常用的电工仪表及安全使用.ppt

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1、常用电工仪表及安全使用,电工仪表的种类 电测量指示仪表的组成及基本原理,全有文档 ,电工仪表的种类1,测量各种电磁量的仪表、仪器统称为电工仪表； 电工仪表不仅可测量电磁量，通过相应的变换器可测量非电量； 指示仪表、记录仪表 按测量方法 电测量指示仪表 比较仪器 按技术类型 模拟仪表 数字仪表 智能仪表,电工仪表的种类2,电测量指示仪表 ：电表量指示仪表又称直读仪表，各种交直流电流表、电压表、功率表、万用表、多系电测量指示仪表 。 比较仪器 ：用比较法测量的仪表，如各类电桥测量仪表。,电工仪表的种类3,按准确度等级可分为：.1、.2、.5、.0、.5、.5、.0 七级。 按使用环境条件 按外壳防

2、护性能 按仪表防御外界磁场或电场影响的性能 按读数装置：可分为指针式、光指示式 按使用方式：可分为安装式、可携式等 按工作原理：分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系、整流系、数字式等。,电测量仪表的主要技术性能,在国家标准中规定了各类仪表技术性能，主要指标有： 仪表灵敏度 仪表误差 仪表的阻尼时间 机表的功率损耗 仪表的坚固性与可靠性,电工仪表的表面标记和型号定义,电工仪表的表面标记 型号定义 开关板式仪表的型号组成 携带式仪表的型号组成,部分电工仪表图片,部分电工仪表图片,发展趋势,数字化 网络化 智能化 小型化,电工仪表常见的表面标记符号,电工仪表标记符号,电流表 安培表,电压表,千

3、伏表,功率表 瓦特表,电能表 电度表,电工仪表标记符号,开关板式仪表的型号组成,测量机构的组成-驱动装置,固定部分 可动部分 产生转动力矩的驱动装置 为了使电测量指示仪表的指针能够在被测量的作用下产生偏转，就必须有一个能产生转动力矩的驱动装置，不同类型的仪表，驱动原理也不一样 对电磁系、电动系仪表 M=F（X,) 对磁电系仪表 M=F（X),测量机构的组成-控制装置,产生反作力矩的控制装置 如果测量机构只有驱动装置，而没有控制装置，则不论被测量x是大还是小，可动部分在转动力矩作用下，总是偏转到尽头，好象一杆不挂秤砣的秤，不论被测重量多大，秤秆总是向上翘起。 =D D-反作用力矩系数（弹性模量）

4、； -可动部分偏转角；,测量机构的组成-阻尼装置1,产生阻尼力矩d的阻尼装置 可动部分具有一定的转动惯量，会造成指针在平衡位置附近来回摆动。 为了尽快读数，测量机构必须设有吸收这种振荡能量的阻尼装置，以便产生与可动部分运动方向相反的力矩，即阻尼力矩。 常用的阻尼装置有两种，一种是空气阻尼器，另一种是电磁阻尼,测量机构的组成-阻尼装置1,产生阻尼力矩d的阻尼装置 可动部分具有一定的转动惯量，会造成指针在平衡位置附近来回摆动。 为了尽快读数，测量机构必须设有吸收这种振荡能量的阻尼装置，以便产生与可动部分运动方向相反的力矩，即阻尼力矩。 常用的阻尼装置有两种，一种是空气阻尼器，另一种是电磁阻尼,测量

5、机构的组成-阻尼装置2,测量机构的组成-其它装置,除了以上三种主要装置外，还应有指示装置，即指针式的指针与度盘、光标式的光路系统和刻度尺、调零器、平衡锤、止动器、外壳等部分。,内容提要,磁电系仪表结构 磁电系仪表工作原理,磁电系仪表,用途：磁电系仪表在电工仪表中占有重要地位。 它广泛地应用于直流电流和直流电压的测量。与整流元件配合，可以用于交流电流与电压的测量，与变换电路配合，还可以用于功率、频率、相位等其它电量的测量，还可以用来测量多种非电量，例如温度，压力等。当采用特殊结构时，可制成检流计。磁电系仪表问世最早，由于近年来磁性材料的发展使它的性能日益提高，成为最有发展前景的指示仪表之一。 本

6、章主要介绍磁电系仪表的类型、结构、工作原理、特性及其应用。,磁电系仪表结构组成1,结构：磁电系仪表根据磁路形式的 不同，分为外磁式，内磁式和内外磁 结合式三种结构。 外磁式测量机构如图，由于永 久磁铁放在可动线圈之外，所以称 为外磁式。 整个结构为两大部分，即固定部 分和可动部分。 固定部分由永久磁铁、极掌 和固定在支架上的圆柱形铁心 构成。,磁电系仪表结构组成2,磁铁由硬磁材料做成；而极掌与铁心则用导磁很高的软磁材料做成。铁心放在极掌之间，并与极掌形成一个磁场均匀的环形气隙。 可动部分由绕在铝框架上的可动线圈、线圈两端的两个半轴、与转轴相连的指针、平衡锤以及游丝所组成。整个可动部分支承在轴承

7、上，线圈位于环形气隙之中。,磁电系仪表工作原理（定性）,当可动线圈通以电流以后，在永久磁铁的磁场作用下，产生转动力矩使线圈转动。 反作用力矩通常由游丝产生，磁电系仪表的游丝一般有两个，而且两个游丝的绕向相反，游丝一端与可动线圈相连，另一端固定在支架上，它的作用既产生反作用力矩，同时又是将电流引进可动线圈的引线。 阻尼力矩由绕制线圈的铝架产生，其原理见图当铝架在磁场中运动时，闭合的铝架切磁力线产生感应电流e，这个涡流与磁场相互作用产生一个电磁阻尼力矩a，显然阻尼力矩的方向与铝框架运动方向相反，因此能使指针较快停在读数位置，当然铝架上的线圈与外电路也会构成闭合回路，同样也会产生阻尼力矩。,磁电系仪

8、表电磁阻尼、内磁结构,磁电系仪表产生转动力矩示意图,磁电系仪表表头参数,满偏电流（ 表头量程）Ig 一般几十A几十mA 表头内阻Rg(线圈+游丝直流电阻） 一般几十欧 几百欧 注意：表头内阻不能直接用万用表欧姆档测量，否则会烧毁表头线圈。,磁电系仪表技术特性,准确度高 灵敏度高。受外磁场的影响小。 刻度均匀。可动线圈的偏转角与被测电流大小成正比。 功耗小 过载能力小。仪表游丝和可动线圈的截面积小，不能测量较大的电流。 只能测量直流。测量交流电时，由于测量电流方向不断变化，平均力矩为0，指针在0附近拉动。测量时为防止指针反转，仪表接线端标有 + 和 - 记号。,电磁系仪表,电磁系仪表是测量交流电

9、压与交流电流的最常用一种仪表。它具有结构简单，过载能力强、造价低廉以及交直流两用等一系列优点。在实验室和工程仪表中应用十分广泛； 电磁系仪表的结构有吸引型、推斥型和吸引推斥型三种。结构如下图，固定线圈和偏心装在转轴的可动铁芯、转轴上还装有指针、阻尼翼片、游丝； 当线圈通有电流时，产生磁场，偏心铁片被磁化，而与固定线圈互相吸引，产生偏心力矩，而带动指针偏转。在线圈通有交流电流的情况下，由于两铁片的极性同时改变，所以仍然产生推斥力。,结构原理,排斥型仪表结构,阻尼原理,阻尼原理,电磁系仪表一般采用磁感应阻尼，它是利用阻尼翼片切割永久磁铁的磁场，使翼片中形成涡流ie，此电流与磁场相互作用产生阻尼力矩

10、见图 因为电磁系仪表的测量线圈磁场很弱，故阻尼磁铁必须用软磁材料屏蔽。电磁系仪表除用磁感应阻尼外，还有采用空气阻尼的。,原理,电磁系仪表的转动力矩是靠通以被测电流的线圈与铁芯的吸引力产生的，从电工理论可知，线圈的磁场能量为 上式表示，在直流的情况下，电磁系测量机构可动部分的偏转角，与电流的平方成比例，由于线圈的自感会随着可动铁心偏转而发生变化，则可动部分偏转角还与成比例。图表示吸引型电磁系仪表可动铁心磁化受力的原理。,I被侧电流值，L线圈自感系数,电磁系仪表技术特性,灵敏度低。受外磁场的影响大。 刻度不均匀。可动线圈的偏转角与被测电流的平方而变化。电流小时，偏转角较小，读数困难，不易准确。 功

11、耗损耗大 过载能力强。被测电流不通过仪表游丝和可动线圈，直接通过固定线圈，固定线圈导线加粗，允许通过较大的电流。 可测量交直流。测量交流时，仪表所指示的数值是交流电的有效值。,电动系仪表,电动系仪表用于交流精密测量及作为标准表，与电磁系相比最大区别是以可动线圈代替可动铁芯，可以消除磁滞和涡流的影响，使它的准确度得到提高。另外电动系有固定和可动两套线圈，可以用来测量象功率、电能等这类与两个电量有关的物理量。 电动系仪表是由可动线圈中电流所产生的磁场与一个或几个固定线圈中的电流所产生的磁场相互作用而工作的仪表。 电动仪表驱动装置=固定线圈+可动线圈,电动系仪表的测量机构,电动系仪表的结构,电动系仪

12、表的结构如图所示。固定线圈分为二段，目的是为了获得较均匀的磁场分布，也便于改换电流量程。可动部分包括可动线圈、指针、阻尼翼片等。它们均固定在转轴上。游丝既作为产生反作用力矩又作为引导电流的元件。阻尼力矩由空气阻尼装置产生，图中为阻尼箱。 若把固定线圈绕在铁心上，就构成铁磁电动系仪表。这种仪表优点是：磁场强、转矩大。但由于铁磁材料的磁滞和涡流损耗，会造成误差。铁磁材料因为存在非线性影响故对铁心材料要求较高，多用于安装式仪表。,电动系仪表的原理,电动系仪表的固定线圈通入直流电流I1，产生一磁场其磁感应强度为1，若可动线圈通入电流I2，则可动线圈在磁场中受到电磁力矩M。并在这个力矩的作用下，驱使它产

13、生偏转，如图所示。 直流时： 上式表示，电动系仪表测量直流时，其可动部分的偏转角与两线圈电流的乘积有关，可测交流。,电动系仪表的原理,上式表示，电动系仪表测量直流时，其可动部分的偏转角与两线圈电流的乘积成比例， 两线圈通入交流时：,电动系仪表的原理,上式表明，如果电动系仪表用来测量交流其指针偏转角与两线圈的电流有效值和它们间的相位差余弦的乘积有关。,技术特性,准确度高。可以达0.1级。特别的交流电进行精密测量 可以交直流两用，可精确测量电压、电流、功率还可以测量功率因数、频率、电容、电感和相位差 易受外磁场影响 本身消耗的功率较大 过载能力差。可动线圈和游丝截面积小。 电动系电流表、电压表的标

14、度尺刻度不均匀，转动力矩与通过固定线圈的电流和可动线圈电流积有关,什么是测量,所谓测量，是指用实验的方法，将被测量（未知量）与已知的标准量进行比较，以得到被测量大小的过程；是对被测量定量认识的过程。,什么是电工测量,是指把被测的电量或磁量直接或间接地与作为测量单位的同类物理量（或者可以推算出被测量的异类物理量）进行比较的过程。,测量方式分类,直接测量：直接测量指的是被测量与度量器直接进行比较，或者采用事先刻好刻度数的仪器进行测量，从而在测量过程中直接求出被测量的数值。这种方式称为直接测量。 间接测量：如被测量不便于直接测定，或直接测量该被测量的仪器不够准确，那么就可以利用被测量与某种中间量之间

15、的函数关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量的值，这种方式称为间接测量。如测长、宽求面积；测电流电压求功率等。,测量方式分类,组合测量：如果被测量有多个，虽然被测量（未知量）与某种中间量存在一定函数关系，但由于函数式有多个未知量，对中间量的一次测量是不可能求得被测量的值。这时可以通过改变测量条件来获得某些可测量的不同组合，然后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量。 比较测量：比较法是指被测量与已知的同类度量器在比较器上进行比较，从而求得被测量的一种方法。这种方法用于高准确度的测量 。,测量方式分类,零位法：被测量与已知量进行比较，使两者之间的差值为零，这种方法称为零位法。例

16、如电桥、天平、杆秤 、检流计 偏位发 ：被测量直接作用于测量机构使指针等偏转或位移以指示被测量大小。 替代法 ：替代发是将被测量与已知量先后接入同一测量仪器，在不改变仪器的工作状态下，使两次测量仪器的示值相同，则认为被测量等于已知量。例如曹冲称象。,内容提要,误差的基本概念 仪表的误差和准确度,误差的概念,在一定条件下，被测量客观存在的确定值，称为真值。 误差是测量值与真值相差的程度。 误差公理：测量的过程必然存在着误差，误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。因此研究误差规律，并尽量减小误差是测量的任务之一。,误差的产生原因,1、仪器本身；因为任何仪器都有一定的灵敏域和 精确度。 2

17、、环境的变更；如温度，纬度，湿度，电磁场的 变化。 3、实验方法所限；方法不同结果不一样。如抽样 调查中的代表性误差（抽样平均误差）， 4、操作人员的素质。每个人生理条件的不同，受 教育，训练的程度不同。 5、值得强调的是，误差不是错误，测量结果包含 了误差范围恰恰是测量结果正确和科学的表达。 测量结果数值要用有效数字来表示。,误差的表示方法1,绝对误差 相对误差 引用误差n 最大引用误差mn,误差的表示方法2,绝对误差：测量值Ax与被测量真值A0之差 = Ax- A0 相对误差：绝对误差与真值A0之比，并用百分数表示。 = 引用误差：仪表某一刻度点读数的绝对误差比上仪表量程上限Am ，并用百

18、分数表示。 n=,A0,Am,x100%,x100%,误差的表示方法3,最大引用误差：仪表在整个量程范围内的最大示值的绝对误差m比仪表量程上限Am ，并用百分数表示。 mn=,Am,m,x100%,关于真值,实际上，真值是难于得到的，实际中，人们通常用两种方法来近似确定真值，并称之为约定真值。 一种方法是采用相应的高一级精度的计量器具所复现的被测量值来代表真值， 另一种方法是在相同条件下多次重复测量的算术平均值来代表真值。 另外在产品检测中，某项被测量的设计指标，既标称值视作已知真值，而测量值与标称值之差，就是产品制作误差（注意：这里的测量值与其算术平均值之差才是测量误差）。 理论值作为真值，

19、如三角形内角和为1800,例1-1,1-1 用以电压表测量某电压，其读数为201V，而标准表的读数（认为是真值）为200V，求绝对误差。 =Ax-A0=201-200=1(V) 1-2 用一 电压表测200V电压，绝对误差为+1V，用另一电压表测20V电压，绝对误差为+0.5V，求相对误差？,分析,上例中前者的绝对误差大于后者，但误差对测量结果的影响，后者却大于前者。 因此衡量对测量结果的影响，要用相对误差。,仪表的误差,仪表的误差：仪表指示值与被测量真值之间相差程度 仪表误差的分类 基本误差：在规定条件下，仪表本身所产生的误差； 附加误差：在规定条件之外，所产生的误差；,仪表的准确度,仪表的

20、准确度：在规定使用条件下，仪表最大引用误差绝对值的百分数；它表示仪表指示值与被测量真值之间接近的程度；即 K%= GB776-76电测量指示仪表通用技术条件给仪表规定了7个等级准确度。,Am,m,x100%,分析,通常仪表的绝对误差在仪表标尺的全长上基本保持恒定，因而相对误差会随着被测量的减小逐渐增大，所以相对误差的数值并不能说明仪器的优劣，只能说明测量结果的准确程度。引用误差则由于式中的分子、分母都由仪表本身性能所决定，不随被测量变化，所以用其来表示仪表的准确程度。,例题,例：检定.级、上限为的电压表，发现分度点的误差为，并且较其它各分度点的误差为大，该电压表的最大引用误差为，因此该电压表合

21、格。 例：某待测电压约为，现有.级300和.级两个电压表，问用哪一个电压表测量较好？,分析,此例说明，如果量程选择恰当，用.级仪表比用.级仪表测量误差还小。因此，在选用仪表时，应根据被测量的大小，兼顾仪表的等级和量程或测量上限，合理地选择仪表。为充分利用仪表的准确度，被测量的值应在仪表量程上限的%-9%为好。,内容提要,误差的分类 误差的消除方法 精密度、准确度（正确度） 、精确度概念,误差从性质上分类、特点,误差从性质上可分为三大类，即： 系统误差 随机(偶然)误差 疏失误差（粗大误差、过失误差）,系统误差,系统误差：系统误差是指按一定规律出现的误差；在同一条件下，多次重复测试同一量时，误差

22、的数值和正负号有较明显的规律。系统误差通常在测试之前就已经存在，而且在试验过程中，始终偏离一个方向，在同一试验中其大小和符号相同。例如，电压表示值的偏差等。 特征：有其对应的规律性，它不能依靠增加测量次数来加以消除，一般可通过试验分析方法掌握其变化规律，并按照相应规律采取补偿或修正的方法加以消减。,随机误差（偶然误差）1,随机误差（偶然误差）：在同一条件下，对某一量多次重复测量时，各次的大小和符号均以不可预定的规律变化的误差，谓之随机误差或偶然误差。是具有不确定性的一类误差。 它的产生是由测量过程中出现的各种各样不显著而又难于控制的随机因素综合影响所造成。 特征：个别出现的偶然性而多次重复测量

23、总体呈现统计规律，服从高斯（GASS）分布，也称正态分布；无法消除。 其统计特征如下： 有界性 对称性 单峰性 递减性 由于随机误差具有以上这些特性，所以在工程上可以对被测量进行多次重复测量的算术平均值表示被测量的真值 。,随机误差（偶然误差）2,68.3% 95.5% 99.7%,疏失误差（粗大误差、过失误差）,过失误差：测量误差明显地超出正常值，由于人员的疏失，如测错、读错、记错或计算错误等；或测试条件突变所致。 含有过失误差的测量数据是不能采用的，必须利用一定的准则从测得的数据中剔除。如比赛中采用的“去掉一个最大值和最小值的计分方法，以及数据处理中常采用的3原则等既是典型的例子。,第三节

24、 电流和电压的测量,磁电系电流表：磁电系测量机构的指针偏转角与流过动圈的电流成正比，所以它本身就是一个电流表。但线圈线径较细，不可能流过较大电流，只能制成毫安级的电流表。若进行较大电流的测量，必须在测量电路上采取措施，使被测量通过测量电路改变成测量机构所能接受的小电流。通常采用分流器达到此目的。,单量程扩程磁电系电流表,单量程电流表 n=I/Ig； n=(Rg+Rs)/Rs Rs 分流电阻 Rg 表头内阻 n扩程倍数（分流系数）,磁电系电流表扩程2,【例 2-1】 由一只磁电系表头，满偏电流为500A，内阻为500，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

25、 由式（2-7）可以得出分流电阻为,多量程扩程磁电系电流表原理图,磁电系电流表外附分流器1,附着分流器电流的增大，分流器的功率损耗也要加大，相应就要加大尺寸。一般电流不大的可做成内附式，直接装在仪表内部。电流大的，做成单独装置，称为外附式，如图,磁电系电流表外附分流器2,从图可以看出，分流器有两对接头，一对叫电流接头，与负载串联，另一对在内侧，叫做电位接头，与测量机构并联。这种连接方法可以使分流电阻中不包含接触电阻，减少接触电阻对测量误差的影响。 外附分流器上一般不标明电阻值，而标明“额定电流”和“额定电压”。额定电流是指电流表量限扩大后的最大电流值；额定电压是指当分流器工作在额定电流下，分流

26、器电位端钮两端的电压值。常用规格有mv和mv两种。 特殊要求外附分流器60mV 50mV 100mV等各种规格。,磁电系仪表使用,电流表应与负载串联 电压表应与负载并联,磁电系电压表基本电路,磁电系测量机构的偏转角与流过它的电流成正比。由于测量机构的内阻R c固定，根据=IR，也与U成正比，即 SU测量机构电压灵敏度。 故磁电系测量机构同时也是一个最简单的电压表。直接测量时只能测量较低的电压（不超过mv级）。此外，由于线圈内阻Rc受温度的影响较大，在被测电压为定值时偏转角将随温度而变，影响准确度。 由于以上原因，磁电系测量机构不能直接用作电压表。,磁电系电压表扩程方法,串联附加电阻的办法，如图

27、 附加电阻由锰铜或其它电阻温度系数小的材料制成。,磁电系电压表扩程,附加电阻也有内附式和外附式两种，附加电阻大，意味着功耗越小。小功耗的附加电阻一般都做成内附式，多量程电压表可以把附加电阻做成分段式。有时附加电阻也称为倍压器。 例：有一磁电系测量机构，其满偏电流为200A，内阻为300，欲改成60量程的电压表，应接多大附加电阻。 解：,磁电系电压表参数,电压表内阻越大，对被测电路的影响越小，测量误差越小。 电压表各量程内阻与相应电压量程的比值是一个常数，单位为“/V，此值常标注于刻度盘上。是电压表的重要参数，其值越大越好,电动系电压表,在电流表的基础上串联附加电阻构成电动系电压表,电动系电压表

28、,电动系电压表可动部分的偏转角与被测电压的平方有关，其标尺同样具有平方特性，为不均匀刻度。 多量限的电动系电压表，主要是利用附加电阻的改变来实现的。附加电阻的接法见图。电动系电压表和电磁系电压表一样，既要保证线圈能产生足够的磁化力，又要尽量减少匝数，以免产生频率误差和温度误差。所以电动系电压表具有较大表耗电流，或者说它的内阻比较小。 有些电压表为了适应较宽频率范围的测量，可采用并联电容的办法，如图所示,电动系功率表,电动系功率表有两个线圈，其中固定线圈与负载串联，以反映负载的电流；可动线圈串接一定的附加电阻，然后与负载并联，以反映负载的电压，其电路见图。,电动系功率表,如果功率表接在直流电路上

29、，则通过线圈的电流I 1就等于负载电流，通过可动线圈的电流I2，在附加电阻和线圈电阻保持不变的情况下，正比于负载两端的电压，即：,电动系功率表,如果功率表接在交流电路上，并假使附加电阻Rad较大，并联支路（电压支路）的感抗可略去不计，电流（固定）线圈电流I1。又由于并联支路已假定为阻性电路，I2与同相，所以I1与I2之间的相位差角就等于与之间的相位差，其相量关系见图。 可见，电动系功率表既可用来测量直流功率也可以用来测量交流功率，并且可?用同一刻度。,功率表的选择及使用方法,功率表量程包括功率、电压、电流三个因素。功率量程表示负载功率因数cos=1，电流和电压均为额定值时的乘积。若cos，即使

30、电压与电流均达额定，功率也不会达到额定值。可见功率表的量程选择，实则就是选择电流和电压的额定值。在实际测量中，为保护功率表，应接入电流表和电压表，以监视负载电流和电压不超过功率表的额定电压和额定电流。,功率表的选择及使用方法,例：有一感性负载，其功率约为1000W，功率因数为0.8，工作在220V电路中，如用D9-W14多量限电动系功率表测量负载实际功率，应怎样选择量限？ 解：因负载工作于220V电路中，故表额定电压量程应选为300V，负载电流如下 所以功率表应选用300V，10A量限 若负载工作于110V电路中，其它条件不变，又应如何？,功率表的正确接线,功率表的错误接线,三相交流电路中有功

31、功率的测量,三相交流电路在实际工程上应用很广，因此对三相交流电路进行功率测量由为重要。 三相功率的测量方法：三相交流电路分为完全对称电路(电源对称、负载对称)和不对称电路，而不对称电路又分为简单不对称电路(电源对称，负载不对称)和复杂不对称电路(电源和负载都不对称)。 跟据三相交流电路特点不同，其测量方法也不同。,一表法三相交流电路有功功率的测量,用一表法测量对称三相电路的有功功率。即利用一只单相功率表直接测量三相完全对称的电路中任意一相的功率，然后将其读数乘以3，便可得出三相交流电路所消耗功率。 但如果被测电路的中点不便于接线，或负载不能断开时，则应按图所示的线路进行测量。图中，电压支路的非

32、发电机端所接的是人工中点，即该人工中点是由两个与电压支路阻抗值相同的阻抗接成星形而形成的。,一表法三相交流电路有功功率的测量,一表法三相交流电路有功功率的测量,两表法三相交流电路有功功率的测量,三相有功功率表,三元件三相功率表,万用表（Multimeter),万用电表又叫繁用表或多用表，它具有多种用途、多种量程、携带方便等一系列优点，是电工、电子测量中最常用的工具、在电气维修和调试工作中被广泛应用。 一般万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和直流电阻、音频电平等电量。有的万用表还可以测量交流电流、电容、电感以及晶体管值、频率等参量。,万用表外观图,万用表有指针式和数字式。指针式万用表是以

33、表头为核心部件的多功能测量仪表，测量值由表头指针指示读取。数字式多用表的测量值由液晶显示屏直接以数字的形式显示，读取方便，有些还带有语音提示功能。,万用表面板,MF50 万用表量程,直流电压 有2.5V 10V 250V 1000V五个量程挡位。 交流电压 有10V 50V 250V 1000V四个量程挡位。 直流电压 有2.5mA 25mA 250mA三个常用档位，及100A，2.5A两个扩展量程档位。 电阻 有1 10 100 1K 10K五个倍率挡位。 hFE 测量三极管直流放大倍数的专用挡位。,500型万用表测量机构,万用表由测量机构（习惯上称表头）、测量电路和转换开关组成。面板上装有

34、转换开关、电阻测量档的调零旋钮以及接线柱或插孔等。 500型万用表的外型，500型万用表的电路图。从电路图上可以看出当转换开关位于不同位置时，组成不同的测量电路，即可测量不同的电量。转换开关多采用多刀多掷开关，左面开关1是二层三刀十二掷开关，共十二个档位，右面开关K2，是二层二刀十二掷，也有十二个掷位。下面分别介绍当开关位于不同档位时，所组成的电路形式及其特点。,500型万用表原理总图,500型万用表直流电流测量电路,500型万用表直流电流测量原理,采用闭路式分流器来改变电流的量程。这种分流器的特点是整个闭合电路的电阻不变，分流器电阻减少的同时，表头支路的电阻增大了。这种形式的分流器与开路式相

35、比较，更适合于万用表。因为万用表转换开关经常转动，接触不好，对于开路式分流器来讲就会造成分流器断开，表头损坏。而在闭路式的分流器中，接触不好只不过该档电路不通，而不会造成表头的损坏。,500型万用表直流电流测量原理,当转换开关置于不同档位时，该档的电流量程，即满偏电流值可按下式计算。 式中： I电流量程表头满偏时被测电路电流； Ic表头满偏电流； Rsh该量程的分流电阻； Rc该量程的表头支路总电阻。,500型万用表直流电流测量原理,例如开关置于右边第二档，该档的分流器电阻sh=67567.561.5750；表头支路的总电阻为2.25122.510.2518k；表头满偏电流为40A；可求得该档

36、量程为m。计算式中2.5k为表头内阻，式中0.25k为可调电阻动触点右端的电阻值，考虑到每一只表头的内阻都不可能完全相等，如果某一表头内阻有些相差就要调可调节电阻值，使表头支路总电阻保持为k。,500型万用表直流电压测量电路,500型万用表直流电压测量原理,当转换开关置于直流电压档，组成的电路如图所示，图中采用“共用式”的附加电阻。用这种方法改变量程比用图所示的“单独配用式”的附加电阻改变量程的优点是电阻总值小，若用电阻丝绕制，可以节省材料。缺点是低量程电阻如烧断，高量程也不能使用。,500型万用表直流电压测量原理,当转换开关置于不同量程的档位时，指针满偏所对应的被测电压按下式计算： U= I

37、c(Rc + Rad) 式中: Ic等效表头的电路满偏值； Rc等效表头的内阻 Rad附加电阻。,500型万用表直流电压测量原理,所谓等效表头是指表头与分流器所组成的电路，可以用一个等效电路表示，如图的表头部分，可等效成一个50A、内阻为k的表头。 500型万用表除用转换开关获得五种不同量程的直流电压测量档之外，还另设有一个2500的插孔，当电表作为2500高压电压表使用时，附加电阻为10，等效表头的电流为250A，内阻为.52k。,500型万用表直流电压测量原理,习惯上把等效表头满偏电流Ic的倒数称为电压灵敏度，500型万用表直流电压测量电路的电压灵敏度为（注意不要与SU混淆） 1/Ic=1

38、/5010-6=20000*Q/V 2500量程的电压灵敏度为 1/Ic=1/25010-6=4000*Q/V,500型万用表电阻测量电路,500型万用表电阻测量原理,当转换开关置于直流电阻档，组成的电路如上图所示，1K、 10K档简化、等效电路如下图，图中1.9k的零点调节电阻； 从图中可知，当外电路短接时，Rx，指针应在满偏位置。当外电路断开，即Rx指针应停在机械零点位置。外电路电阻不同，通过表头的电流值也不同，即,500型万用表电阻测量简化电路,500型万用表电阻测量原理,式中： Rx被测电阻； RC等效表头的等效内阻； E1电源电压； 从式中可见，Rx愈大、Ic愈小，所以Rx的刻度与电

39、流刻度方向相反，如图所示。 当xRc时，表头指针恰位于满偏值一半的位置，所以把x=Rc称为欧姆中心值。一般测量电阻在0.110倍的欧姆中心值范围内读数才比较准确，为此测量电阻值时，应选择欧姆中心值与被测电阻值相近的档位进行测量。,用模拟万用表的欧姆档检测二极管的极性： 将万用表置于欧姆档的R100或R1k档，用两支表笔以两个方向分别与二极管两个电极相接； 两次测量得到两个阻值，若二极管质量良好,一次阻值应在10k左右,另一次为无穷大,否则二极管损坏。,用万用表检测二极管,在阻值测得较大的一次，黑表笔接的是二极管的负极。,模拟万用表在电阻档时，黑表笔连接内部电池的正极，红表笔连接负极。,返回,基

40、本电子元器件的识别与使用,测得阻值较小的一次，黑表笔接触的是二极管的正极。,返回,基本电子元器件的识别与使用,红表笔接负极，黑表笔接正极，显示的是“1.”。,当红色表笔接二极管的正极，黑色表笔接负极时，若二极管是好的，表上显示值是二极管的正向直流压降，锗管0.20.3V，硅管0.60.7V。,用数字万用表的二极管检测档检测二极管的极性,返回,基本电子元器件的识别与使用,数字万用表的红表笔连接内部电池的正极，黑表笔连接负极。,返回,基本电子元器件的识别与使用,如何借助万用表检测可控硅,可控硅分单向可控硅和双向可控硅两种，都是三个电极。单向可控硅有阴极（K）、阳极（A）、控制极（G）。双向可控硅等

41、效于两只单项可控硅反向并联而成。即其中一只单向硅阳极与另一只阴极相边连，其引出端称T2极，其中一只单向硅阴极与另一只阳极相连，其引出端称T2极，剩下则为控制极（G）。,如何借助万用表检测可控硅,1、单、双向可控硅的判别：先任测两个极，若正、反测指针均不动（R1挡），可能是A、K或G、A极（对单向可控硅）也可能是T2、T1或T2、G极（对双向可控硅）。若其中有一次测量指示为几十至几百欧，则必为单向可控硅。且红笔所接为K极，黑笔接的为G极，剩下即为A极。若正、反向测批示均为几十至几百欧，则必为双向可控硅。再将旋钮拨至R1或R10挡复测，其中必有一次阻值稍大，则稍大的一次红笔接的为G极，黑笔所接为T

42、1极，余下是T2极。,如何借助万用表检测可控硅,对于16A双向可控硅，红笔接T1极，黑笔同时接G、T2极，在保证黑笔不脱离T2极的前提下断开G极，指针应指示为几十至一百多欧（视可控硅电流大小、厂家不同而异）。然后将两笔对调，重复上述步骤测一次，指针指示还要比上一次稍大十几至几十欧，则表明可控硅良好，且触发电压（或电流）小。 若保持接通A极或T2极时断开G极，指针立即退回位置，则说明可控硅触发电流太大或损坏。可按图2方法进一步测量，对于单向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K灯仍不息灭，否则说明可控硅损坏。,如何借助万用表检测可控硅,对于双向可控硅，闭合开关K，灯应发亮，断开K，灯应不息灭。然后

43、将电池反接，重复上述步骤，均应是同一结果，才说明是好的。否则说明该器件已损坏。,指针表和数字表的选用,在电压档，指针表内阻相对数字表来说比较小，测量精度相比较差。某些高电压微电流的场合甚至无法测准，因为其内阻会对被测电路造成影响（比如在测电视机显像管的加速级电压时测量值会比实际值低很多）。 数字表电压档的内阻很大，至少在兆欧级，对被测电路影响很小。但极高的输出阻抗使其易受感应电压的影响，在一些电磁干扰比较强的场合测出的数据可能是虚的。,测量技巧,测电阻：重要的是要选好量程，当指针指示于1/32/3满量程时测量精度最高，读数最准确； 要注意的是，在用R10k电阻档测兆欧级的大阻值电阻时，不可将手

44、指捏在电阻两端，这样人体电阻会使测量结果偏小。,测量技巧,测电容：用电阻档，根据电容容量选择适当的量程，并注意测量时对于电解电容黑表笔要接电容正极。 、估测微波法级电容容量的大小：可凭经验或参照相同容量的标准电容，根据指针摆动的最大幅度来判定。所参照的电容不必耐压值也一样，只要容量相同即可，例如估测一个100F/250V的电容可用一个100F/25V的电容来参照，只要它们指针摆动最大幅度一样，即可断定容量一样。 、估测皮法级电容容量大小：要用R10k档，但只能测到1000pF以上的电容。对1000pF或稍大一点的电容，只要表针稍有摆动，即可认为容量够了。,测量技巧,、测电容是否漏电：对一千微法

45、以上的电容，可先用R10档将其快速充电，并初步估测电容容量，然后改到R1k档继续测一会儿，这时指针不应回返，而应停在或十分接近处，否则就是有漏电现象。对一些几十微法以下的定时或振荡电容（比如彩电开关电源的振荡电容），对其漏电特性要求非常高，只要稍有漏电就不能用，这时可在R1k档充完电后再改用R10k档继续测量，同样表针应停在处而不应回返。,测量技巧,用数字表PN节测量 硅PN节0.5-0.7V；锗PN节0.2-0.4V 发光管0.9V以上 三极管Vbe略大于Vbc,电阻的测量,电阻的分类：小电阻（1欧以下）、中电阻（1欧-0.1兆欧）、大电阻（ 0.1兆欧以上） 1、伏安法测量电阻。 RX=U

46、/I,对非性线电阻必须在带电情况下测量，应采用伏安法。 2、电桥法。电桥是一种利用比较法测量电路参数的仪表，灵敏度、准确度都很高。 2.1、直流电桥又称为惠斯通电桥。适应于测量中电阻。电桥平衡调节：应先按下电源按钮B，再按下检流计按钮G，指针偏转，电桥不平衡时，不宜将检流计按钮锁住，应短时按下，接近平衡时，才可以锁住调整。测完后，先断检流计G，后松开电源钮B。,RX=（R0/R2）R1,R2,IX,I1,I0,2.1、直流双臂电桥又称为凯尔文电桥。适应于测量小电阻。它能排除或减小引线电阻和接触电阻。有电流端和电压端。,第七节 钳形电流表,它是一种不需要断开电路可以测量交流电流的仪表。是一电流互

47、感器和电流表的组合。精度较低，2.5 5.0级。 使用时的注意事项： 1、要选用合适的量程，变换档位时，必须先将钳口打开，不允许在测量中变换量程 2、当被电流小于5A时，可以将导线多放几圈在钳口，以提高准确度。 3、电路电压不能超过钳表的额定电压。注意带电体与人体的距离。要有人监护。 4测量裸线时，做好绝缘处理，防钳口张开时短路,第八节 摇表和接地电阻测量仪,一、摇表是用来检测电气设备、线路绝缘电阻的一种仪表。单位兆欧。主要是磁电式流比计和手摇发电机组成。500V、1000V、2500V、5000V。由于摇表结构中没有产生反作用力矩的游丝，在不测量时，表计在自由位置，不一定回零。 摇表的使用方法：合适的额定电压，合适的测量范围。使用前，进行一次开路和短路试验。P146,二、按地电阻测试仪 它主要由手摇发电机，电流互感器、检流计和测量电阻等组成，它是利用比较测量原理工作的。 探针打入地下400MM，电流辅助极C、电压辅助极P、接地测点E在一条直线上，相距各为20M。转速每分钟120转。P147,谢谢大家,