2015电气测量技术(2-指针式仪表)
电气常用仪器仪表
精心整理电气常用仪器仪表第一节电工仪表概述电工仪表是用于测量电压、电流、电能、电功率等电量和电阻、电感、电容等电路参数的仪表,在电气设备安全、经济、合理运行的监测与故障检修中起着十分重要的作用。
电工仪表的结构性能及使用方法会影响电工测量的精确度,电工必须能合理选用电工仪表,而且要了解常用电工仪表的基本工作原理及使用方法。
―、电工仪表的分类及符号常用电工仪表有:直读指示仪表,它把电量直接转换成指针偏转角,如指针式万用表;比较仪表,它与标准器比较,并读取二者比值,如直流电桥;它显示二个相关量的变化关系,如示波器;数字仪表,它把模拟量转换成数字量直接显示,如数字万用表。
常用电工仪表按其结构特点及工作原理分类:有磁电式、电磁式、电动式、感应式、整流式、静电式和数字式等。
为了表示常用电工仪表的技术性能,在电工仪表的表盘上有许多符号,如被测量单位的符号、工作原理符号、电流种类符号、准确度等级符号、工作位置符号和绝缘强度符号等。
以1T1-A型交流电流表为例,其表盘左下角符号:1为电流种类符号,~为交流;2是仪表工作原理符号,图示符号为电磁式;3为防外磁场等级符号,为皿级;4是绝缘强度等级符号,仪表绝缘可经受2KV1min耐压试验;5表示B组仪表;6为工作位置符号,丄表示盘面应位于垂直方向;7是仪表准确度等级1.5。
所以测量结果的精确度,不仅与仪表的准确度等级有关,而且与它的量程也有关。
因此,通常选择量程时应尽可能使读数占满刻度三分之二以上。
第二节万用表万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表,一般的万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。
有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE等。
所以万用表是电工必备的仪表之一。
万用表可分为指针式万用表和数字式万用表。
一、指针式万用表的结构和工作原理1.指针式万用表的结构指针式万用表的型式很多,但基本结构是类似的。
指针式万用表的结构主要由表头、转换开关、测量线路、面板等组成。
朱明zhubob《电气测试技术》第一章
2.测量误差
1.系统误差
在测量过程中所产生的大小恒定或按一定的规
律变化的误差。产生系统误差的原因有以下几种:
基本误差:由于仪表本身不完善产生的误差 附加误差:由于仪表使用不当而产生的误差 方法误差:由于测量方法不正确或者由于测量依据的理论不完善 等原因产生的误差
人身误差:由于测量人员的感觉不完善而产生的误差
电气测试基本技术
Technology of Electric Measurement
第一章 电气测量基本知识
考核方式
考核分类
平时成绩 过程考核 实验成绩 主要考核学生 对该门课程的 掌握情况 操作及报告 以闭卷、笔试的形 式 按学时安排 20%
考核方式
考核时间 成绩
20%
作业、出勤、态度、 不定期考核 纪律等
以测量结果的 获得方式分类 以测量过程的 特点分类
直接测 量 间接测 量 组合测 量
直读测 量法 比较测 量法
第9页
1.电气测量的概念、分类
• 以测量结果的获得方式分类:
1.直接测量
2.间接测量 3.组合测量
间的关系。
指仪表读出值就是被测的电磁量,例如用电流
表测量电流(串联),用电压表测量电压(并联)。 指要利用某种中间量与被测量之间的函数关系
善或者是近似的所引起的误差。
例如,用均值表测量非正弦信号电压,须进行波形换算,
K 其定度系数为:
由于结果是无理数,所取得的1.11是个近似值所造成的误
2 2
1.11
差属于理论误差。
第14页
2.测量误差
5. 人身误差
即由于测量者的分辨力、视觉疲劳、习惯或
缺乏责任心等因素引起的误差。 人身误差是由于人为因素造成的,欲减小人身误差必须
电气测量技术-实验课案
使用说明CSY系列传感器系统实验仪是用于检测仪表类课程教学实验的多功能教学仪器。
其特点是集被测体、各种传感器、信号激励激、处理电路和显示器于一体,可以组成一个完整的测试系统。
通过实验指导书所提供的数十种实验举例,能完成包含光、磁、电、温度、位移、振动、转速等内容的测试实验。
通过这些实验,实验者可对各种不同的传感器及测量电路原理和组成有直观的感性认识,并可在本仪器上举一反三开发出新的实验内容。
实验仪主要由实验工作台、处理电路、信号与显示电路三部分组成。
一、位于仪器顶部的实验工作台部分,左边是一副平行式悬臂梁,梁上装有应变式、热敏式、P-N结温度式、热电式和压电加速度五种传感器。
平行梁上梁的上表面和下梁的下表面对应地贴有八片应变片,受力工作片分别用符号和表示。
其中六片为金属箔式片(BHF-350)。
横向所贴的两片为温度补偿片,用符号和表示。
片上标有“BY”字样的为半导体式应变片,灵敏系数130。
热电式(热电偶):串接工作的两个铜一康铜热电偶分别装在上、下梁表面,冷端温度为环境温度。
分度表见实验指导书。
热敏式:上梁表面装有玻璃珠状的半导体热敏电阻MF-51,负温度系数,25℃时阻值为8~10K。
P-N结温度式:根据半导体P-N结温度特性所制成的具有良好线性范围的温度传感器。
压电加速度式:位于悬臂梁右部,由PZT-5双压电晶片,铜质量块和压簧组成,装在透明外壳中。
实验工作台左边是由装于机内的另一副平行梁带动的圆盘式工作台。
圆盘周围一圈所安装有(依逆时针方向)电感式(差动变压器)、电容式、磁电式、霍尔式、电涡流式五种传感器。
电感式(差动变压器):由初级线圈Li和两个次级线圈L。
绕制而成的空心线圈,圆柱形铁氧体铁芯置于线圈中间,测量范围>10mm。
电容式:由装于圆盘上的一组动片和装于支架上的两组定片组成平行变面积式差动电容,线性范围≥3mm。
磁电式:由一组线圈和动铁(永久磁钢)组成,灵敏度0.4V/m/s。
电气测量技术 基础知识
相对误差
绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分 数,叫做相对误差γ,即
100 % A0
一般情况下实际值A0难以确定,而仪表的 指示值Ax≈A0,故可用以下公式计算
100 % Ax
[例]
已知甲表测量200V电压时△l=+2V,乙 表测量10V电压时△2=+1V,试比较两表的相 对误差。 解:甲表相对误差为
1 2 1 100 % 100 % 1% A01 200
典型仪表:比较式直流电桥
比 较 式 直 流 电 桥
第五章 电路参数的测量中讲
数字仪表digital instrument
数字仪表的特点:采用数字测量技术,并 以数码的形式直接显示出被测量的大小。 数字仪表的分类:常用的有数字式电压表、 数字式万用表、数字式频率表等。
典型仪表:数字式电压表
曹冲称象
曹冲(196—208),字仓舒,谥号邓哀王,东汉末年 沛(pèi)国谯(qiáo)(今安徽毫(bó)州市)人。是曹操的 三儿子,由曹操的小妾环夫人所生。曹冲从小聪明仁 爱,与众不同,深受曹操喜爱。建安十三年(公元208 年),曹冲病重不治而去世,年仅十三岁。
比较测量法的优缺点
优点:准确度高。
缺点:由于仪表接入被测电路后,会使电路工 作状态发生变化,因而这种测量方法的准确度 较低。
举例:电流表测量电流,电压表测量电压,功 率表测量功率等。
电气测量技术单选题100道及答案
电气测量技术单选题100道及答案1. 电气测量的主要对象不包括()A. 电流B. 磁场强度C. 电功率D. 声音答案:D2. 测量直流电流时,通常采用()A. 电磁式电流表B. 磁电式电流表C. 电动式电流表D. 感应式电流表答案:B3. 磁电系仪表的特点是()A. 准确度高B. 灵敏度低C. 过载能力强D. 刻度不均匀答案:A4. 测量交流电压时,常用的仪表是()A. 磁电系电压表B. 电磁系电压表C. 电动系电压表D. 以上均可答案:C5. 电动系仪表的刻度特性()A. 均匀B. 不均匀C. 前密后疏D. 前疏后密答案:A6. 万用表测量电阻时,指针偏转在()范围,测量结果较准确。
A. 接近满刻度B. 接近零刻度C. 中心刻度附近D. 任意位置答案:C7. 功率表的读数是()A. 电压与电流的乘积B. 电压、电流和功率因数的乘积C. 电压与电流有效值的乘积D. 电压、电流有效值和功率因数的乘积答案:D8. 测量精度最高的电桥是()A. 直流单臂电桥B. 直流双臂电桥C. 交流电桥D. 以上都一样答案:B9. 示波器主要用于观测()A. 电压的瞬时值B. 电流的瞬时值C. 电阻的阻值D. 电容的容量答案:A10. 用示波器测量交流电压的峰值时,应将Y 轴灵敏度旋钮置于()A. 最大B. 最小C. 适中D. 任意位置答案:A11. 数字式万用表测量电压时,其测量值为()A. 最大值B. 有效值C. 平均值D. 瞬时值答案:B12. 互感器的作用不包括()A. 扩大测量范围B. 使测量仪表标准化C. 隔离高电压D. 提高测量精度答案:D13. 电流互感器二次侧严禁()A. 开路B. 短路C. 接地D. 接电阻答案:A14. 电压互感器二次侧严禁()A. 开路B. 短路C. 接地D. 接电容答案:B15. 兆欧表主要用于测量()A. 电阻B. 电容C. 电感D. 绝缘电阻答案:D16. 测量接地电阻通常使用()A. 兆欧表B. 接地电阻测试仪C. 万用表D. 钳形电流表答案:B17. 电能表的作用是测量()A. 电功率B. 电能C. 电压D. 电流答案:B18. 感应式电能表属于()仪表。
电工仪表——万用表
第1章万用表万用表又叫万能表、繁用表,是一种多用途的便携式测量仪表,它具有测量范围广、使用方便、体积小、易携带等优点,是电工必备的测量工具。
万用表可用来测量电阻、直流电流、交流电流、直流电压和交流电压等,有的还能测电感、电容、声频电压和三极管放大倍数等。
目前常用的万用表可分为指针式万用表和数学式万用表两大类。
指针式万用表已有上百年的发展历史,具有结构简单、操作方便、价格低廉等优点。
数字式万用表则是新型数字仪表,以显示直观、准确度高、分辨力强、测试功能完善、测量速率快等优点而著称。
这两类仪表各具特色,互为补充,都深受广大专业电气技术人员和电气爱好者青睐。
1.1 指针式万用表指针式万用表是根据指针读数来确定测量结果的。
它的型号很多,外观各式各样,但基本结构大致相同,都是由指示部分、测量部分和转换开关三部分组成。
外形如图1-1所示。
一、指针式万用表的结构指针式万用表由表头、测量电路及转换开关三个主要部分组成。
1.表头表头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。
表头指针满刻度偏转时流过表头的直流电流值越小,说明表头的灵敏度越高。
表头上有四条刻度线。
如图1-2所示,第一条(从上到下)标有R或,指示的是电阻值,转换开关在欧姆挡进,即读此条刻度线;第二条标有∽和VA,指示的是交、直流电压和直流电流值,当转换开关在交、直流电压或直流电流挡,量程在除交流10V以外的其他位置时,即读此条刻度线;第三条标有10V,指示的是10V的交流电压值,当转换开关在交、直流电压挡,量程在交流10V时,即读此条刻度线;第四条标有dB,指示的是音频电平。
2.测量电路测量电路是用来把各种被测量转换成适合表头测量的微小直流电流的电路,它由电阻、电容、半导体器件及电池组成,如图1-3所示。
它能将各种不同大小的被测量(如电流、电压、电阻等)经过一系列的处理(如整流、分流、分压等),转换成一定量限的微小直流电流送入表头进行测量。
电气测量指示仪表的结构特点和技术特性分析
2 2・
科技 论 坛
电气测 量指 示仪表 的结构特 点和 技术特性 分析
程丰年 王 霞 ( 哈 尔滨 电 业局 检 修 试 验 工 区 , 黑龙 江 哈 尔滨 1 5 0 0 3 6 ) 摘 要: 电气测量仪表是保证 电力 系统安 全经济运 行的重要 工具之一 , 是变 电值班人 员监 督设备运行状 况的依 据 , 是正确统计 电力 负荷 、 积 累技 术资料和计算 生产指标的基本数据来源。 因此 , 我们对 电气测量指示仪表 的结构特 点和技术特性进行分析 。 关键词 : 电气测量指示仪表; 结构特 点; 技 术特性 4电气 测 漏 指 示 仪 表 的主 要技 术 特 性 1 概 念 和 分 类 电气测量指示仪表是 电测仪 表的一个仪 表质量 的主要技 术指标 ,不 同种 直接将通人测量仪表的被测 电量转换成可动部分 的机械位移 , 连接 类 、 不 同用途 的仪表所应具备 的技术特性 , 在国家标准 中, 都作 了明 在可动部分 的指针在标度尺上的指示直接反映出被测量 的数值 。 这 确 的规定 。主要有 以下几个 方面 : 种仪表又称为 电气机械式指示仪表 , 简称 指示仪表 。其具有测量简 4 . 1基本 误 差 便, 读 数可靠 、 测量 范 围广 、 结构 简单 、 体积 小 、 成本低 等一 系列优 所有仪表 的测量结果都 是被 测量 值的近似值 , 仪表 的准确 度越 点, 因此 目前仍被广泛 地应 用于电力系统 。它不仅能够测量直流 和 高 , 近似程 度越 高 , 测量的误差越小 。基本误差是仪表 固有 的误差 , 交流 电流 、 电压 、 功率 、 相位 、 频率 以及 电阻 、 电容 等电气量值 , 而 且 它是在正常工作条件下发生的误 差。 电气测 量指示仪表基本误差 的 还可以通过各 种变换器实现对非 电量 的测量。 大小是 以仪表指示值与被测量实 际值之差 , 也就是绝对误差与仪表 测量 上限值之 比的百分数来表示 。 造成仪表基本误差 的主要原 因是 2结 构 特 点 电气测量指示仪表 的种类很 多 , 但每种仪表都包括 两个 主要部 仪表测量 机构 和测量线路 的不完善。 如测量线路参数 或测量机构 的 分, 即测量机构和测量路线 。 测量路线 的作用是将被测量 的电流、 电 结构不稳 定等。 4 . 2附加误差 压或功率转换成测量机构 , 是将这一 过渡 的电气量值所形成的 电磁 力转换成仪表可动部分的机械位 移。 根据连接在可动部分上 的指针 附加误差不是仪表本身 固有误差 , 而是 由于外界 因素影 响和仪 偏转角大小 , 在标度尺上直接读 出被测量值 。测量 机构是电测指示 表正常工作条件改 变而 出现 的误差 。如环境温 度 、 外磁场 、 外电场 、 仪表 的核心 , 其基本作用如下 : 频率 、 电压 的变化等 , 都会造成附加误差 。 2 . 1 产生转动力矩 , 将被测电量转换为机械转矩 。 要使 电气测量 4 . 3 仪表 的阻尼时 间 指示 仪表 的指针偏 转 , 测 量机构就必须 产生一个转动力 矩 , 不 同类 仪表 接人被测 电路至指针 自稳定位 置左右摆 动不大 于标 度尺 型的仪表 , 产生转动力 矩的原料 也不同。例如磁 电系仪表 的转矩是 全长 的 1 %时止 的时间 , 成为阻尼时间。 阻尼时间越短 , 读数越快 。 仪 由永久磁铁 的磁 场与通 电流 的可 动线 固定 电磁 间施加 电压后形成 表指针越长 , 即惯性越大 , 阻尼元件作用越差 , 阻尼时间越长 。一般 的电场力 产生 。 规定 , 普通仪表阻尼 时间不允许超过 4 s , 质量较好 的仪表 , 阻尼 时间 2 . 2产 生反作用力矩 , 与转动力矩平 衡 , 使可动 部分静止 , 从 而 只有 1 . 5 s 左右 。 指示 出被测电量的大小 。如果指示仪 表的测量机构只有转动力矩 , 4 . 4仪 表 的 功 率 消 耗 则不论被测量值有 多大 , 活动部分都将在转动力矩 的作用 下偏 转至 电气测量 指示仪表一 般都是靠 消耗一定 的 电功率 才能 产生转 尽头而无 法读数 。 为了使一定大小 的被测量所产生的对应转矩使 可 动力矩 。在通 电过程 中有一部分 电能将转换成线路元件 的热能 , 使 动部分有一定 的偏转角 ,测量机构就 必须 装置 由转动力矩相反 , 而 元件温度升高 , 温升达到一定程度就会造成温升误差 。 此外 , 在小功 率 电路 中进行测 量时 , 若仪 表功耗较大 , 将导致 电路工作 状态发生 又与偏转角有 关的反作用力矩 。 2 - 3 产生阻尼力矩 , 使可动部分迅速静止下来 。 由于作用力矩和 变化 , 影响测量结构 , 所 以要求仪表消耗功率要 尽量小 。 降低仪 表的 反作用力 矩在平衡 的过程 中, 具有一定 的惯性 , 故 指针不能立 即停 功率消耗在 一定程度上能提高仪表 的灵 敏度 和准确度 , 扩 大应 用范 止在平衡位置 , 将会在读数位置来 回摆动 , 影响正确读数 。 因此仪表 围 。 测量机构 中必须设置阻尼装置。 用它产生与仪表活动部分运动方 向 4 . 5 仪 表 的绝 缘 强 度 相反 的力矩——阻尼力矩。 仪表 的外壳 和电气线路之 间绝缘 的好坏直接 影响能 否正 常工 阻尼 力矩是一种动态 力矩 , 即当活动部分 完全稳定 之后 , 它就 作和工作人员的安全 , 因此外壳与线路 间必须有 一定 的电气绝缘强 不复存在 。 因此 阻尼力矩并不改变转矩和反作用力矩 所确定 的偏转 度 , 凡是仪表工作 电压低于 6 5 0 V的均应承受住正玄交流 5 0 H z , 2 k v 角。 电压历时 l m i n的耐压试验 。工作 电压高于 6 5 0 V的, 耐压应为两倍 3电气仪表的基本要求 工作 电压加 l k v 。在仪表面板上 , 均有绝缘强度试 验电压的标记 。 4 . 6 仪 表 的过 载 能 力 3 . 1 准确度 等级 的要求 : ( 1 ) 用 于发 电机 和调 相机上 的交流 仪表应 不低于 1 . 5级 , 用于 仪表受缓慢增 大的负载以致 超过额定值 ,并保持 一定时 间 , 这 其他设 备和线路上的交流仪表应不低 于 2 . 5级 ; ( 2 )直流仪表应不 种过载成为延时过载 。若 仪表质量差 , 经过 延时过载可能导致 内部 元件损坏 。 仪表 的突然过载 , 称 为短时过载 , 可 能使仪表 的可动部分 低于 1 . 5级 。 由于量限选 择不当或电路发生 3 . 2与仪表连接的分 流器 、户 、附加电阻和互感器 的准确度等 受机械 冲击而损坏 。仪表在使用 中, 因此 , 各种仪 表均需有 级, 应不低于 0 . 5 级。但仅作电流和电压测量用 的 1 . 5 级或 2 . 5 级仪 急剧变化而 出现 仪表过载 的情况是 常见的 , 表 ,允许使用 1 . 0 级互感器 。对非重要 回路的 2 . 5 级 电流允许 使用 定的过载能力 。 4 . 7良好 的读数装置 3 . 0 级 电流互感器 。 要求仪表的标尺分 度应尽量均匀 , 便 于读数 。对不 均匀 的标 尺 , 3 . 3互感器 和仪 表的测量范 围, 应保证 电力设备 ( 例 如发 电机 、 应标明读数的起 始点。 一般 规定标尺 的读数范 围不小于标尺全长的 变压器等 )在正常运行时仪表指示在标度尺工作部分上量 限的 2 / 3 8 5 %。实验室用仪表 的指针多采用刀型结构 , 并在标尺上附有镜 面 , 以上 , 并应考虑过负荷运行 时 , 能有适 当的指示 。 指针 以及其他在镜面 中的形象成一条直线。 3 . 4在有可能出现短时冲击电流的 回路 中( 例 如变压器 、 异 步电 读数 时应使 眼睛 、 参考文献 动机等 ) , 宜装设 有过 负荷标度 的电流表 。 1 1 李云平. 电气测量指 示仪表的准确度等级[ J ] . 电测与仪表, 1 9 9 9 , 4 . 3 . 5 对 于有 可能 出现两个方 向电流 的直流回路或两个方 向功率 『 『 2 1 陶时澍. 电气测量【 M 】 . 哈 尔滨 : 哈 尔滨工业大学出版社, 2 0 1 1 ・
电工仪表及测量
部分电工仪表图片
发展趋势
数字化 网络化 智能化 小型化
学习方法及其它
理论+实践,注重理论和实际结合。 教学安排(32学时)
① 上课(第9-13周)共9讲 18学时 考试(50%)
② 上机 共6学时 上课和设计作业(共30%) ③ 实验 共8学时 实验报告(20%)
教学内容
第一章 电工仪表的分类和指针式电工仪表 1.1 电工测量与电工仪表
1.1.1 电工测量 电工测量是用被测的未知电量与同类标准电 量进行比较的过程。电工测量的对象是电阻、电 流、电压、功率、功率因数、电能等。电工仪表 具有测量迅速、构造简单、准确可靠等优点。
直接测量
测 量 方 式
指仪表读出值就是被测的电磁量,例 如用电流表测量电流,用电压表测量 电压。 指要利用某种中间量与被测量之间的 函数关系,先测出中间量,再算出被 测量。例如用伏安法测电阻。 指被测量与中间量的函数式中还有其 他未知数,须通过改变测量条件,得 出不同条件下的关系方程组,然后解 联立方程组求出被测量的数值。
第一讲 第二讲 第三讲 第四讲 第五讲 第六讲 第七讲 第八讲 第九讲 传统指针式电工仪表(1) 传统指针式电工仪表(2) 现代电工仪表 (数字表) 现代电工仪表 (智能表) 测量与误差 电工测量技术 电路元件参数测量 运用EDA软件设计三用表 三用表设计与调试
参考资料
图1-5 指示仪表的标尺特性 (a)均匀刻度标尺 (b)、(c)不均匀刻度标尺
图1-6 指示仪表的均匀标尺读数精度
1.3.5
指针式仪表的阻尼时间
阻尼时间是指仪表的指针或光点从被测量加入或去掉 时的初始位置到最终稳定位置所需的时间。一般仪表为了 读数迅速,其阻尼时间越短越好,通常规定不超过4s,较 好的仪表约为l.5s左右。
电工指示仪表的基本原理及组成(电子测量技术课件)
图2-1 电工指示仪表
2.1 电工指示仪表的基本原理及组成
组成:电工指示仪表通常由测量线路和测量机构组成,如图所示。
被测量 测量线路 过渡电量 测量机构 指针偏转角
图2-1 电工指示仪表的组成
测量线与测量机构
(1)测量线路 测量线路是将被测电量或非电量转换为测量机构能直接测量的电 量; 测量线路的构成必须根据测量机构能够直接测量的电量与被测量 的关系来确定。它一般由电阻、电容、电感或其他电子元件构成。
(2)电工仪表不仅可以测量电磁量,还可以通过各种 变换器来测量非电磁量,如温度、压力、速度等。
(3)分类:电工仪表种类繁多,归纳起来,可分成两 大类:电工指示仪表和较量仪器。本节重点介绍电工 指示仪表。
2.1 电工指示仪表的基本原理及组成
基本原理:电工指示仪表的基本原理是把被测电量或非电量变 换成仪表指针的偏转角。因此它也称为机电式仪表,即用仪表指 针(可动部分)的机械运动来反映被测电量或者非电量的大小。
电气测量技术
第二章 电气测量概述
2.1电工指示仪表的基本原理及组成 2.2 电工指示仪表的分类、标志和型号 2.3 电工指示仪表的误差和准确度 2.4对电工指示仪表的主要技术要求 2.5电工测量仪表-直读式仪表 2.6 电工仪表的选择与校验
概述:电工仪表
(1)概念:电工仪表是实现电气测量过程所需技术工 具的总称。
测量线路与测量机构
(2)测量机构 测量机构是实现电量转换为指针偏转角,并使两者保持一定关系的 机构。它是电工指示仪表的核心部分。 测量机构都包含固定部分和可动部分。可动部分为测量机构的终端 部分,其最终发生偏转并稳定在某一位置上保持平衡后即可确定最 终的测量结构。 其从基本原理上看,测量机构都有产生转动力矩、反作用力矩和阻 尼力矩的部件,这三种力矩共同作用在测量机构的可动部分上,使 可动部分发生偏转并稳定在某一位置上保持平衡。
《电力装置电测量仪表装置设计规范》(50063-2017)【可编辑】
目次1 总则 (1)2术语和符号 (2)2.1 术语 (2)2.2 符号 (3)3 电测量装置 (5)3.1 一般规定 (5)3.2 电流测量 (7)3.3 电压测量和绝缘监测 (9)3.4 功率测量 (10)3.5 频率测量 (11)3.6 公用电网谐波的监测 (12)3.7 发电厂、变电站公用电气测量 (12)3.8 静止补偿及串联补偿装置的测量 ...................... ( 13)3.9 直流换流站的电气测量 (14)4 电能计量 ............................................ ( 17)4.1 一般规定 (17)4.2 有功、无功电能的计量 ................................ ( 18) 5计算机监控系统的测量 (20)5.1 一般规定 (20)5.2 计算机监控系统的数据采集 (20)5.3 计算机监控时常用电测量仪表 (20)6电测量变送器 (22)7 测量用电流、电压互感器 (23)7.1 电流互感器 (23)7.2 电压互感器 (24)8 测量二次接线 (26)8.1 交流电流回路 (26)8.2 交流电压回路 (27)8.3 二次测量回路 (28)9 仪表装置安装条件 (29)附录 A 测量仪表满刻度值的计算 (30)附录 B 电测量变送器校准值的计算 (32)附录C 电测量及电能计量的测量图表 (34)本规范用词说明 (46)引用标准名录 (47)Contents1 General provisions ...................................................................... ( 1)2 Terms and symbols (2)2.1 Terms (2)2.2 Symbols (3)3 Electrical measurement device (5)3.1 General requirements (5)3.2 Current measuring (7)3.3 Voltage measuring and insulation monitoring (9)3.4 Power measuring ...................................................................... ( 10) 3.5 Frequency measuring .. (11)3.6 Public supply network harmonic monitoring (12)3.7 Power plants , substation public electrical measuring (12)3.8 Static compensator and series compensator measuring ........... ( 13)3.9 DC converter station electrical measuring (14)4 Energy metering .......................................................................... ( 17) 4.1 General requirements .. (17)4.2 Active、Reactive power energy metering (18)5 Measuring of the computerized monitoring andcontrol system (20)5.1 General requirements (20)5.2 Data acquisition of the computerized monitoring andcontrol system (20)5.3 The computerized monitoring and control system withgeneral electrical measuring meter (20)6 Electrical measuring transducers (22)7 Current and voltage transformer for metering (23)7.1 Current transformer (23)7.2 Voltage transformer (24)8 Secondary wiring for metering (26)8.1 AC current circuit (26)8.2 AC voltage circuit (27)8.3 Secondary measurement circuit (28)9 Measuring meter device installation conditions (29)Appendix A Calculation of measuringmeter full -scale (30)Appendix B Calculation of electrical measuringtransducers calibration value (32)Appendix C Chart of electrical measuring andenergy metering (34)Explanation of wording in this code (46)List of quoted standards (47)1 总则1.0.1为规范电力装置电测量仪表装置设计,做到准确可靠、技术先进、监视方便、方便运行管理、经济合理,统一设计原则,制定本规范。
电工测量仪表
电工测量仪表1电工测量仪表的分类11电工测量仪表的分类电工仪表的作用是测量各种电参数,如电流、电压、周期、频率、电功率、功率因数、电阻、电感、电容等。
电工通过测量这些电参数数值,便可以了解电路的电气设备的技术性能和工作情况,以便进行适当的处理和必要的调整,保证电路正常工作和设备安全运行。
按用途不同:可分为电压表、电流表、功率表、电度表等;还可根据电流种类,分为直流表、交流表和交直流两用表等三种,还有能聚测量电流、电压、电阻等功能的万用表。
按作用原理:常用的有磁电式、电磁式、电动式和感应式四种,其它还有振动式、热电式、热线式、静电式、整流式、光电式和电解式等。
按测量方法:可分为直读式和比较式两种。
直接指示被测量数值的仪表,称为直读式仪表,例如电压表、电流表、功率表等;被测量数值用“标准量”比较出来的仪表,称为比较式仪表,如平衡电桥、补偿器等。
此处的电工仪表章节主要介绍宣读式仪表。
按准确度:可分为0∙1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.5级、和5.0级七种。
0.2级仪表的允许误差为0.2%,0.5级仪表误差为0.5%,以此类推。
0.5级以上的仪表准确度较高,多用在实验室作为校验仪表。
1.5级、2.5级等准确度较低,一般装在配电盘和操作台上,用来监视电器设备允许情况。
2指针式万用表万用表是一种多功能、多量程的测量仪表,一般的万用表可以测量直流电压、直流电流、交流电压、电阻和音频电平等电学量。
有些万用表还可以测量交流电流、电容量和电感量以及半导体(二极管等)的一些参数,随着数字显示万用表的出现,测量更为方便。
指针式万用表因为结构简单、性价比高、量值表现直观,目前依然被广泛使用。
2.1指针万用表的结构表头:及用于显示数值的部分,是一只高灵敏度的磁电式直流电流表,有万用表的“心脏”之称,是用以指示被测量的数值,万用表的主要性能指标基本上取决于表头的性能。
表头的灵敏度是指表头指针满刻度偏转时流过表头的直流值,这个值越小,表头的灵敏度越高,测量电压时的内阻也就越大,万用表性能就越好。
电气测试技术复习题综合
《电气测试技术》复习题一、填空题1.零值法测量的准确度取决于度量涔的准确度和指零仪表的灵敏度。
P42.替代法测量的准确度取决于度量器的准确度和仪器的灵敏度。
P43.根据测量仪表的工作电流分,有直流仪表、交流仪表、交直流仪表。
P44.电气测量仪表的性能指标主要是静态指标和动态指标。
P55.直读式电测技术包括对被测对象的测量和采用指针指示的测量数据的直接读取,其仪表由测量机构和测量线路两部分组成。
P216.比较式电测仪表分为补偿式电测仪表和电桥式电测仪表。
P447.根据稳压电源中稳压器的稳定对象不同,可分为直流稳压电源和交流稳压电源。
P448.直流电位差计是按照补偿法原理制作的直流电压仪器。
P549.电桥的作用将参数转换为电压或电流信号,然后利用电桥平衡原理进行测量。
按照桥电源的不同分为直流电桥和交流电桥。
P5710.模拟信号发生器按照信号来源分成采用振荡器的信号发生器和采用稳态触发电路的信号发生器。
P6611.空间磁场测量的方法主要有磁感应法、霍尔效应法、磁通门法。
P14612.磁性材料特性主要包括直流磁性特性和交流磁性特性,其测量的基本特点必须离线进行。
P15813.退磁又称磁清洗,其退磁方法有直流法和交流法,交流退磁是在实际测量和应用中常用的方法。
P15914.磁性材料动态特性测量的对象主要是软磁材料,其测量的主要任务包括交流磁化曲线、交流磁滞曲线和损耗。
P16315.极限参数主要包括绝缘电阻、接地电阻、超高电压、超大电流、瞬间高速信号和微弱信号等。
P16716.测量绝缘电阻的方法主要有吸收比法和介质损耗因数法。
P17117.电气设备接地包括保护接地、工作接地、防雷接地。
P17318.数字仪表的结构包括测量线路、模数转换(A/D转换)和数字显示三大部分。
它的特点是把被测量转换为数字量,然后以数字方式直接显示出被测量的数值,其核心部件为电子计数器。
P8719.测量误差的表示方法有三种:绝对误差、相对误差、引用误差。
资料:电气与电子测量技术作业答案(全)
1.现代数字化测量系统的基本构成环节有传感器、( A )、数据采集系统、CPU和显示。
A. 调理电路B. ADCC. 测量软件D. 存储器2.表征测量系统静态特性的主要指标有线性度、( B )、回程误差、迟滞误差等。
A. 时间常数B.灵敏度C. 响应时间D. 精度3.一阶测量系统的动态特性主要由( A )决定。
A. 时间常数B.灵敏度C.非线性度D. 分辨率4.当输入信号角频率ω=1/τ时,一阶测量系统的幅值下降( A )dB,此时的输入频率称为转折频率。
A. 3B.7dBC. 10dBD. 20dB5.根据误差的性质和特点不同,可以将测量误差分为系统误差、( A )和粗大误差A. 随机误差B. 基本误差C.容许误差D.引用误差6.电工仪表的准确度等级是根据仪表的( D )来定义的。
A. 随机误差B. 基本误差C.容许误差D.引用误差7.随机误差的统计学特性有单峰性、有界性、对称性和(B )。
A. 随机性B.抵偿性C. 偶然性D. 任意性8.Pt100是标准的金属热电阻温度传感器, 其输入量和输出量分别是( A).A.温度和电阻B. 温度和电压C. 电压和电阻D. 电压和电压9.Pt100的静态特性在国家标准中是以( A)的形式来描述的.A.分度表B.数学函数式C.曲线D. 线性度10.NTC热敏电阻输入输出特性由于存在较大的( A),适合用作过热保护传感器而非测量用传感器.A.非线性度B.灵敏度C.迟滞特性D. 测温范围11.热电偶的静态特性在国家标准中是以( A )的形式来描述的.A.分度表B.数学函数式C.曲线D. 线性度12.热电偶测温冷端补偿的理论基础是(A)。
A.均质导体定律B.中间导体定律C.中间温度定律D. 标准电极定律13.热电偶输出热电势近视与( A)成正比.A.热端与冷端的温度差B.热端温度C.冷端温度D. 环境温度14.霍尔电流传感器可以测量的电流类型有(A)电流。
A.直流、交流和脉冲B. 只有直流C. 只有交流D. 只有脉冲15.磁补式霍尔电流传感器测量电流时,磁路中的磁通量(A)。
测量仪表的基本知识
测量方法的分类
在测量过程中, 在测量过程中,作为测量单位的度量器可 以直接参与也可以间接参与。 以直接参与也可以间接参与。根据度量器 参与测量过程的方式, 参与测量过程的方式,可以把测量方法分 为直读法和比较法。 为直读法和比较法。
测量方法的分类
直读法用直接指示被测量大小的指示仪表进行测量,能 直读法用直接指示被测量大小的指示仪表进行测量, 够直接从仪表刻度盘上读取被测量数值的测量方法, 够直接从仪表刻度盘上读取被测量数值的测量方法,称为 直读法。直读法测量时,度量器不直接参与测量过程, 直读法。直读法测量时,度量器不直接参与测量过程,而 是间接地参与测量过程。例如,用欧姆表测量电阻时, 是间接地参与测量过程。例如,用欧姆表测量电阻时,从 指针在刻度尺上指示的刻度可以直接读出被测电阻的数值。 指针在刻度尺上指示的刻度可以直接读出被测电阻的数值。 这一读数被认为是可信的, 这一读数被认为是可信的,因为欧姆表刻度尺的刻度事先 用标准电阻进行了校验, 用标准电阻进行了校验,标准电阻已将它的量值和单位传 递给欧姆表,间接地参与了测量过程。 递给欧姆表,间接地参与了测量过程。直读法测量的过程 简单,操作容易,读数迅速,但其测量的准确度不高。 简单,操作容易,读数迅速,但统误差: 系统误差:在对同一被测量的多次测量过 程中, 程中,保持恒定或可以预知方式变化的测 量误差分量。 量误差分量。 随机误差: 随机误差:对同一被测量的多次测量过程 中,一不可预知方式变化的测量误差的分 量。是由测量过程中未加控制又不起显著 作用的多种随机因素引起。(正态分布) 。(正态分布 作用的多种随机因素引起。(正态分布) 粗大误差: 粗大误差:明显超出规定条件下预期的误 是由不正常的因素造成的。 差。是由不正常的因素造成的。
测量阶段
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电动式仪表结构简图
图2-8
1 dM12 I1I 2 W d
1 dM12 I1I 2 c o W d
27
s
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4.电动系仪表
4.2 特点
(1)功耗较大、过载能力小; (2)刻度不均匀; (3)工作磁场弱,灵敏度较低; (4)准确较高(0.1-0.5); (5)平均转矩是交流有效值的函数.
44
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本章思考题
(1)如何提高磁电系仪表的灵敏度? (2)从结构和性能上比较磁电系仪表和电磁系仪表; (3)磁电系仪表的结构、工作原理? (4)( )仪表存在磁滞误差,()仪表不存在磁滞 误差; (5)( )可以测量交流和直流,()的直接测量量 是直流电流,电度表属于(); a-磁电系仪表, b-电磁系仪表,c-感应系仪表 (6)( )仪表,可制成电压表、电流表、功率因数表、 功率表等; (7)( )仪表的指示值与波形无关.
26
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4.电动系仪表
4.1 基本结构和工作原理
dM12 dA 1 2 dL1 1 2 dL2 M I1 I2 I1 I 2 d 2 d 2 d d
1 1 2 2 A L1 I 1 L2 I 2 M 12 I 1 I 2 2 2
dM12 M I1 I 2 W d
3 4 2 5 7 6
8
N
S
图 2-2
9
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1. 指针式电工仪表概述
1.3 主要性能指标
灵敏度、准确度、刻度单位、功率损耗(输入阻 抗)、阻尼时间、过载能力.
1.4 分类
① 磁电系; ② 电磁系; ③ 电动系; ④ 静电系; ⑤ 感应系; ⑥ 热电系.
10
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1. 指针式电工仪表概述
1.5 性能符号
11
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1. 指针式电工仪表概述
12
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1. 指针式电工仪表概述
13
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2.磁电系仪表
2.1 基本结构和工作原理
M—电磁驱动力矩 D—机械制动力矩 α—游丝偏转角 W—游丝力矩系数 M=D M=INBS N F1 I1
+
F2 I2 S
D=Wα
W I NBS
4
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电工仪表的基本知识
(2)电工仪表的分类
电工仪表根据其在进行测量时得到被测量数值的方
式不同分为:指示仪表、比较仪表和数字仪表三大类。
① 指示仪表
指示仪表是先将被测量转换
为可动部分的角位移,从而使指 针发生偏转,通过指针偏转角度 大小来确定待测量的大小,如各 种指针式电流表、电压表等。
5
dM12 1 1 2 dM12 I1 I 2 KI X W d W d
30
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4.电动系仪表
(3)电压测量
N11 I2 N2
N12
R12 I1 R
UX I1 I 2 I X R
R+=R11+R12+R2+R
UX
R11
R2
图 2-11
1 2 dM12 IX W d
I—电流的平均值
14
-
图2-3 磁电系仪表结构 电气工程学院
2.磁电系仪表
2.2 特点
(1) 灵敏度高、准确度高、功耗小、刻度均匀; (2) 过载能力小; (3) 结构比较复杂、成本较高;
(4) 直接测量直流电流信号;
(5) 指针偏转的角度与电流的平均值成正比.
15
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2.磁电系仪表
2.3 应用
(5)刻度用有效值直接标度.
22
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3.电磁系仪表
3.3 应用
非常适合于有效值的测量,可以测交流和直流.
测量精度较低
2.5级
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3.电磁系仪表
3.4 系统误差分析
1 2 dL I 2W d
(1)转轴与轴承支架之间的摩擦力;
(2)游丝的力矩系数W受扭转角度α影响; (3)刻度误差(非线性); (4)温度误差; (5)磁场误差(外磁场影响); (6)磁滞误差; (7)频率误差(线圈的阻抗Z 随被测信号频率的变化). 电气工程学院
第二章
电工仪表及其应用
本 章 要 求
●掌握常用电工仪表在电气测量中的应用; (应用场合、注意事项)
●通过对典型电工仪表工作原理和结构的分析,
了解测量仪表的设计过程和设计中考虑的因素, 基本掌握分析仪表误差的思路和方法; ●掌握表征电工仪表的主要性能指标、性能符号; ●初步建立测量仪表(电路)的输入阻抗、负载效 应、时间响应等概念,理解它们对测量的影响。
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5.静电系仪表
5.1结构与工作原理
2-13 低压静电电压表结构图
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5.静电系仪表
5.1结构与工作原理
电场能: A 1 Cu 2 2 瞬时力矩:
dA 1 2 dC Mt u d 2 d
平均作用力矩: 1 T 1 dC 1 M M t dt T 0 2 d T
图 2-9
1 2 dM12 IX W d
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4.电动系仪表
(2)大电流测量
方法:动线圈与电阻串联 后,再与定线圈并联
R R2 I1 IX R11 R12 R2 R
IX
N2 N12 N11 I2 R11 R2 R12 I1 R
图 2-10
R11 R12 I2 IX R11 R12 R2 R
R0 R L
C
SNB T t t / T I 1 e W T
图2-6磁电式仪表测量机构的等效电路
机械系统:特征角频率
1 W 2 T J
2 0
电子系统:衰减系数
R R0 D 2
20
C L
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3.电磁系仪表
3.1 基本结构和工作原理
D W
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6.感应系仪表
6.1 基本结构和工作原理
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6.感应系仪表
6.1 基本结构和工作原理
● 利用交流电流产生的磁通,作用在一个可转动的铝盘 使之产生涡流,并与之相互作用来得到偏转力矩; ● 永久磁铁和它的磁轭构成动态平衡阻尼器,产生制动力矩,用来 稳定铝盘转动速度,制动力矩 = 偏转力矩; ● 铝盘的转速正比于电功率的大小。
4.3 应用
(1)交直流电压电流表; (2)相位表、功率因数表、功率表
dM12 M I1I 2 cos d
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4.电动系仪表
4.3 应用
(1)小电流测量
方法:动、定线圈串联
N11 I2 N2 N12 R12 I1
IX
R11
R2
I X I1 I 2
1 dM12 I 1I 2 W d
பைடு நூலகம்40
7.热电系仪表
7.1 基本结构和工作原理
电流 I→焦尔热 I2R→ 热电动势 e→动圈式仪表
热电系仪表的结构
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7.热电系仪表
7.2 特点与应用
① 是一种真有效值仪表;
② 可测量电流、电压、功率等; ③ 被测信号的频率在100MHz以下; ④ 当被测信号的频率较高时,测量 将受“集肤效应”和“谐振”影响.
思路:
从分析仪表结构 和测量原理入手
图2-5
18
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2.磁电系仪表
影响磁电系仪表系统误差的因素:
① 转轴与轴承支架之间的摩擦力; ② 磁场分布的影响(是否磁场径向均匀分布); ③ 游丝的力矩系数W受扭转角度α影响;
④ 刻度的影响;
⑤ 温度影响。。。
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2.磁电系仪表
磁电式仪表的时间特性
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4.电动系仪表
U
P I LU cos
P I1 I 2 cos R
U I1 I L , I 2 R
* I U
N11 R11
R2
* N2
N12 R12
I2
RV
IL
RL
图2-12 电动系功率表接线图
dM12 1 1 dM12 I1 I 2 cos p W d WR d
7
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1. 指针式电工仪表概述
1.1 基本结构
固定部分:
1- 表 盘 2-轴承支架 3-磁 铁
4 2 1
8 3 N 6 7
5
S
可动部分:
4-表针 5-阻尼叶片
6-游丝
7-线圈 图 2-1 电气工程学院
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1. 指针式电工仪表概述
1.2 工作原理
1
①电磁力矩— 驱动力矩 ②机械力矩—制动力矩 ③机械力矩 = 电磁力矩
Wα=M
T
0
1 2 dC u dt U 2 d
2
图2-14
1 2 dC U 2W d
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C—系统电容 U—被测电压有效值 电气工程学院
5.静电系仪表
5.2 特点与应用
① 基本测量量是电压有效值的平方,所以刻度不均匀; ② 灵敏度低,适合于测量高压; ③ 频率范围宽,可用于直流~几MHZ的交流电压; ④ 准确度一般为0.5% ~ 5%; ⑤ 读数与外磁场无关,但易受外电场干扰.
① 微弱直流电压和电流的测量; ② 与各种变换器配合,在交流及高频测量中也得到较广 泛的应用.
整流系仪表
被测参量 (R、V、f ) 变换电路
I
磁电式仪表