常用电工仪表及测量
低压电工作业第七章常用电工测量仪表
专业电工在电气装置安装、测试、检查和维修 中经常要测量电流、电压、电能、电阻等运行参 数和性能参数，以判断其安全状态。因此，专业 电工应掌握基本电气测量原理和技能。
第一节
FENGNINGZHIJIAOZHONGXIN
电工仪表基本知识
一、电工仪表种类 按照工作原理，电工仪表分为磁电式、电磁式、 电动式、感应式等仪表。 磁电式仪表由固定的永久磁铁，可转动的线圈 及转轴、游丝、指针、机械调零机构等组成。线 圈位于永久磁铁的极靴之间。
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接在分流器的电位端钮上（外附定值导线与仪表、 分流器应配套）。
测量过程中要注意的是： ①极性不能接错，要满足电流从电流表的“+” 端流入，“—”端流出的要求，如果极性接反，
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会使电流表的指针反向偏转。 ②要根据被测电流的大小来选择适当的仪表，
例如安培表、毫安表或微安表。使被测的电流处 于该电表的量程之内，当不知被测电流的大致数 值时，先使用较大量程的电流表试测，然后根据 指针偏转的情况，再转换适当量程的仪表。
2、交流电流的测量 交流电流的测量：测量单相交流电的接线如图，
在测量大容量的交流电时，常借助于电流互感器 来扩大电表的量程，接线路如图，电流表的内阻 越小，测出的结果越准确。
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二、电压的测量 直流电压的测量 如图所示，电压表应并联在线路中测量。测量 时应根据被测电压的大小选用电压表的量程，量
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程要大于被测线路的电压，否则有可能损坏仪表。 测量直流电压时，还应注意仪表的极性标记，将 表的“+”端接高电位点，“—”端接低电位点， 以免指针反转而损坏仪表。
(完整版)电工基础常用仪表
4.能利用电工测量的方法对非电量进行测量。
电工测量仪表的分类
1.按照被测量的种类分类
次 序 被测量的种类 仪表名称
1
电流
电流表 毫安表
2
电压
电压表 千伏表
3
电功率
功率表 千瓦表
4
电能
5
相位差
6
频率
7
电阻
电度表 相位表 频率表 欧姆表 兆欧表
符号
A mA V kV W kW kWh
一、电工测量仪表 二、万用表 三、兆欧表 四、钳形表 五、电工工具
一、电工测量
电路中的各个物理量（如电压、电流、功率、电能及电 路参数等）的大小，除用分析与计算的方法外，常用电工测 量仪表去测量。
电工测量技术的应用主要有以下优点：
1.电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有足够的精确 度。 2.电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测量的地方，并 可实现自动记录。
静止在平衡位置。
电工测量仪表的型式
磁电式仪表
1.结构
(1)固定部分 马蹄形永久磁铁、极
掌NS及圆柱形铁心等。
(2) 可动部分
指指针针
铝框及线圈，两根半
I
轴O和O，螺旋弹簧及指
针。
线线圈圈 O'
N
S
永久磁铁 OO 螺螺旋旋弹弹簧簧
I
圆圆柱柱形形 铁铁心心
极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中产生均匀 的辐射方向的磁场。
利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部分受到转矩 而发生转动。转动转矩与通入的电流之间有
T=f (I)
直读式仪表的基本组成部分
(1)产生转动转矩 T 的部分
常用电工仪表及测量
无功功率表的原理与结构
总结词
无功功率表用于测量电路中的无功功率，其 原理基于相位角测量。
详细描述
无功功率表通过测量电压和电流之间的相位 角，计算无功功率。它通常由电压互感器、 电流互感器和相位表组成，能够测量不同频
率和不同相位的无功功率。
功率因数表的原理与结构
要点一
总结词
功率因数表用于测量电路中的功率因数，其原理基于有功 功率与视在功率的比值。
相位表是用来测量交流电信号的相位角的仪表，其原 理基于电磁感应定律和交流电的特性。当被测电流通 过相位表的测量线圈时，测量线圈中产生的感应电动 势与被测电流的相位角成正比，因此可以通过测量该 感应电动势的大小来计算出被测电流的相位角。
相位表的结构
相位表通常由测量线圈、整流器、测量机构和指示器等 部分组成。测量线圈用于产生感应电动势，整流器将感 应电动势整流成直流电压，测量机构将直流电压转换成 可测量的电信号，指示器则用于显示测量结果。
电工仪表的误差与准确度
误差来源
由于制造工艺、使用环境、仪器本身 特性等因素，导致测量结果与实际值 存在偏差。
准确度等级
电工仪表的准确度等级通常以精度等 级表示，如0.5级、1.0级等，数字越 小准确度越高。
电工仪表的选用与使用注意事项
选用原则
根据测量需求选择合适的电工仪表，如测量精度、量程、工 作电压等。
要点二
详细描述
功率因数表由电压表、电流表和相位表组成，通过测量电 压、电流的有效值和相位角，计算出有功功率和视在功率 ，从而得到功率因数。它能够指示电路中有功功率与视在 功率的比例，帮助用户了解设备的效率。
05 频率测量仪表
频率表的原理与结构
频率表的原理
第2讲电工仪表及测量
磁电系仪表
广泛地应用于直流电流和直流电压的测量。
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，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，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， 这个涡流与磁场相互作用产生一个电磁阻尼力矩， 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。
c.如果Rx＝r 则 Im＝E/2r ＝1/2 I0 即仪表电路的总电流等于满偏电流I0的一半。
只有在被测电阻等于欧姆中心值时误差才最小。只 有在一般被测电阻的0.1～10倍欧姆中心值范围内读数
才较准确。否则将造成很大的读数误差。为此万用表的
电阻测量线路都做成多量程电路，为了共用一条标尺，
一般都以R×1档为基础，按10的倍数来扩大量程。如
交流电压测量电路
（5）电阻的测量： 万用表电阻测量线路， 通常采用被测电阻与表头 及内附电池串联的电路， 如图所示。 在该电路中流过表头 的电流为： IX＝E/(RX＋r) 刻度非线性!! a.当Rx＝0 (S置于位置1)（电调零） b.当Rx＝∞(S置于位置2)
电阻测量原理图
欧姆刻度与电流、电压刻度是相反的，而且是不均 匀的，如图所示。
（6）电容的测量
a. 按图（a）接线，调节交流电源e，使万用表指针满刻 度偏转，此时: U=IRV 其中：U为万用表测量电源u的电压，I为指针满刻度偏转 的电流，RV为万用表对应档的内阻。
b. 保持电源u不变。将被测电容器按图（b）接入， 电流减为I´ 此时: U = I´Z= I R V 2 X C 2
1.8.2 兆欧表的特点 （1）指针的随意性 （2）工作电压高 （3）比一般仪表多了一个“G”接线端。 1.8.3 兆欧表的使用 (1)用兆欧表测量设备的绝缘电阻时，必须先切断电源。 对具有较大电容的设备(如电容器、变压器、电机、电 缆线路等)，必须先进行放电。 (2)兆欧表应放在水平位置，在未接线之前，先摇动兆 欧表手柄看指针是否在“∞”处，再将“L”和“B” 两个接线柱短路，慢慢地摇动兆欧表，看指针是否在 “0”处。
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智能电度表的测量原理
要点一
总结词
具备智能化的数据处理和通信功能，能够实现远程抄表、 远程控制和能源管理。
要点二
详细描述
智能电度表是一种高度智能化的电能测量仪表，它集成了 数据处理、通信和控制等多种功能。通过内置的微处理器 和传感器，智能电度表能够实时监测和记录电能消耗数据 ，并通过通信接口将这些数据传输到上位机或云平台进行 进一步处理和分析。此外，智能电度表还能够实现远程控 制和能源管理，帮助用户实现节能减排和降低运营成本。
钳形电流表由电流互感器和测量表头组成，其中电流互感器采用高磁导率的磁芯材料制成， 当导线穿过磁芯时，会在磁芯中产生磁场，从而在二次绕组中产生感应电动势。
测量表头将二次绕组中的感应电动势转换为电压或电阻，以便于读取。钳形电流表的变比通 常为500:1或1000:1，即一次绕组中的电流变化1A时，二次绕组中的感应电动势变化为 500A或1000A。
详细描述
电工仪表是用于测量、记录和计算电学量的设备和工具，是 电力系统中的重要组成部分。根据测量原理和应用领域的不 同，电工仪表可分为多种类型，如电流表、电压表、功率表 、万用表等。
电工仪表的误差与准确度
总结词
电工仪表的误差是指测量结果与实际值之间的差异，准确度则反映了测量结果的可靠性 。
详细描述Biblioteka 功率因数表通过测量相位角来计 算功率因数，从而反映电路的功
率传输效率。
三相功率表的测量原理
三相功率表是用来测量三相电路中每一 相的功率、总功率以及不平衡度的仪表
。
三相功率表的测量原理与单相功率表类 似，也是基于电压和电流的测量。
三相功率表通常由三个单相功率表组成 ，分别测量三相电压和电流，并通过计
常用电工仪表及测量
定义：用于测量电路中电流值的仪表
工作原理：基于电磁感应原理，将导线中的电流转化为指针的偏转角
种类：直流电流表、交流电流表、微安表等
使用注意事项：正确选择量程、接入电路时注意极性、避免短路等
电压表
定义：用于测量电路中电压的仪表
工作原理：基于电磁感应原理，将电压转换为磁力，再通过指针或数字显示测量结果
特点：结构简单、准确度高、灵敏度高、测量范围广
常见类型：交流电流表、交流电压表、功率表等
电动系仪表
原理：利用电磁感应原理，将测量电流或电压转换为电动系测量机构的转动力矩，从而驱动指针指示被测量值。
特点：测量准确度高、稳定性好、可测量交直流电量。
应用：广泛应用于电力、电子、通信等领域。
分类：电动系电流表、电动系电压表等。
欧姆表
定义：欧姆表是一种用于测量电阻值的电工仪表
工作原理：通过电池供电，经过测量机构与测量线路将测量电阻转换成直流电流，再根据欧姆定律计算出电阻值
特点：可以直接读出电阻值，使用方便，测量范围广
应用：在电子、电力、通讯等领域广泛应用
电工仪表的工作原理
PART THREE
磁电系仪表
原理：基于磁场和电流相互作用产生电动势的原理，通过测量电动势来测量电流或电压。
种类：直流电压表、交流电压表、脉冲电压表等
使用注意事项：正确接入电路，注意量程选择，避免短路或开路
功率表
添加标题
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种类：有功功率表、无功功率表、复费率功率表等
定义：功率表是一种测量电路或设备功率的仪表
工作原理：基于电磁感应原理，通过测量电压和电流来计算功率
应用：广泛应用于电力、能源、交通等领域的功率测量和监控
电工常用仪表八种
电工常用仪表八种一、万用表万用表是电工常用的一种多功能电测仪器，用于测量电流、电压、电阻等电学量。
它具有测量范围广、操作简便、精度高等特点，是电工在日常工作中必备的仪器之一。
二、电压表电压表是用来测量电路中电压大小的仪表。
它通过连接在电路的两个点上，利用电压表的内部电路将电压转换为相应的指针或数字显示。
电压表通常具有较高的输入阻抗，以确保测量结果的准确性。
三、电流表电流表是用来测量电路中电流大小的仪表。
它通过将电流表串联在电路中，将电流转换为相应的指针或数字显示。
电流表通常具有较低的内阻，以保证电路中的电流通过电流表时不会发生明显的测量误差。
四、电阻表电阻表是用来测量电阻值的仪表。
它通过将电阻表连接在待测电阻两端，利用电阻表的内部电路测量电阻值并显示。
电阻表通常具有较高的精度和测量范围，适用于各种电阻值的测量。
五、频率表频率表是用来测量电路中信号频率的仪表。
它通过将频率表与待测信号连接，利用频率表内部的计数器和时基来测量频率并显示。
频率表通常具有较高的测量精度和稳定性，适用于频率测量及相关的校准工作。
六、功率表功率表是用来测量电路中功率的仪表。
它可以同时测量电压和电流，并计算出相应的功率值。
功率表通常具有较高的测量精度和响应速度，适用于电力系统的功率测量和负载分析。
七、电能表电能表是用来测量电路中电能消耗的仪表。
它通过测量电流和电压，并将其积分得到电能消耗值。
电能表通常具有较高的计量精度和长期稳定性，适用于电力系统的电能计量和结算。
八、绝缘电阻测试仪绝缘电阻测试仪是用来测量电气设备及线路的绝缘电阻的仪表。
它通过施加一定的测试电压，测量绝缘电阻值并显示。
绝缘电阻测试仪通常具有较高的测试精度和可靠性，用于电气设备的绝缘性能评估和故障检测。
以上是电工常用的八种仪表，它们在电工工作中起着重要的作用。
电工在使用这些仪表时，要注意操作规范，确保测量结果的准确性和安全性。
同时，定期校准和维护这些仪表，保证其长期稳定可靠的工作。
电工常用仪表及电力安全工器具使用
c测电阻时，不能带电测量。因为测量电阻时，万用表由 内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电 源，可能损坏表头。
d用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。 e测量电流与电压不能旋错档位。如果误将电阻档或电流
档去测电压，就极易烧坏电表。万用表不用时，最好将档 位旋至交流电压最高档，避免因使用不当而损坏。
表头：它是一只高灵敏度的磁电式直流电 流表，万用表的主要性能指标基本上取决 于表头的性能
测量电路：测量线路是用来把各种被测量 转换到适合表头测量的微小直流电流的电 路，它由电阻、半导体元件及电池组成。
转换开关等 ：其作用是用来选择各种不同 的测量线路，以满足不同种类和不同量程 的测量要求 。
4.数字式万用表
兆欧表
1.兆欧表的工作原理 兆欧表的工作原理如图3-7所示。被测电阻RX接于兆欧表测量端子
“线端”L与“地端”E之间。摇动手柄，直流发电机输出直流电流。 线圈1、电阻R1和被测电阻RX串联，线圈2和电阻R2串联，然后两条 电路并联后接于发电机电压U上。设线圈1电阻为r1，线圈2电阻为r2， 则两个线圈上电流分别是： I1＝I2＝两式相除得 ＝ 式中r1、r2、R1和R2为定值，RX为变量，所以改变RX会引起比值I1∕I2 的变化。 由于线圈1与线圈2绕向相反，流入电流I1和I2后在永久磁场作用下， 在两个线圈上分别产生两个方向相反的转距T1和T2，由于气隙磁场不 均匀，因此T1和T2既与对应的电流成正比又与其线圈所处的角度有关。 当T1≠T2时指针发生偏转，直到T1＝T2时，指针停止。指针偏转的角 度只决定于I1和I2的比值，此时指针所指的是刻度盘上显示的被测设 备的绝缘电阻值。
f测量直流电压和电流时，要注意正负极性，不要接错。 如发现指针反转，应立即调换表棒，以免损坏指针及表头。
电工仪表及测量
用钳形电流表测量时，应该注意下列问题： （1）先估计被测电流值，将转换开关调至适当档位。 （2）为减少误差，被测导线应置于钳形口的中央。 （3）钳口要紧密接触，如遇有杂音时可检查钳口清洁，或 重新开合一次。 （4）测量5A以下的小电流时，为提高测量精度，可将被测 导线多绕几圈。实际电流应是读数除以导线圈数。 （5）测量完毕，将选择量程开关拨到最大量程档位上。 （6） 被测电路的电压不可超过钳形电流表的额定电压。 （7） 不能在测量过程中转动转换开关换档，在换档前，应 先将载流导线退出钳口。
二、常见电工仪表的表面标记
分 类
符号 名称
直流
分 类
符号 名称
+
正端钮
电
交流
流
种
交直流
类
端 钮
-
负端钮
*
公共端钮
三相交流
标度尺位置水
不进行绝缘强度
工平Βιβλιοθήκη 绝0试验作
标度尺位置垂
缘
绝缘强度试验电
位
直
强
压为500V
置
标度尺位置与
度
绝缘强度试验电
60° 平面60°
2 压为2kV
分 类
符号 名称
准
以标尺量限的百
使用方法及注意事项 选用绝缘电阻表，要注意它的额定电压和测量范围。当被测设 备的额定电压在500V以下时，选用500V或1000V的绝缘电阻表； 而额定电压在500V以上的被测设备，选用1000V或2500V的绝缘 电阻表；对于绝缘子、母线等要选用2500V及其以上的兆欧表。
为避免人身及设备事故必须重视以下几点： （1）不能在设备带电的情况下测量其绝缘电阻。测量前被 测设备必须切断电源和负载，并进行放电； （2）兆欧表测量时要远离大电流导体和外磁场。 （3）与被测设备的连接导线应用兆欧表专用测量线或选用 绝缘强度高的两根单芯多股软线，两根导线切忌绞在一起，以 免影响测量准确度。 （4）测量前，应将兆欧表保持水平位置，左手按住表身， 右手摇动兆欧表摇柄，转速约120r/min，指针应指向无穷大 （∞），否则说明兆欧表有故障。 （5）由慢到快摇动手柄，直到转速达120r／min左右，一般 转动1 min，待指针稳定后读数。 （6）测量电容性设备的绝缘电阻时，测量完毕，应对设备 充分放电。
第八章 电工仪表与测量
(4)输入插座
第三节
电压表及电压的测量
一、电压表 二、电压的测量
第九章 常用电工仪表与安全用电
第一节 常用电工仪表
一、电压表
测量电压的仪表称为电压表。电压表必须与被测电 路并联。 测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电流 通常用电磁式电压表。
+ U –
V
负 载
+ U –
+ U0 –
R0 RV
如，用伏安法测电阻器的电阻值，是先电阻器两端的电压 和电阻器中流过的电流，然后根据欧姆定律计算出被测电阻 器阻值。
第二节
万用表
一、指针式万用表 二、数字万用表 三、汽车万用表
万用表也称复用表或多用表。可以测量多种电量 的多量程的便携式常用直读仪表。 功能：测量交直流电流、交直流电压、电阻值及 音频电平等，还可测量电感、电容及晶体管的交流电 流放大倍数等电学量 分类：磁电式和数字式两种。
电流、电压
电流、电压、电 直流及工频与较 功率、功率因数、 高频率的交流 电能量
第九章 常用电工仪表与安全用电
第一节 常用电工仪表
电工测量上的几种符号
符 号 意 直 流 流 交 义
~ ~
3
交 直 流 三 相 交流 仪表绝缘试验电压2000V 仪表直立放臵
~或 ~
2KV
或¬
或 60 ° 仪表水平放臵、仪表倾斜60°放臵
（3）读数时视线应与表盘垂直。视线、指针和刻度线应 在同一直线上，以提高读数的准确度； （4）正确使用有效数字，应读到估计值位；
（5）为防止操作失误、选档不当而损坏仪表，一般在万 用表使用完毕后，应将转换开关旋至交流电压档的最大量 程上。
第九章 常用电工仪表与安全用电
电工仪表与测量
电工仪表与测量一、电工仪表的种类：1、按工作原理，电工仪表分磁电式、电磁式、电动式、感应式。
2、按精度等级分0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等七级。
3、按测量方法分直读式仪表（如电流表、万用表、兆欧表等）、比较式仪表（如电桥、接地电阻测量仪）二、电工仪表常见符号：三、工作原理：1、磁电式仪表：（1）构成：固定的永久磁铁、可转动的线圈，+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。
（2）原理：当线圈中通过直流电流时，通电线圈在磁场中要受到力的作用，带动指针、转轴转动，当电磁作用力和游丝的反作用力平衡时，指针停在某一确定位置，刻度盘上给出一相应的读数。
机械调零机构用于校正零位误差。
（3）特点：优点：1、磁电式仪表灵敏度高、精确度高。
2、刻度盘分度均匀。
3、功率消耗小。
缺点：1、过载能力小。
2、只能测量直流，要测量交流，必须加整流器才能使用。
2、电磁式仪表：(1)构成：固定的线圈、可转动的软磁铁片，+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。
(2)原理：当线圈中通过电流时，线圈产生的磁场使铁芯磁化对铁片产生吸引力，使固定在同一转轴上的指针随之发生偏转。
当转动的作用力与游丝的反作用力达到平衡时，指针停在某一位置不动，指示出被测量的大小。
显然，当流过线圈的电流方向改变而大小不变时，线圈产生的磁场极性及可动软磁片被磁化的极性也同时改变，但它们之间的作用力仍是吸引力，转动力矩的大小和方向不变，保证了指针偏转角不会改变。
所以，可用来组成交、直流两用仪表。
(3)特点：优点：1、可测直流，又可测交流。
2、可直接测量较大电流，过载能力强。
3、结构简单、制造成本低。
缺点：1、刻度不均匀。
2、易受外磁场影响，结构上应有抗干扰设计。
3、电动式仪表：（1）构成：固定的线圈、可转动线圈，+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。
（2）原理：当两个线圈中都通以电流时，通电线圈相当一个电磁铁，一个磁场要受到另一个磁场的作用，可转动线圈受力并带动指针随之偏转。
常用电工测量仪表及使用
一、常用电工测量仪表概述电工测量的对象主要是指电流、电压、电功率、电能、相位、频率、功率因数、电阻等。
测量各种电量的仪器仪表统称为电工测量仪表。
电工测量仪表的种类有很多，其中最常用的是测量基本电量的仪表。
本节着重介绍常用电工测量仪表的基本知识及测量方法。
1、常用电工测量仪表的分类常用电工测量仪表的种类很多，且根据不同的概念可以有不同的分类方式，如按测量对象、工作原理、仪表的准确度、防护性能、使用方式等都可以对常用的电工测量仪表进行分类。
见表1-5。
表1-5 常用电工仪表的类别、符号、测量单位及可测物理量2、常用电工测量仪表的准确度准确度是指仪表在正常工作条件下的最大误差占仪表盘上满刻度的百分数。
在表1-5的7个误差等级中，数字越小表示准确度越高，即基本误差越小，但价格也越高。
0.1级到0.5级仪表准确度较高，多用于实验室作校验仪表；1.5级以上的仪表准确度较低，多用于工程上的检测及计量。
测量时仪表的指示值与被测量的实际值之间的差异，就是仪表的测量误差。
测量误差是由仪表的基本误差和附加误差引起的。
基本误差是指仪表在正常工作条件下（在规定温度、规定的放置方式、没有外电场和外磁场干扰等），由于仪表制造工艺限制，造成仪表本身内部结构特性和质量等方面的缺陷所引起的误差。
如摩擦误差、标尺刻度不准确、轴承与轴尖间隙造成的倾斜误差等，都属于基本误差范围；附加误差是指仪表离开规定的工作条件（如环境温度的改变、外电场或外磁场的影响，被测正弦交流电波形失真等）而引起的误差。
例如1.0级电流表的基本误差是满刻度的 1.0%，在仪表规定的正常工作条件下若测得电流为100mA时，则实际电流在99101mA之间。
3、常用电工测量仪表的型号电工仪表的产品型号可以反映出仪表的用途、工作原理。
电工仪表的产品型号，是按主管部门规定的电工仪表型号编制法，经生产单位申请，并由主管部门等级颁发的。
对安装式和可携式指示仪表的型号，规定有不同的编号规则。
常用电工仪表及测量
电工仪表的应用
电工仪表的应用
电压表
电流表
功率表
频率表
功率因数表
万用表
兆欧表
整步表
2.1 电工测量仪表的基础知识
•电工仪表是实现电工测量过程所需技术 工具的总称。 工具的总称。 •电工仪表的测量对象:主要是电学量与磁学量。电学量又分为电 电工仪表的测量对象:主要是电学量与磁学量。 量与电参量。 量与电参量。 •测量的电量:有电流、电压、功率、电能、频率等； 测量的电量:有电流、电压、功率、电能、频率等； •测量的电参量:有电阻、电容、电感等。 测量的电参量:有电阻、电容、电感等。 •测量的磁学量:有磁感应强度、磁导率等。 测量的磁学量:有磁感应强度、磁导率等。
1.0 级电表 1.5 级电表 绝缘强度试验电压 仪表水平放置 仪表垂直放置 仪表倾斜 60°放置 正端钮 负端钮 公共端钮 接地端钮
2kV
→ ↑ ∠ 60° + － ±或 ┴或┴
端钮
2.1.3 电工仪表的误差和准确度
准确度: 准确度:是指测量结果（简称示值）与被测量真实值（简称真值 ）间相接近的程度，是测量结果准确程度的量度。 误差: 误差:是指示值与真值的偏离程度。准确度与误差本身的含义是 相反的，但两者又是紧密联系的，测量结果的准确度高，其误 差就小，因此，在实际测量中往往采用误差的大小来表示准确 度的高低。 由于制造工艺的限制及测量时外界环境因素和操作人员的 因素，误差是不可避免的。根据引起误差的原因不同，仪表误 差可分为基本误差和附加误差。 基本误差: 基本误差:是在规定的温度、湿度、频率、波形、放置方式以及 无外界电磁场干扰等正常工作条件下，由于仪表本身的缺点所 产生的误差。 附加误差: 附加误差:是由于外界因素的影响和仪表放置不符合规定等原因 所产生的误差。附加误差有些可以消除或限制在一定范围内， 而基本误差却不可避免。
电工仪表与测量
电工仪表与测量
空气阻尼器
磁感应阻尼器
常见阻尼器
电工仪表与测量
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
针又分矛形和刀形，如图所示。指 针通常采用铝合金等材料制成，轻 而坚固。
• 光标式指示器可以完全消除视觉误 差，适用于一些高灵敏度和高准确 度的仪表。
电工仪表与测量
电工仪表与测量
数字式存储示波器
电工仪表与测量
电工仪表的标志
不同的电工仪表具有不同的技术特性， 为方便选择和使用仪表，规定用不同的符 号来表示这些技术特性，并标注在仪表的 面板上，这些图形符号叫做仪表的标志。
电工仪表与测量
电工仪表与测量
2.仪表工作原理的图形符号
电工仪表与测量
3．准确度等级的符号
电工仪表与测量
数字式电压表
电工仪表与测量
智能仪表
• 智能仪表的特点：利用微处理器的控制和计算功 能，这种仪器可实现程控、记忆、自动校正、自 诊断故障、数据处理和分析运算等功能。
• 智能仪表的分类：智能仪表一般分为两大类：一 类是带微处理器的智能仪器；另一类是自动测试 系统。
• 典型仪表：数字式存储示波器
转动力矩装置 反作用力矩装置 阻尼力矩装置 读数装置 支撑装置
电工仪表与测量
转动力矩装置
• 产生转动力矩的装置都由固定部分 和可动部分组成。
• 转动力矩M的大小与被测量x及指针 偏转角α成某种函数关系。
ห้องสมุดไป่ตู้
电工仪表与测量
反作用力矩装置
• 反作用力矩Mf一般由游丝产生。其 方向总是与转动力矩的方向相反， 大小在游丝的弹性范围内与指针偏 转角α成正比。
电工手册 第三章 常用电工测量仪表及电子仪器仪表
互感器也可以看成是仪表的附件不单独列成一类。由于电工指示仪表的种类繁多，按照不
同的功能又可分为各种类型的电工指示仪表，常用的分类方法有如下几种。
3.1.电工测量仪表的分类
3.1.1按仪表测量机构的结构和工作原理分类
按仪表测量机构的结构和工作原理可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、
(3)如果使用电压互感器和电流互感器时，实际消耗的电能应为电能表的读数乘以电压互感器和电流互感器的变比值。
(4)安装好的电能表，如果没有负荷，电能表内的转盘应该停止转动，或者只能有微动，但也不应超过一整转。如果转盘继续转动不止，则说明电能表本身或线路上有了故障，应查清原因，排除故障后方可使用。．
(5)有些电能表在使用中会发出一种很弱的嗡嗡声，这是由于电表内部交变磁场作用的缘故。这种声音并不影响电能表的准确度和正常使用。
图（a）为直接接入图（b）、（c）、（d）为经电流互感器接入
三相交流电能的测量
三相四线制电表的接线：图(a)为直接接人；图(b)为经电流互感器接人；
图(c)为经电流互感器、
电压互感器接人；
图(d)为三只单相电度表
接人三相四线制接法
三相交流电能的测量
无功电表的接线：
图(a)为直接接人；
图(b)为经电流互感器接
（1）灵敏度和准确度比用于交流的其他形式仪表高；
（2）标度不均匀；
（3）过载能力差；(4)读数受外磁场影响大
感应式
仪表由一个或数个绕在铁芯上的线圈和铝盘组成。当线圈中通有交流时，在气隙中便产电生交变磁通铝盘在交变磁通的作用下，感应产生涡流，此涡流在交变的磁场中受力，产生转矩，推动铝盘转动
基本电工仪表及测量误差
操作误差
操作不当
操作顺序错误
在操作电工仪表时，不正确的操作方 法可能导致测量误差。
在多步骤的测量过程中，操作顺序的 错误可能导致测量误差。
连接不良
仪表与被测电路的连接不良可能导致 测量误差。
环境误差
温度影响
温度变化可能影响电工仪表的元件性能，从而导 致测量误差。
湿度影响
湿度过高可能导致电工仪表内部短路或元件性能 下降，从而产生误差。
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正确使用电工仪表
严格按照电工仪表的 使用说明书进行操作， 避免误操作影响测量 结果。
正确连接测量线路， 确保接触良好，防止 虚接、断路等现象。
在测量前确保电工仪 表的开关处于正确位 置，量程选择合适。
定期校准电工仪表
按照规定周期对电工仪表进行校 准，确保测量准确性。
在使用过程中如发现误差较大或 异常情况，应及时进行校准或维
不同规格的电工仪表有不 同的测量范围和精度，超 出其测量范围可能导致误 差。
读数误差
视觉误差
读取仪表刻度时，由于视 觉角度或刻度线不清晰， 可能导致读数误差。
估读误差
由于人的主观判断，对刻 度值进行估读时会产生一 定的误差。
习惯误差
长期使用某种特定类型的 电工仪表可能导致读数习 惯的偏差，从而产生误差。
万用表
类型
模拟万用表、数字万用表。
精度等级
根据不同型号和功能有所不同，一般为0.5级或1.0级。
03 电工仪表的测量误差来源
仪器误差
01
02
03
仪器设计缺陷
由于设计和制造过程中的 限制，电工仪表可能存在 固有的误差。
仪器老化
常用电工仪表表示字母、测量项目及适用的设备名称
常用电工仪表表示字母、测量项目及适用的
设备名称
常用的电工仪表表示字母、测量项目及适用的设备名称，如表1所示。
表1 常用的电工仪表及其测量项目被测量种类仪表名称符号适用设备名称电流电流表毫安表 A mA 发电动机、励磁机、电动机、变压器、线路电压电压表毫伏表千伏表V mV kV 发电动机、励磁机、变压器、母线电功率（有功）有功功率表千瓦表W kW 发电动机、变压器、线路电功率（无功）无功功率表千乏表kW kvar 发电动机、线路电能量（有功）电能表kWh 发电动机、变压器、线路电能量（无功）无功电能表kvarh 发电动机、线路相位相位表、功率因数表φ发电动机、母线频率频率表、周波表Hz 发电动机、母线电阻欧姆表、绝缘电阻表Ω·m 任何停电设备和线路接地电阻接地摇表Ω接地装置
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第2章常用电工仪表及测量2.1 电工测量的基本知识2.2 电气参数的测量课题2-1 常用电工仪表的使用2.1 电工测量的基本知识2.1.1常用名词术语电工仪表与电气测量常用名词术语见表2-1。
表2-1电工仪表与电气测量常用名词术语2.1.2常用电工仪表的种类、特点及用途1.电工仪表概述电气设备的安装、调试及检修过程中，要借助各种电工仪器仪表对电流、电压、电阻、电能、电功率等进行测量，称之为电工测量。
2.电工仪表的分类电工仪表的种类繁多，分类方法也各有不同。
按照电工仪表的结构和用途，大体上可以分为以下五类。
（1）指示仪表类：直接从仪表指示的读数来确定被测量的大小。
（2）比较仪器类：需在测量过程中将被测量与某一标准量比较后才能确定其大小。
（3）数字式仪表类：直接以数字形式显示测量结果，如数字万用表、数字频率计。
（4）记录仪表和示波器类：如X-Y记录仪、光线示波器。
（5）扩大量程装置和变换器：如分流器、附加电阻、电流互感器、电压互感器。
常用的指示仪表可按以下方法分类：（1）按仪表的工作原理分类，主要有电磁式、电动式和磁电式指示仪表，其他还有感应式、振动式、热电式、热线式、静电式、整流式、光电式和电解式等类型的指示仪表。
（2）按测量对象的种类分类，主要有电流表（又分安培表、毫安表、微安表）、电压表（又分为伏特表、毫伏表等）、功率表、频率表、欧姆表、电度表等。
（3）按被测电流种类分类，有直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表。
（4）按使用方式分类，有安装式仪表和可携式仪表。
（5）按仪表的准确度分类，指示仪表的准确度可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级。
仪表的级别即仪表准确度的等级。
（6）按使用环境条件分类，指示仪表可分为A、B、C三组。
A组：工作环境为0～+40℃，相对湿度在85%以下。
B组：工作环境为-20～+50℃，相对湿度在85%以下。
C组：工作环境为-40～+60℃，相对湿度在98%以下。
(7)按对外界磁场的防御能力分类，指示仪表有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个等级。
2.1.3测量的准确性及误差分析1.绝对误差和相对误差绝对误差是指仪表的指示值与被测量的实际值之间的差值。
相对误差是指绝对误差和被测量的实际值之比的百分数值。
2.仪表的准确度规定以最大的引用误差表示仪表的准确度，即%100⨯=±m mA A K ∆表2-2仪表的准确度和基本误差3.测量的准确性衡量测量的准确性，通常采用相对误差表示，即%1000⨯=A A∆γ式中，ΔA 为绝对误差，即仪表的指示值与被测量实际值之差；A 0为被测量实际值。
2.2 电气参数的测量2.2.1测量仪表的结构及工作原理1.磁电式仪表的工作原理磁电式仪表的结构如图2.1所示。
磁电式仪表的工作原理是永久磁铁的磁场与通有直流电流的可动线圈相互作用而产生偏转力矩，使可动线圈发生偏转。
图2.1 磁电式仪表的结构指针轴平衡重物圆柱铁心调零导杆调零螺丝永久磁铁可动线圈极靴游丝（1）磁电式仪表有以下优点：标度均匀,灵敏度和准确度较高,读数受外界磁场的影响小。
（2）磁电式仪表的缺点如下：表头本身只能用来测量直流量（当采用整流装置后也可用来测量交流量），过载能力差。
（3）使用磁电式仪表的注意事项有：测量时，电流表要串联在被测的支路中，电压表要并联在被测电路中；使用直流表，电流必须从“+”极性端进入，否则指针将反向偏转;一般的直流电表不能用来测量交流电，仪表误接交流电时，指针虽无指示，但可动线圈内仍有电流通过，若电流过大，将损坏仪表;磁电式仪表过载能力较低，注意不要过载。
2.电磁式仪表的工作原理电磁式仪表的结构如图2.2所示。
（1）电磁式仪表有以下优点：适用于交直流测量,过载能力强,可无需辅助设备而直接测量大电流，可用来测量非正弦量的有效值。
（2）电磁式仪表的缺点如下：标度不均匀,准确度不高,读数受外磁场影响。
图2.2 电磁式仪表的结构空气阻尼器固定线圈调零螺丝可动铁片固定铁片平衡重物3.电动式仪表的工作原理电动式仪表的结构如图2.3所示。
电动式仪表的工作原理是:仪表由固定线圈（电流线圈与负载串联，以反映负载电流）和可动线圈（电压线圈串联一定的附加电阻后与负载并联，以反映负载电压）所组成，当它们通有电流后，由于载流导体磁场间的相互作用而产生转动力矩使活动线圈偏转，当转动力矩与弹簧反作用力矩平衡时,便获得读数。
游丝固定线圈指针空气阻尼器可动线圈图2.3 电动式仪表的结构（1）电动式仪表的优点：适用于交直流测量,灵敏度和准确度比用于交流的其他仪表高,可用来测量非正弦量的有效值。
（2）电动式仪表的缺点：标度不均匀,过载能力差,读数受外磁场影响大。
2.2.2测量仪表的选用1.电流的测量电流表是用来测量电路中的电流值的，按所测电流性质可分为直流电流表、交流电流表和交直流两用电流表。
就其测量范围而言，电流表又分为微安表、毫安表和安培表。
RL IA ＋－R FIE图2.4 电流表扩大量程电路1）电流表(1)电流表的工作原理。
电流表有磁电式、电磁式、电动式等类型，它们被串接在被测电路中使用。
仪表线圈通过被测电路的电流使仪表指针发生偏转，用指针偏转的角度来反映被测电流的大小。
并联电阻起分流作用，称为分流电阻或分流器，如图2.4所示。
(2)电流表的选择。
测量直流电流时，可使用磁电式、电磁式或电动式仪表，其中磁电式仪表使用较为普遍。
(3)电流表的使用。
在测量电路电流时，一定要将电流表串联在被测电路中。
磁电式仪表一般只用于测量直流电流，测量时要注意电流接线端的“+”、“-”极性标记，不可接错，以免指针反打，损坏仪表。
对于有两个量程的电流表，它具有三个接线端，使用时要看清楚接线端量程标记，根据被测电流大小选择合适的量程，将公共接线端一个量程接线端串联在被测电路中。
(4)电流表常见的故障及处理方法。
电流表比较常见的故障是表头过载。
当被测电流大于仪表的量程时，往往使表中的线圈、游丝因过热而烧坏或使转动部分受撞击损坏。
为此，可以在表头的两端并联两只极性相反的二极管，以保护表头。
2）钳形电流表通常，当用电流表测量负载电流时，必须把电流表串联在电路中。
但当在施工现场需要临时检查电气设备的负载情况或线路流过的电流时，如果先把线路断开，然后把电流表串联到电路中，就会很不方便。
此时应采用钳形电流表测量电流，这样就不必把线路断开，可以直接测量负载电流的大小了。
图2.5 钳形电流表12345671—被测导线；2—铁心；3—二次绕组；4—表头；5—量程调节开关；6—胶木手柄；7—铁心开关(1)钳形电流表的工作原理。
钳形电流表是根据电流互感器的原理制成的，其外形像钳子一样，如2.5图所示。
(2)使用钳形电流表的注意事项。
2.电压的测量电压表是用来测量电路中的电压值的，按所测电压的性质分为直流电压表、交流电压表和交直两用电压表。
就其测量范围而言，电压表又分为毫伏表、伏特表。
1）电压表的工作原理磁电式、电磁式、电动式仪表是电压表的主要形式。
2）电压表的选择电压表的选择原则和方法与电流表的选择相同，主要从测量对象、测量范围、要求精度和仪表价格等方面考虑。
3）电压表的使用用电压表测量电路电压时，一定要使电压表与被测电压的两端并联，电压表指针所示为被测电路两点间的电压。
４）电压表的选择和使用注意事项电压表及其量程的选择方法与电流表相同，量程和仪表的等级要合适。
电压表必须与被测电路并联。
直流电压表还要注意仪表的极性，表头的“+”端接高电位，“-”端接低电位。
电压互感器的二次侧绝对不允许短路；二次侧必须接地。
3.功率的测量功率使用功率表进行测量。
1）功率表的工作原理多数功率表是根据电动式仪表的工作原理来测量电路功率的。
2）功率表的选择在选择功率表时，首先要考虑的是功率表的量程,必须使其电流量程能允许通过负载电流,电压量程能承受负载电压。
3）功率表的使用(1)功率表的正确接线。
电动式功率表指针的偏转方向是由通过电流线圈的电流方向决定的，如果改变其中一个线圈中电流的方向，指针就将反转。
L＋L－(a)RWL＋L－(b)RW图2.6功率表的连接(2)三相平衡负载电路总功率的测量。
三相平衡负载的每相负载所消耗的功率相同，只需用一只功率表测量一相负载的功率，然后乘以3即可得三相总功率。
(3)三相四线制电路总功率的测量。
在三相四线制电路中，三相负载不平衡，要测量其总功率需使用三只功率表。
4.电能的测量电度表是计量电能的仪表，即能测量某一段时间内所消耗的电能。
电度表按用途分为有功电度表和无功电度表两种，它们分别计量有功功率和无功功率；按结构分为单相表和三相表两种。
1）电度表的结构电度表的种类虽不同，但其结构是一样的。
它由两部分组成：一部分是固定的电磁铁，另一部分是活动的铝盘。
电度表都有驱动元件、转动元件、制动元件、计数机构等部件。
单相电度表的结构如图2.7所示。
2134 5负载电源61—电流元件；2—电压元件；3—蜗轮蜗杆传动机构；4—转轴；5—铝盘；6—永久磁铁图2.7 单相电度表的结构示意图(1)驱动元件。
驱动元件由电压元件(电压线圈及其铁心)和电流元件(电流线圈及其铁心)组成。
(2)转动元件。
转动元件由可动铝盘和转轴组成。
(3)制动元件。
制动元件是一块永久磁铁，在转盘转动时产生制动力矩，使转盘转动的转速与用电器的功率大小成正比。
(4)计算机构。
计算机构又叫计算器，它由蜗杆、蜗轮、齿轮和字轮组成。
2）电度表的工作原理当通入交流电，电压元件和电流元件两种交变的磁通穿过铝盘时，在铝盘内感应产生涡流，涡流与电磁铁的磁通相互作用，产生一个转动力矩，使铝盘转动。
3）电度表的安装和使用要求(1)电度表应按设计装配图规定的位置进行安装，应注意不能安装在高温、潮湿、多尘及有腐蚀气体的地方。
(2)电度表应安装在不易受震动的墙上或开关板上，墙面上的安装位置以不低于1.8m为宜。
(3)为了保证电度表工作的准确性，必须严格垂直装设。
(4)电度表的导线中间不应有接头。
(5)电度表在额定电压下，当电流线圈无电流通过时，铝盘的转动不超过1转，功率消耗不超过1.5W。
(6)电度表装好后，开亮电灯，电度表的铝盘应从左向右转动。
(7)单相电度表的选用必须与用电器总瓦数相适应。
(8)电度表在使用时，电路不容许短路及用电器超过额定值的125%。
(9)电度表不允许安装在10%额定负载以下的电路中使用。
4）电度表的接线(1)单相电度表的接线。
在低压小电流电路中，电度表可直接接在线路上，如图2.8（a）所示。
在低压大电流电路中，若线路负载电流超过电度表的量程，则须经电流互感器将电流变小，即将电度表间接连接到线路上,接线方法如图2.8（b）所示。
图 2.8(a)直接接入式；(b)经电流互感器接入式Z4321Wh N(a )Z4321WhN(b )TAWh—单相功率表；Z —负载；T A—电流互感器(2)三相二元件电度表的接连。