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1、第七章 电工仪表及其测量技术,第一节 电工仪表,一、仪表的分类 按被测量的物理量种类分：电压表、电流表、功率表、电度表、频率表、欧姆表、兆欧表（摇表）等。 按测量仪表的结构分：磁电式、电磁式、电动式、感应式等。 按被测电量分：交流仪表、直流仪表、交直流仪表等。 按使用方式分：安装式、携带式两种。 按准确度等级分：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七级。 准确度表示仪表指示值同被测值之间的误差大小，是仪表的主要特性。,电工测量仪表的分类表及符号,仪表的主要技术指标,1.准确度：指仪表的最大绝对误差与测量上限(电表标尺满刻度)Am的百分比，用K%表示。 2.灵敏度：是仪表转动部
2、分偏转角的变化量与被测量的比值，用符号s表示。 3.变差：仪表在重复测量某一被测量时，由于摩擦等原因，造成两次指示数不同，它们的差值称为变差。,1.磁电式仪表 磁电式仪表 是由固定部分和可动部分组 成，如下图所示。,磁电式测量机构,2.电磁式仪表 电磁式仪表是一种交直流两用的 电工仪表，其测量机构主要由固定线圈和可动铁 心两部分组成。,电磁式测量机构,3.电动式仪表：它有两个线圈：固定 线圈1和可动线圈2。可动线圈与指针 及空气阻尼器的活塞都固定在转轴上， 其中的电流是通过螺旋弹簧3引入的。,电动式测量机构,电磁式排斥式的测量机构,二、仪表的误差,相对额定误差：是指仪表在正常工作条件下，测量时
3、可能产生的最大误差A与仪表的最大量程（满刻度值）Am之比，用百分数表示为：,例如：有一准确度为1.5级、量程为10A的电流表，其可能产生的最大基本误差为：,在正常工作条件下，可以认为最大基本误差是不变的，所以被测量与满刻度值相比越小，则相结测量误差就越大。如用上述电流表测量10A的电流时相对误差为：,如用它来测量 5 A 的电流时，其相对误差为：,由此可见：选用仪表量程时，应使被测量的值接近满刻度为好。一般使被测量的值超过满刻度值的一半以上。,例如：有一准确度为2.5级的伏特表，其最大量程为50V，则可能产生的误差为,式中：,基本误差,相对误差,最大量程,第二节 电工测量技术,一、电流的测量
4、1、直流电流的测量： 测量直流时通常采用磁电式电流表。 测量时的注意点： A、电流表应串联在被测电路中。 B、被测电流由电流表的“+”极流入， “”极流出。 C、所选量程稍大于被测电流。 D、要测大电流则必须扩大量程。,电流表的接法,电流表分流器接法,分流电阻RA的计算方法：,：扩大量程倍数,：表头内阻,式中：,2、交流电流的测量：,测量交流电流通常采用电磁式电流表，,测量时的注意点： A、电流表应串联在被测电路中。 B、测交流电流时，电流表不分正负极。 C、所选量程稍大于被测电流。 D、要测大电流不用分流器，用电流互感器。,二、电压的测量 1、直流电压的测量： 测量直流电压通常采用磁电式电压
5、表,测量时的注意点： A、电压表应并联在被测电路中。 B、被测电流由电压表的“+”极流入， “”极流出。 C、所选量程稍大于被测电流。 D、要测高电压则必须扩大量程。,分流电阻RV 的计算方法：,式中：,：表头内阻,电压量程扩大倍数,电压表的接法,电压表扩大量程接法,2、交流电压的测量： 测量交流电压主要采用电磁式电压表。,测量时的注意点： A、电压表应并联在被测电路中。 B、测交流电压时，电压表不分正负极 。 C、所选电压量程应稍大于被测电压。 D、要测高电压不用分压器，则必须采用电压互感器。,三、功率的测量,测量功率时通常采用电动式仪表,1、单相交流功率的测量 测量时的注意点： A、“1”
6、为电流线圈，“2”为电压线圈。 B、两个线圈的一个端子上分别标有“*”号，这两个端子应接到电流的同一极性上，否则，指针将反偏，测不出功率。 C、电动式功率表也可以测量直流功率，但接线时注意电压线圈和电流线圈的极性应一致。,单相交流功率表的接线,2、三相交流功率的测量,P=P1+P2+P3,一表法测三相功率,二表法测三相功率,P=P1+P2,三表法测三相功率,P=3P1,四、磁电式万用表,MF47型万用表,MF47型万用表使用,1.MF47型万用表主要性能,直流电流测量：量程50A-10A（六个量程） 直流电压测量：量程0.25V-2500V（九个量程） 交流电压测量：量程10V-2500V（六
7、个量程） 直流电阻测量：分R1、R10、 R100、 R1 K、R10K档 直流电容测量、电感测量，负载电压、负载电流参数测量，音频电平dB测量，电池电力测量。,2.MF47型万用表使用准备,检查电表指针是否在机械零位，进行机械调零 安装相应的2电池、叠层电池各一 红、黑表棒分别插入、插孔内，做好测量准备。 认识刻度线，会读数,刻度线,3. MF 30型 万用表工作原理,（1）万用表表头电路 常用的万用表表头是微安表或毫安表。表头的电阻值（表头内阻）Rg为几百到几千欧，表头允许通过的最大电流Ig很小，一般为几十微安到几毫安，Ig也叫满偏电流。 MF47型万用表表头Ig=46.2uA，串联可调电
8、阻WH2后表头内阻可调节到Rg=2.5K。原理图中二极管（D3、D4）、电解电容（C1）构成表头保护电路。,（2）直流电压测量原理 万用表测量电压时，应将电表与被测电路并联。 在实际测量中，如果表头上承受的电压较大使得流过表头的电流超过满偏电流，会因电流过大而烧毁表头，因此，不能直接用该表头来测量较大的电压。 在实践中可以通过给表头串联电阻，让其分担一部分电压，使表头上仍然承受很小的电压，从而可以间接测量较大电压。,电压表所能测量的最大电压就是其量程，多量程的电压表是由表头与不同阻值的电阻串联而成的，各分压电阻对应一个相应电压表量程,使用0.25V-1000V量程时，转换开关转到相应档位。使用
9、2500V量程时，要将红表棒插入2500V插孔，转换开关转到1000V量程上。 读第二条刻度线。,（3）交流电压的测量 电表与被测电路并联。 使用交流10V-1000V量程时，转换开关转到相应档位 使用交流2500V量程时，要将红表棒插入2500V插孔，转换开关转到交流1000V量程上。 交流档看第三条刻度线，其它各档看第二条刻度线。,（4）直流电流的测量 通过表棒将万用表串入被测电路，并且电流从红表棒流入黑表棒流出。 使用50A-500mA量程时，转换开关转到相应档位。使用5A量程时要将红表棒插入5A插孔，转换开关转到500mA量程上。 电流测量的刻度看第二条刻度线。,（5）直流电阻的测量
10、测量前应先切断电路电源；测量电容时要对电容放电后再测量。 将转换开关转动相应的电阻档，两只表棒短接，调节电阻档调零电阻使指针指到0欧姆刻度处。 电阻的阻值在第一条刻度线上读出，并须乘上该档的倍率。,（6）二极管和三极管的测量,二极管正向测量,二极管反向测量,三极管电极及其放大倍数的比较,倍率的选择,欧姆标尺的欧姆中心值，就是该档的总内阻值。欧姆标尺的刻度是不均匀的，只有在欧姆中心值的一段范围内，分度较细，读数较准确，应根据被测电阻值，选择欧姆中心值与其相近的倍率档。通常，欧姆表标尺的有效读数范围为0.110倍欧姆中心值。 被测电阻阻值指针偏转刻度值 倍率,4.使用时注意事项,仪表切忌放在振动很
11、大的桌子上，严防剧烈振动，并应经常保持清洁和干燥。 在使用电阻档时，应装入1.5和9电池各一节，并注意电池的正负极性。 在测量电阻时，当短路测试棒调节“ ”调零器，不能使指针指到零处，表示电池电压已不足，应更换电池，R1档耗电较大，测试时间宜短。平时不用时，不要把开关打在挡。 测量电路中的电阻时，应将被测电路的电源切断，如果电路中有电容器存在，应先将其放电后才能测量，切勿在电路带电情况下测量电阻。,5.测量流程,指针调零 表笔插孔选择正确 根据测量项目选择测量档位 确定测量量程（不能确定时选量程大的） 调零（电阻档每个量程都要） 测量 读数 记录数据,M830L数字万用表使用,1.电压测量,将
12、黑表笔连至“COM”，红表笔连至“VmA”；档位开关至“V-”或“V”适当量程上，如果电压大小未知，开关至高档位。 将表笔接至待测电路，读数，同时显示红表笔所接的极性。如果档位太高，降低直至测到满意读数。,2.直流电流测量,（1）高电流（200mA10A）测量 将黑表笔连至“COM”，红表笔连至“10ADC”；档位开关至“10A”。 打开待测电路，串联表笔至待测载体。 读数，同时显示红表笔所接的极性。如果小于200mA，按照以下低电流步骤。 关掉测量电路的所有电源，断开表笔连接之前，电容放电。 （2）低电流测量 将黑表笔连至“COM”，红表笔连至“VmA”。档位开关至A，如果电流大小未知，开关
13、至高档位。 打开待测电路，串联表笔至待测电路。 读数，同时显示红表笔所接的极性。如果档位太高，降低直至测到满意读数。 关掉测量电路的所有电源，断开表笔连接之前，电容放电。,3.电阻测量,将黑表笔连至“COM”，红表笔连至“VmA”；档位开关至电阻档适当位置。 如果被测电阻跟电路相连，关掉被测电路所有电源，释放电容。 将表笔接至待测电阻读数。当测量高电阻时，即使绝缘也不要接触附近点。一些绝缘体有小电阻会影响使测量电阻值小于实际值。,4.二极管测量,将黑表笔连至“COM”，红表笔连至“VmA”，红表笔极性为“+”；转换开关旋至电阻档“2K”。如果被测二极管跟电路相连，关掉被测电路的电源，释放电容。
14、 （1）电压检查 将红色表笔接到二极管的阳极，黑色表笔接到二极管的阴极，显示二极管近似正向压降值。通常好的硅二极管的电压降为450900MV之间。 （2）相反电压检查 交换表笔，如果二极管是好的，超档显示会出现。如果二极管不好，会出现000或其他数字。,5.三极管测量,将档位拨至hFE位置，将测试三极管插入相应的NPN或PNP插孔中。读数，显示hFE的近似值,6.电路通断测试,将黑表笔连至“COM”，红表笔连至“VmA”，转换开关旋至蜂鸣器位置，将表笔接在被测电路的两点，如果该两点间的电阻小于1.5K，蜂鸣器将发出响声说明该两点间导通.,7.日常保养,电池的更换：如果LCD上出现“- +”，表示需要更换电池。旋开机壳后面的两颗螺钉，拿走旧的电池，更换新的。 保险丝的更换：旋开机壳后面的两颗螺钉，拿走旧的保险丝，更换相同规格的新保险丝。,本章结束 2011、07、31,