电气仪表基础知识培训37页PPT
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电工测量
本章要求：
1. 了解常用电工测量仪表的结构和工作原理。 2. 掌握常用电工测量仪表的使用方法。
电工测量
1 电工测量仪表的分类 2 电工测量仪表的型式 3 电流的测量 4 电压的测量 5 万用表 6 兆欧表
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。
仪表的转动转矩 T = k I ²
wenku.baidu.com
弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即 弹簧的阻转矩 TC = k2
当 T = TC 时，可动部分停止转动，
即指针的偏转角
k1
I2
kI2
交流为 有效值
k2
结论: 指针偏转的角度与直流电流或交流电流 有效值的平方成正比。
因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方 成正比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。
指针
铝框及线圈，两
I
根半轴O和O，螺
旋弹簧及指针。
N
S
永久磁铁 O
螺旋弹簧
I
圆柱形 铁心
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。
2. 工作原理 (1) 转动转矩T 的产生
线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转矩 T
线圈和指针转动，
F
线圈受到的转矩 T = k1I
(2) 阻转矩TC的产生
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。
3.电工测量仪表可实现远距离的测量问题。
4.能利用电工测量的方法对非电量进行测量。
1 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
2）产生阻转矩TC 的部分 当阻转矩TC等于转动转矩T 时，仪表可动部分
平衡在一定的位置。
3）阻尼器
能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部 分能迅速静止在平衡位置。
2 电工测量仪表的型式
2.1 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
O' 线圈
柱形铁心等。
(2) 可动部分
N
S
在线圈和指针转动时，螺旋
弹簧被扭紧而产生阻转矩TC。
F
弹簧的TC与指针的偏转角成正比，
即
TC= k2
当弹簧的阻转矩T与线圈受到的转矩TC达到平 衡时，可动部分停止转动，此时有
T = TC
当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即TC= T 时，
可转动部分便停止转动， T = k1I ， TC= k2 。
意义 直流 交流 交直流 三相交流 仪表绝缘试验电压2000V 仪表直立放置 仪表水平放置 仪表倾斜60°度放置
2 电工测量仪表的型式
直读式仪表测量各种电量的基本原理
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 使仪表可动部分受到转矩而发生转动。
5.优点： 刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗
电能量小；受外界磁场影响小。 缺点： 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。
2.2 电磁式仪表 1. 结构
主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固 定的铁片、固定在转轴上的可动铁片。
3
圆形线圈 固定铁片 可动铁片
小室 推斥式电磁式仪表
2. 工作原理 线圈通入电流 I 磁场 固定和可动铁片均被磁 化(同一端的极性是相同的)可动片因受斥力而带 动指针转动，
与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力 空气阻尼器。
3. 用途 测量交流电压、交流电流。
4. 优点： 构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量
较大的电流；允许较大的过载。 缺点： 刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡
流（测量交流时）的影响，因此准确度不高。
3 电流的测量
测量直流电流通常用磁电式电流表，测量交流 电流通常用电磁式电流表。
准确度较高（0.1， 0.2， 0.5）的仪表常用来进行 精密测量或校正其他仪表。
例：一准确度为2.5级的电压表，其最大量程为 50则V，可能产生的最大基本误差为
U γ U m 2.5 5% 0 1.25V
正常情况下, 可认为最大基本误差是不变的, 所 以被测量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大。
如用上述电压表来测量实际值为10V的电压时，
相测对的在量误值选实差超用际为过仪值仪γ表为表1的40 满 0量V标的程1 1值电时的0 .压2， 一时1一5半，般0以相应上0对使。% 误被1差测2为量.5%
γ401 4.021500% 3.1%
电工测量仪表上的几种符号
符号
~ ~
3 ~ 或 ~~
2 kV 或¬ 或 60 °
电流表应串联在电路中，电流表的内阻要很小。
I A
I R0 I0
负
负
载
RA
载
若要扩大电流表的量程，可在测量机构上并联一
个分流电阻 RA 。
I0
R0 R0 RA
I
式中：R0 —— 测量机构的电阻 RA—— 分流器的电阻
由
I0
RA R0 RA
I
可得，分流电阻
RA
R0 I 1
I0
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
电度表
5
相位差
相位表
6
频率
频率表
7
电阻
欧姆表 兆欧表
符号 A
mA
V
kV
W
kW kWh
f
M
2.按照工作原理分类
型 式 符 号 被测量的种类
磁电式
电流、电压、 电阻
电流的种类与频率 直流
整流式
电流、电压
工频和较高频率的交 流
电磁式
电流、电压
即指针的偏转角
α
k1
I
kI
k2
结论: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。
仪表的标度尺上作均匀刻度。
3. 阻尼作用的产生 当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通，
在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与 转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼 作用，快速停止在平衡位置。
4.用途
测量直流电压、直流电流及电阻。
直流和工频交流
电动式
电流、电压、电 功率、功率因数、
电能量
直流及工频与较高频 率的交流
3. 按照电流的种类分类（见上表）
4.按照准确度分类 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的 准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。
相对额定误差
最大基本误差
A100%
Am
仪表的最大量程（满标值）
目前我国直读式电工测量仪表按照准确度分为 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七级。
本章要求：
1. 了解常用电工测量仪表的结构和工作原理。 2. 掌握常用电工测量仪表的使用方法。
电工测量
1 电工测量仪表的分类 2 电工测量仪表的型式 3 电流的测量 4 电压的测量 5 万用表 6 兆欧表
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。
仪表的转动转矩 T = k I ²
wenku.baidu.com
弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即 弹簧的阻转矩 TC = k2
当 T = TC 时，可动部分停止转动，
即指针的偏转角
k1
I2
kI2
交流为 有效值
k2
结论: 指针偏转的角度与直流电流或交流电流 有效值的平方成正比。
因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方 成正比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。
指针
铝框及线圈，两
I
根半轴O和O，螺
旋弹簧及指针。
N
S
永久磁铁 O
螺旋弹簧
I
圆柱形 铁心
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。
2. 工作原理 (1) 转动转矩T 的产生
线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转矩 T
线圈和指针转动，
F
线圈受到的转矩 T = k1I
(2) 阻转矩TC的产生
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。
3.电工测量仪表可实现远距离的测量问题。
4.能利用电工测量的方法对非电量进行测量。
1 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
2）产生阻转矩TC 的部分 当阻转矩TC等于转动转矩T 时，仪表可动部分
平衡在一定的位置。
3）阻尼器
能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部 分能迅速静止在平衡位置。
2 电工测量仪表的型式
2.1 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
O' 线圈
柱形铁心等。
(2) 可动部分
N
S
在线圈和指针转动时，螺旋
弹簧被扭紧而产生阻转矩TC。
F
弹簧的TC与指针的偏转角成正比，
即
TC= k2
当弹簧的阻转矩T与线圈受到的转矩TC达到平 衡时，可动部分停止转动，此时有
T = TC
当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即TC= T 时，
可转动部分便停止转动， T = k1I ， TC= k2 。
意义 直流 交流 交直流 三相交流 仪表绝缘试验电压2000V 仪表直立放置 仪表水平放置 仪表倾斜60°度放置
2 电工测量仪表的型式
直读式仪表测量各种电量的基本原理
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 使仪表可动部分受到转矩而发生转动。
5.优点： 刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗
电能量小；受外界磁场影响小。 缺点： 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。
2.2 电磁式仪表 1. 结构
主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固 定的铁片、固定在转轴上的可动铁片。
3
圆形线圈 固定铁片 可动铁片
小室 推斥式电磁式仪表
2. 工作原理 线圈通入电流 I 磁场 固定和可动铁片均被磁 化(同一端的极性是相同的)可动片因受斥力而带 动指针转动，
与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力 空气阻尼器。
3. 用途 测量交流电压、交流电流。
4. 优点： 构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量
较大的电流；允许较大的过载。 缺点： 刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡
流（测量交流时）的影响，因此准确度不高。
3 电流的测量
测量直流电流通常用磁电式电流表，测量交流 电流通常用电磁式电流表。
准确度较高（0.1， 0.2， 0.5）的仪表常用来进行 精密测量或校正其他仪表。
例：一准确度为2.5级的电压表，其最大量程为 50则V，可能产生的最大基本误差为
U γ U m 2.5 5% 0 1.25V
正常情况下, 可认为最大基本误差是不变的, 所 以被测量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大。
如用上述电压表来测量实际值为10V的电压时，
相测对的在量误值选实差超用际为过仪值仪γ表为表1的40 满 0量V标的程1 1值电时的0 .压2， 一时1一5半，般0以相应上0对使。% 误被1差测2为量.5%
γ401 4.021500% 3.1%
电工测量仪表上的几种符号
符号
~ ~
3 ~ 或 ~~
2 kV 或¬ 或 60 °
电流表应串联在电路中，电流表的内阻要很小。
I A
I R0 I0
负
负
载
RA
载
若要扩大电流表的量程，可在测量机构上并联一
个分流电阻 RA 。
I0
R0 R0 RA
I
式中：R0 —— 测量机构的电阻 RA—— 分流器的电阻
由
I0
RA R0 RA
I
可得，分流电阻
RA
R0 I 1
I0
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
电度表
5
相位差
相位表
6
频率
频率表
7
电阻
欧姆表 兆欧表
符号 A
mA
V
kV
W
kW kWh
f
M
2.按照工作原理分类
型 式 符 号 被测量的种类
磁电式
电流、电压、 电阻
电流的种类与频率 直流
整流式
电流、电压
工频和较高频率的交 流
电磁式
电流、电压
即指针的偏转角
α
k1
I
kI
k2
结论: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。
仪表的标度尺上作均匀刻度。
3. 阻尼作用的产生 当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通，
在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与 转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼 作用，快速停止在平衡位置。
4.用途
测量直流电压、直流电流及电阻。
直流和工频交流
电动式
电流、电压、电 功率、功率因数、
电能量
直流及工频与较高频 率的交流
3. 按照电流的种类分类（见上表）
4.按照准确度分类 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的 准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。
相对额定误差
最大基本误差
A100%
Am
仪表的最大量程（满标值）
目前我国直读式电工测量仪表按照准确度分为 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七级。