電磁式電壓表。,由,可得，串聯(lián)電

9、阻,可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則串聯(lián)電阻應(yīng)愈大。,例: 有一電壓表，其量程為50V，內(nèi)阻為2000 。今欲使其量程擴(kuò)大到300V，問還需串聯(lián)多大電阻的倍壓器？,1.5.1 磁電式萬用表,用來測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等,1.直流電流的測(cè)量,RA1 RA5是分流器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，就改變了分流器的電阻，從而改變了電流的量程。量程愈大，分流器電阻愈小。,1.5 萬用表,直流調(diào)整電位器,1.5 萬用表,1.5.1磁電式萬用表,用來測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等,2. 直流電壓的測(cè)量,RV1 RV3構(gòu)成倍壓器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，就改變了倍壓器的電阻，從而改變了電壓的量

10、程。量程愈大，倍壓器電阻愈大。,3.交流電壓的測(cè)量,磁電式儀表只能測(cè)量直流，如果要測(cè)量交流，需加整流元件，如圖中D1和D2。,正半周時(shí)，電流流經(jīng)D1和部分電流流經(jīng)微安表流出。,負(fù)半周時(shí)，電流直接流經(jīng)D2從“+”端流出。,可見，通過微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。,可見，通過微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來改變表盤刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值。,可見，通過微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來改變表盤刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值。普通萬用表只適合測(cè)量頻率為4510

11、00Hz的電壓。,4. 電阻的測(cè)量,測(cè)量電阻時(shí)，需接入電池，被測(cè)電阻愈小，電流愈大，則指針偏轉(zhuǎn)的角度愈大。,5.使用注意事項(xiàng)：,（1）測(cè)量前應(yīng)先將“+”、“-”兩端短接，看指針是否指在零，否則應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)零電位器（圖中 1.7k電阻）進(jìn)行校正。（2）測(cè)量前,應(yīng)校對(duì)量程開關(guān)位置及兩表筆所接的插孔.（3）對(duì)無法估計(jì)的待測(cè)量,應(yīng)選擇最高量程檔測(cè)量,然后根據(jù)顯示結(jié)果選擇合適的量程.（4）電壓和電流量程的切換,不要在帶電情況下進(jìn)行.（5）絕對(duì)不能在帶電線路上測(cè)量電阻。用畢應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到高電壓檔。,MF-30型萬用表的面板圖,1.5 萬用表,零歐姆調(diào)整,機(jī)械零位調(diào)整,轉(zhuǎn)換開關(guān),1.5.2數(shù)字式萬用表,今以D

12、T-830型數(shù)字萬用表為例來說明它的測(cè)量范圍和使用方法。,1. 測(cè)量范圍,（1）直流電壓分為五檔: 200mV,2V,20V,200V,1000V。,（2）交流電壓分為五檔: 200mV,2V,20V,200V,750V。,（3）直流電流分為五檔: 200V,2 mA,20mA,200mA,10A。,（4）交流電流分為五檔: 200V,2 mA,20mA,200mA,10A。,（5）電阻分為六檔: 200,2k ,20k ,200k,2M ,20M ,1.5.2數(shù)字式萬用表,DT-830型萬用表的面板圖,2.面板說明,(2)電源開關(guān)：使用時(shí)將開關(guān)置于“ON”位置；使用完畢置于“OFF”位置。,

13、(3)轉(zhuǎn)換開關(guān)：用以選擇功能和量程。根據(jù)被測(cè)的電量(電壓、電流、電阻等)選擇相應(yīng)的功能位；按被測(cè)量程的大小性選擇合適的量程。,(4)輸入插座：將黑色測(cè)試筆插入“COM”的插座。紅色測(cè)試筆有如下三種插法，測(cè)量電壓和電阻時(shí)插入“V”插座；測(cè)量小于200mA的電流時(shí)插入“mA”插座；測(cè)量大于200mA的電流時(shí)插入“10A”插座。,(1) 顯示器：顯示四位數(shù)字，最高位只能顯示1或不顯 示數(shù)字，算半位，故稱三位半（ ）。最大指示為 1999或-1999。當(dāng)被測(cè)量超過最大指示值時(shí)，顯示“1” 或“-1”。,1.6 兆歐表,兆歐表：用于檢查電機(jī)、電器及線路的絕緣情況和測(cè)量高值電阻。,1. 結(jié)構(gòu),兆歐表構(gòu)造示

14、意圖,兩個(gè)線圈固定在同一軸上且相互垂直。一個(gè)線圈與電阻R串聯(lián)，另一個(gè)線圈與被測(cè)電阻Rx串聯(lián)，兩者并聯(lián)接于直流電源。,永久磁鐵,線圈,手搖直流發(fā)電機(jī),磁場(chǎng)是不均勻的,2. 工作原理,在測(cè)量時(shí)，通過線圈的電流,線圈受到磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的轉(zhuǎn)矩，,f1 ()和 f2 ()分別為兩個(gè)線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與偏轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系。,T1 = k1 I1 f1 (),T2 = k2 I2 f2 (),儀表的可動(dòng)部分在轉(zhuǎn)矩的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡。,當(dāng)兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，有 T1 = T2,即 k1 I1 f1 () = k2 I2 f2 (),上式表明，偏轉(zhuǎn)角 與兩線圈

15、中電流之比有關(guān)， 故稱為流比計(jì)。,因,所以,結(jié)論：1. 偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)電阻Rx有一定的函數(shù)關(guān)系，所以角可以反映出被測(cè)電阻的大小。,2. 儀表的偏轉(zhuǎn)角與電源電壓U無關(guān)，所以手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不影響讀數(shù)。,3.正確選擇使用兆歐表,1.測(cè)量范圍:使被測(cè)對(duì)象的絕緣電阻合格值落在儀表的測(cè)量范圍之內(nèi).2.測(cè)量前,應(yīng)先對(duì)儀表進(jìn)行開路試驗(yàn)和短路試驗(yàn).3.接線:L接被測(cè)對(duì)象的導(dǎo)體;E接設(shè)備外殼或與被測(cè)導(dǎo)體絕緣的另一相導(dǎo)體.G端是為防止由于被測(cè)絕緣表面的泄露電流而造成的測(cè)量誤差而設(shè)置的,它接到被測(cè)對(duì)象L端所接之處的絕緣物上.4.測(cè)量時(shí),搖表的搖動(dòng)速度應(yīng)為每分鐘120轉(zhuǎn)左右.一般先把E,G端接好,等搖起搖表后,再接

16、L端,一分鐘時(shí),儀表指針穩(wěn)定,再讀數(shù).5.讀數(shù)后,應(yīng)先撤開儀表的L線,再停止搖動(dòng)搖表.測(cè)后,立刻對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行人工放電.6.測(cè)試線一定要用專用的,絕緣強(qiáng)度很高的單根軟銅線.切不可使用普通絞線代替.7.測(cè)量前,應(yīng)對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行放電.8.注意使用環(huán)境.盡量遠(yuǎn)離強(qiáng)磁場(chǎng)及潮濕環(huán)境.不應(yīng)在陰雨中搖測(cè)絕緣電阻.,1.7 接地電阻測(cè)試儀,待測(cè)接地體E,電位輔助電極P,電流輔助電極C,調(diào)零鈕,測(cè)量標(biāo)度盤,倍率,檢流計(jì)指針,中心線,標(biāo)度盤、倍率旋鈕,接地電阻測(cè)量?jī)x的使用,1.使用前先將儀表調(diào)零,然后接地.接地極E,電位 探針P,電流探針C三者成一直線且彼此相距20米. 2.先將倍率開關(guān)置于最大的倍數(shù),一面緩慢搖動(dòng)發(fā)電 機(jī)手柄,一面轉(zhuǎn)動(dòng)”測(cè)量標(biāo)度盤”,使檢流計(jì)指針處于中心位置.當(dāng)檢流計(jì)接近平衡時(shí),加快搖動(dòng)手柄,使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到120轉(zhuǎn)/分,再轉(zhuǎn)動(dòng)”測(cè)量標(biāo)度盤”使指針指在中心位置.這時(shí)即可讀取R值. 3.如果”測(cè)量標(biāo)度盤”的讀數(shù)小于1歐姆,則應(yīng)將倍率開關(guān)置于倍數(shù)較小的檔位,并重新測(cè)量. 4.測(cè)量時(shí)應(yīng)將待測(cè)接地極與其它接地裝置斷開. 5.接地電阻的測(cè)量工作一般選擇在土壤的導(dǎo)電率最低時(shí)進(jìn)行(冬季最冷或夏季最干燥