电流、电压与功率测量
测量电功率的几种特殊方法
测量电功率的几种特殊方法1.电流、电压和功率因数测量法这是最常见和最基本的测量电功率的方法之一、通过测量电路中的电流和电压，可以计算出功率。
对于交流电路，还需要测量功率因数。
这种方法的主要优点是简单易行，不需要特殊的设备和复杂的计算。
但是，对于非线性负载和功率因数敏感的应用，可能会导致测量误差。
2.瞬时功率测量法瞬时功率测量法通过测量电流和电压的瞬时值来计算功率。
这种方法特别适用于波动较大的非稳态负载。
它使用快速采样的传感器来捕获瞬时电流和电压，并对它们进行数学处理以获得功率。
瞬时功率测量法可以提供更准确的结果，但需要更复杂的数据处理和计算。
3.有源功率测量法有源功率测量法通过使用专门的电力负载测量仪器来直接测量功率。
这些测量仪器通常具有高分辨率和高精度，可以提供更准确的结果。
有源功率测量法适用于需要精确测量的应用，例如实验室测量、精密仪器校准等。
4.无功功率测量法无功功率是交流电流或电压中产生的无功能量。
测量无功功率可以帮助判断电力系统的功率因数、电力质量等状况。
无功功率通常测量的方式是通过测量电流和电压的相角差。
根据应用和测量要求的不同，可以使用不同的无功功率测量方法，包括电阻及电容抗（容易测量）、正弦上、下限分析等。
5.谐波功率测量法谐波功率测量是测量非线性或谐波电流负载中不同频率上产生的功率。
谐波功率测量需要使用专用的谐波分析仪器来测量各个谐波分量的功率，并将它们相加以得到总功率。
这对于评估谐波滤波器的性能以及检测系统中的谐波问题非常有用。
总结起来，测量电功率的特殊方法包括电流、电压和功率因数测量法、瞬时功率测量法、有源功率测量法、无功功率测量法和谐波功率测量法。
不同的方法适用于不同的电力应用和测量要求，选择合适的方法对于保证电力系统的运行和维护至关重要。
电流、电压与功率测量
在各种科研实验中，对设备或系统的功率进行精 确测量，为研究提供数据支持。
05 测量误差与精度
测量误差的来源
01
02
03
04
仪器误差
测量仪器本身存在的误差，如 电阻、电容、电感等元件的误
差。
环境因素
测量环境中的温度、湿度、气 压等变化，以及电磁干扰等对
测量结果的影响。
测量方法
不同的测量方法可能产生不同 的误差，如直接测量和间接测
功率计的工作原理
电流表与电压表组合
通过测量电流和电压值，计算功率。
热功率计
利用被测设备在工作时产生的热量，通过测量温度变化计算功率。
电子功率计
利用电子传感器和相关电路，实时测量和计算功率。
功率测量的应用场景
电力系统
用于监测和调度电网中的功率负载，保障电力系 统的稳定运行。
节能监测
用于监测设备的能耗情况，评估节能效果，优化 能源利用。
03 电压的测量
电压测量方法
直接测量
分压法
通过使用电压表直接连接到被测电路 的相应点，以测量电压。
利用电阻的分压原理，通过测量分压 电阻上的电压来间接测量被测电压。
比较法
利用已知的标准电压与被测电压进行 比较，从而确定被测电压的大小。
电压表的工作原理
电压表通常由一个灵敏的电流表和一个电阻组成，通过并联方式连接在被测电路中。
利用电子元件和传感器， 将电流转换为电压或电阻 值，再通过模数转换器转 换为数字信号进行显示。
电流测量的应用场景
电力系统
用于监测和调度电网中的 电流值，保障电力系统的 稳定运行。
电机控制
用于控制电机的启动、调 速和制动，通过调节电流 来实现对电机的精确控制。
电压电流功率因数
压之间的相量关系如图所示。图中 U
构成一个
直角三角形，称电压三角形。边长为：电阻电压UR = I
R、
电感电压UX = I X ，总电压U= IZ。 (2)阻抗关系
若将电压三角形各边同除以电流I，可得阻抗三角形，
如图所示。边长为：电阻R、电抗 X，阻抗Z。
(3)功率关系
若将电压三角形各边同乘上电流 I，可得功率三角形，
i =Im·sinωt 根据电磁感应定律
u =Ldi/dt = Ld Im·sinωt/dt =ωL Im·sin(ωt+90°) = Um·sin(ωt+90°)
可知：
1)电感上的电压与电流均为同频率的正弦量。
2)电压越前于电流90°，波形如图所示。
3)电压与电流的有效值关系为
Um=ωL Im U=ωL I
按热效应相等，推出正弦量的有效值等于其幅值除 以 ，即正弦交流电流、电压的有效值为
I =Im/ =0.707 Im ；
u=Um/ =0.707 Um
在电工领域中，一般说到正弦电流、电压的大小及交 流测量仪表的指示读数、电气设备铭牌的额定值，无特 殊说明均指有效值。
三、正弦量的表示方法
上述正弦量的表示方法，无论是用三角函数法，还是 用波形图法，都会给分析和计算带来一定的困难(前者 需要用到三角函数的运算，计算比较烦琐；而后者需要 逐点作图，既费时又不准)。
1 指示仪表的基本结构和作用原理 (1)测量机构 指示仪表可动部分的位移一般反映为偏转的角度，它
相应于仪表所接受的被测量的大小。
指示仪表为了把所测的电量转换成偏转，必须具有接 受电量后能产生转动的机构，叫做测量机构。
(2)测量线路 指示仪表的测量机构在接受一定的电量后，其可动部 分便产生偏转。这些电量不是电流I，便是电压U或者是 两个电流的乘积I 1 I 2 。如果被测量是其他各种电量， 则必须将被测量转换为上述三种量中的一个。
实验三三相交流电路电压、电流的测量
目录
CONTENTS
01. 单 击 添 加 目 录 标 题 02. 实 验 目 的 03. 实 验 原 理 04. 实 验 步 骤 05. 实 验 结 果 分 析 06. 实 验 总 结 与 展 望
掌握三相交流电路电压、电流的测量方法
了解三相交流电路 的基本原理和结构
掌握三相交流电压、 电流的测量方法
系统。
无线测量技术： 随着无线通信技 术的发展，未来 将实现三相交流 电路的无线测量， 简化测量流程， 提高测量效率。
汇报人：XX
了解三相交流电路 中的相位差和功率 因数
掌握三相交流电路 的功率计算和测量
理解三相交流电路的基本原理
掌握三相交流电的产生和传输 方式
理解三相交流电路中电压和电 流的测量方法
了解三相交流电路在电力系统 中的应用和重要性
掌握三相交流电路的基本原理 和计算方法
了解三相交流电路的应用场景
工业生产：电机控制、自动化生产线等 电力系统：输电、变电、配电等 建筑行业：电梯、空调、照明等 交通领域：地铁、动车、高铁等
对比法：将实验数据与理论值进行 比较，分析误差原因
计算法：根据实验数据计算相关参 数，如功率因数、效率等
添加标题
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添加标题
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图表法：将实验数据绘制成图表， 直观展示数据变化趋势
误差分析法：对实验过程中可能产 生的误差进行分析，提高实验精度
误差分析
测量设备误差：设备精度限制，导致测量结果存在误差 操作误差：实验操作不规范，影响测量结果的准确性 环境因素误差：外部环境变化，如温度、湿度等对测量结果产生影响 理论误差：理论计算过程中存在的近似处理，导致结果与实际值存在偏差
电压、电流的 有效值与幅值
实验五 三相负载电压、电流功率的测量
实验五 三相负载电压、电流、功率的测量 一．实验目的1．熟悉三相交流电路中三相负载的星形联结、三角形联结方法，加深理解三相交流电路中线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系。
2．用实验的方法研究、体会三相四线制电路中中线的作用。
3．掌握三相星形电路有功功率的测量方法。
掌握用二瓦特表法测量三相三线制供电系统的有功功率。
4．熟练掌握功率表的接线和使用方法。
二．实验原理概述及说明 1．三相电源电力系统采用三相三线制和三相四线制的供电方式。
其三相电源的电动势相互对称，即三相电动势幅值相等，频率相等，相位互差120°。
2．三相电源的连接三相电源的联结方式分为星形联结和三角形联结两种。
（1）三相电源的星形联结：从三相绕组的首端A 、B 、C 引出三根导线，称为相线，把三相绕组的末端连接在一起称为中性点，从中性点引出的导线称为中线。
三相电源的星形联结时，线电压LU 是相电压phU 的3倍，三相电源的线电压在相位上超前于相电压30º。
（2）三相电源的三角形联结：把三相绕组的首端和末端依次相连，形成一个回路，从首端A 、B 、C 引出三根端线，这种方式称为三相电源的三角形联结。
三相电源的三角形联结时，线电压与对应的相电压有效值相等，即U L Ph U =，相位相同。
低压供电系统多采用三相四线制的供电方式。
3.三相负载及其联结三相负载可分为对称三相负载和不对称三相负载。
三相电源向负载供电时，三相负载可以接成星形（又称‘Ｙ’形）或三角形（又称‘Δ’形）两种形式。
连接方式如图13-1所示。
在星形联结中又包括有中线（三相四线制）和无中线(三相三线制）两种情况。
(a)星形联结 (b)三角形联结 图13-1 三相负载的两种联结方式 4．三相负载星形联结 （1）三相负载对称当三相对称负载作星形联结时，线电压的有效值LU 是相电压有效值phU 的3倍，线电流L I 等于相电流phI，即： ,UI ILP L Ph== ，流过中线的电流ＩN ＝O ，负载中点N ´的电位与电源中点N的电位相等，即UNN ˊ=0，所以就对称负载而言，中线不起作用，可以去掉中线，采用三相三线制。
电流、电压和功率的测量
Ux R1 R2 R3 R1 R2 R1 R2 Ix R3
总结比较： 取样电阻法比较适合测量较大电流； 反馈电阻法比较适合测量较小电流。
1.1.3 电流-频率转换法 当测量共地小电流时，也可以使用CMOS结构的 555电路，它具有极高输入阻抗，可以直接将电流转换 为脉冲频率输出。但是：电路压降较大，并且波动！
图1-2-2 用普通电压表测量高输出电阻电路的直流电压
E0 E0 U U0 Rv m R0 Rv R0 Rv I m
测量误差：
( K 1) U U 02 02 K U 01 U E0 R0 0 E0 R0 Rv E0
K
U2 U1
目前大量应用的电子式电压表均利用FET输入运算放大器 高阻抗输入的特点，使用了高达10M欧姆的输入分压电阻， R1+R2+R3，其中U1为低压档，U3为高压档位。
图1-1-5 用电流表测量电流
Ix
Ix
E E R0 RL R
I E x r Rr 1 R
Ix Ix r 电流表加入回路， 电流表的内阻会带 Ix Rr 来额外附加误差， r越小附加误差越小。 分析如右：
1.1.2 电流-电压转换法
目前实际电子系统中，电流的测量已经完全采用集成放大器，输出为电 压信号，直接提供给后续的DVM电路或者A/D。以下为典型的取样电阻法。
图1-1-10 电流互感器的电流-电压转换电路
U0 i2 R i1R( N1 N2 )
更多采用方案（b），它对互感器无负载影响，不会产生 相位偏移。CTL6P为小型互感器！
1.2 电压的测量
1.2.1 直流电压的测量
交流电路参数的测量实验报告
交流电路参数的测量实验报告交流电路参数的测量实验报告引言：交流电路参数的测量是电工学中的重要实验之一。
通过测量电流、电压、功率等参数，可以对交流电路的性能进行评估和分析。
本实验旨在通过实际测量，了解交流电路中的不同参数，并掌握相应的测量方法和技巧。
实验设备和仪器：1. 交流电源：提供稳定的交流电源，用于实验电路的供电。
2. 万用表：用于测量电流、电压等参数。
3. 示波器：用于观察交流信号的波形和频率。
4. 电阻箱：用于调节电阻值，改变电路的阻抗。
5. 电容箱：用于调节电容值，改变电路的容抗。
6. 电感箱：用于调节电感值，改变电路的感抗。
实验一：测量交流电路中的电流在实验中，我们首先测量了交流电路中的电流。
通过接入万用表，可以直接测量电路中的电流值。
在测量过程中，我们发现交流电路中的电流呈正弦波形，且幅值随时间变化。
通过示波器的观察，我们可以清晰地看到电流波形的周期性变化。
实验二：测量交流电路中的电压接下来，我们对交流电路中的电压进行了测量。
通过接入万用表，可以直接测量电路中的电压值。
与测量电流类似，交流电路中的电压也呈正弦波形，并随时间变化。
通过示波器的观察，我们可以看到电压波形的周期性变化，并且与电流波形存在一定的相位差。
实验三：测量交流电路中的功率在实验中，我们还测量了交流电路中的功率。
通过测量电压和电流的乘积，可以得到交流电路中的功率值。
通过实验我们发现，交流电路中的功率不仅与电压和电流的幅值有关，还与它们之间的相位差有关。
当电压和电流的相位差为零时，功率达到最大值；当相位差为90度时，功率为零。
实验四：改变电路参数的影响在实验中，我们还改变了电路中的电阻、电容和电感值，观察了它们对交流电路参数的影响。
通过实验我们发现，改变电路中的电阻值可以改变电路的阻抗，从而影响电流和电压的幅值；改变电路中的电容值可以改变电路的容抗，从而影响电流和电压的相位差；改变电路中的电感值可以改变电路的感抗，从而影响电流和电压的相位差。
霍尔传感器测电流，电压，功率
功率放大器简介利用三极的电流控制作用或场效应管的电压控制作用将电源的功率转换为按照输入信号变化的电流。
因为声音是不同振幅和不同频率的波，即交流信号电流，三极管的集电极电流永远是基极电流的β倍，β是三极管的交流放大倍数，应用这一点，若将小信号注入基极，则集电极流过的电流会等于基极电流的β倍，然后将这个信号用隔直电容隔离出来，就得到了电流(或电压)是原先的β倍的大信号，这现象成为三极管的放大作用。
经过不断的电流及电压放大，就完成了功率放大。
功率放大器原理////////////////////////////////////////////////////电参量的测量方法1电压、电流信号的测量电流的测量可采用磁平衡式霍尔电流传感器（亦称为零磁通式霍尔传感器）。
如图3所示。
当被测电流I IN流过原边回路时，在导线周围产生磁场H IN这个磁场被聚磁环聚集，并感应给霍尔器件，使其有一个信号U H输出；这一信号经放大器A 放大，输人到功率放大器中Q1，Q2中，这时相应的功率管导通，从而获得一个补偿电流I O；由于此电流通过多匝绕组所产生的磁场H O与原边回路电流所产生的磁场H IN相反；因而补偿了原来的磁场，使霍尔器件的输出电压U H逐渐减小，最后当I O与匝数相乘N2I O所产生的磁场与原边N1I IN所产生的磁场相等时，I O不再增加，这时霍尔器件就达到零磁通检测作用。
这一平衡所建立的时间在1μs之内，这是一个动态平衡过程，即原边回路电流I IN的任何变化均会破坏这一平衡的磁场，一旦磁场失去平衡，就有信号输出，经过放大后，立即有相应的电流流过副边线圈进行补偿。
因此从宏观上看副边补偿电流的安匝数在任何时间都与原边电流的安匝数保持相等，即N1I IN=N2I O，所以I IN=N2I O／N1 (I IN为被测电流，即磁芯中初级绕组中的电流，N1为初级绕组的匝数；I O为补偿绕组中的电流；N2为补偿绕组的匝数)。
三相电路功率测量实验报告
三相电路功率测量实验报告三相电路功率测量实验报告引言：三相电路是现代电力系统中最常见的电路类型之一。
在实际应用中，准确测量三相电路的功率是非常重要的，因为它涉及到电力供应的稳定性和负载管理。
本实验旨在通过测量三相电路的功率来研究电力系统的基本特性，并验证功率测量的理论知识。
实验目的：1. 研究三相电路的基本特性，如电流、电压和功率之间的关系。
2. 验证功率测量的理论知识，如功率因数和有功功率的计算。
3. 掌握使用电力测量仪器进行功率测量的方法。
实验装置与方法：实验所需的装置包括三相电源、三相负载、电力测量仪器和相应的连接线。
首先，将三相电源连接到三相负载上，然后将电力测量仪器连接到负载上，以测量电流和电压。
在实验过程中，需要记录和计算所测量的值，并进行数据分析。
实验结果与讨论：通过实验测量，我们得到了三相电路的电流和电压值。
根据测量结果，我们可以计算出功率因数和有功功率。
功率因数是衡量电路效率的重要指标之一，它表示电路中有用功率与视在功率之间的比值。
有功功率是电路中实际产生的功率，它与电流和电压的乘积成正比。
在实验中，我们发现功率因数的值与负载的性质有关。
当负载为电感性负载时，电路中的电流滞后于电压，功率因数小于1；而当负载为电容性负载时，电路中的电流超前于电压，功率因数大于1。
这是因为电感性负载和电容性负载对电流的相位产生影响，从而导致功率因数的变化。
此外，我们还发现有功功率的值与电流和电压的大小有关。
当电流或电压较大时，有功功率也相应增加。
这是因为有功功率是电流和电压的乘积，当它们的值增加时，有功功率的值也会随之增加。
结论：通过本实验，我们深入了解了三相电路的功率测量原理和方法。
我们了解到功率因数和有功功率是衡量电路性能的重要指标，它们与电流、电压和负载的特性密切相关。
在实际应用中，准确测量三相电路的功率是确保电力供应稳定和负载管理的关键。
因此，我们需要掌握功率测量的理论知识和实验技巧，以提高电力系统的运行效率和安全性。
三相电路电压电流及功率测量
01
对于不对称负载作Δ联接时，
但只要电源的线电压对称，加在三相负载上的电压仍然是对称的，对各相负载的工作没有影响。
02
三相负载星形联接（三相四线制供电）
按图1线路连接实验电路，即三相灯组负载经三相自耦调压器接通三相对称电源，并将三相调压器的旋钮置于三相电压输出为0V的位置（即逆时针旋到底的位置），经指导教师检查合格后，方可合上三相电源的开关，然后调节调压器的输出，使输出的三相线电压为220V，并按以下步骤完成各项实验，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、相电流、中线电流、电源中点与负载中点间的电压，将所测得的数据记入表1中，并观察各相灯组亮暗的变化程度，特别注意观察中线的作用。
表3、一瓦特表法测定Y0接三相负载的总功率
用二瓦特表法测定三相负载的总功率 按照图4接线，将负载接成Y形接法经指导老师检查后，接通三相电源，调节调压器的输出线电压为220V，按照表4内容进行测量计算。
将三相灯组负载改为Δ接法，重复上述测量步骤，将测量数据记入表4。
ห้องสมุดไป่ตู้
表4、负载△接各项实验数据表
01
02
实验内容及步骤
表1、负载Y接各项实验数据表
负载三角形联接（三相三线制供电） 按图2连接线路，经指导教师检查合格后接通三相电源，并调节调压器使其输出线电压为220V，并按表2的内容进行测试。
表2 负载Δ接法实验数据表格
用一瓦特表法测定Y0接三相对称负载以及Y0接三相不对称负载的总功率 。实验接线如图3，线路中的电流表和电压表用来监视三相电流和电压不得超过功率表电压和电流的量程。接好线路经指导老师检查后，接通三相电源开关，将调压器的输出由0调到380V线电压，按表3的要求进行测量，然后将交流电压表、交流电流表和功率表分别换接到 相和 相进行同样的操作。
基本电参数的测量实验报告
基本电参数的测量实验报告基本电参数的测量实验报告引言：电力是现代社会中不可或缺的能源之一，而电力的质量和稳定性对于各种电气设备的正常运行至关重要。
为了确保电力系统的安全和稳定，我们需要对电力的基本参数进行准确的测量和监控。
本实验旨在通过测量电流、电压和功率因数等基本电参数，来了解电力系统的运行情况，并掌握电参数测量的方法和技巧。
一、实验目的本实验的主要目的有以下几点：1. 掌握直流电流的测量方法和仪器的使用；2. 了解交流电压的测量原理和技巧；3. 学习功率因数的测量方法和计算公式；4. 分析电参数测量中可能存在的误差来源，并提出相应的改进措施。
二、实验仪器和材料1. 直流电源；2. 直流电流表；3. 交流电源；4. 交流电压表；5. 电阻箱；6. 电流互感器；7. 功率因数表；8. 电阻器、电容器、电感器等元件。
三、实验步骤1. 直流电流的测量首先，将直流电源连接到电路中，调节电流大小，并使用直流电流表测量电流值。
注意在测量前要校准电流表，确保其准确性。
同时，要注意电流表的量程选择，避免过载。
2. 交流电压的测量使用交流电源提供电压信号，并使用交流电压表测量电压值。
在测量前，要确保电压表的准确性，并选择合适的量程。
此外，还要注意测量时电路的接线是否正确，以避免电压的误差。
3. 功率因数的测量通过连接电阻箱、电流互感器和功率因数表，测量电路中的功率因数。
首先，调节电阻箱的阻值，使得电路中的功率因数接近1。
然后，使用功率因数表测量功率因数的数值。
在测量过程中，还要注意功率因数表的准确性和量程选择。
四、实验结果与分析在实验中，我们测量了不同电流和电压下的电参数，并计算出相应的功率因数。
通过实验数据的分析，我们可以得到以下结论：1. 电流和电压之间存在线性关系，即电流随电压的增加而增加；2. 电流和功率因数之间存在相关性，即功率因数随电流的增加而减小；3. 实际电路中存在一定的误差，如电流表和电压表的测量误差，以及连接导线和接触电阻等因素的影响。
功率分析仪基础-电压与电流测量
功率分析仪基础-电压与电流测量电压与电流测量是电子测量的基础，目前由于各种大功率的电力电子开关设备的普及应用，需要对交直流电压、交直流电流信号进行全面的测量：观测其波形，分析信号的谐波含量，测量有效值、直流值等。
PA系列功率分析仪就是一种能够很好满足这一需求的测试仪器。
什么是电压电压是两点间电场强度的线积分，代表电场力对单位正电荷由场中一点移动到另一点所做的功。
电压的方向规定为从高电位指向低电位的方向。
标量，符号“U”。
电压在国际单位制中的主单位是伏特（V），简称伏，用符号V表示。
1伏特等于对每1库仑的电荷做了1焦耳的功，即1V=1J/C。
强电压常用千伏(KV)为单位，弱小电压的单位可以用毫伏(mV)微伏(μv)。
它们之间的换算关系是：1kV=1000V；1V=1000mV；1mV=1000μV。
如果电压的大小及方向都不随时间变化，则称之为稳恒电压或恒定电压，简称为直流电压，用大写字母U表示。
如果电压的大小及方向随时间变化，则称为变动电压。
对电路分析来说，一种最为重要的变动电压是正弦交流电压(简称交流电压)，其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化。
交流电压的瞬时值要用小写字母u或u(t)表示。
电压可分为高电压，低电压和安全电压。
高低压的区别是：以电气设备的对地的电压值为依据的。
对地电压高于或等于1000伏的为高压。
对地电压小于1000伏的为低压。
其中安全电压指人体较长时间接触而不致发生触电危险的电压。
按照国家标《GB3805-83》安全电压规定了为防止触电事故而采用的，由特定电源供电的的电压系列。
我国对工频安全电压规定了以下五个等级，即42V，36V，24V，12V以及6V。
如何测量电压电压测量是电子测量的基础，传统测量仪器中，用于电压测量的仪表主要是数字万用表，但是数字万用表通常适用于直流或低频正弦波电压测量。
目前由于各种大功率的电力电子开关设备的普及应用，需要对交直流电压信号进行全面的测量：观测其波形，分析信号的谐波含量，测量有效值、直流值等。
第9章电工测量
2、电磁式仪表 1）电磁式仪表结构 电磁式仪表测量机构 如下图所示，它属于推斥 式测量机构类型。推斥式 测量机构的固定部分是由 圆形线圈和装在线圈内部 的弧形铁片（称为固定铁 片）组成的。可动部分则 由装在转轴上的铁片（称 为可动铁片）、指针、弹 簧游丝等部件组成。
还有一种吸引式结构。
2）排斥型电磁式仪表的工作原理
电动式功率表既可测量直流功率， 又可测量交流功率。
单相功率表的接线如图所示。电压和电流各有一个接 线端上标有“＊”或“±”的极性符号。对于单相功率表 的电压“＊”端，可以和电流“＊”端接在一起，也可以 和电流的无符号端连在一起。前者称为前接法，适用于负 载电阻远比功率表电流线圈电阻大得多的情况；后者称为 后接法，适用于负载电阻远比功率表电压支路电阻小得多 的情况。在这两种情况下，功率表电压支路中的电流可忽 略不计，可提高测量准确度。
2）电动式仪表的工作原理
当定圈中通以电流时，在定圈中就建立了磁场，当动 圈中再通以另一电流时，则在定圈磁场中受到电磁力的作 用而转动。 3）电动式仪表的优缺点
电动系测量机构具有准确度高、使用范围广等优点，一般可制 成0.2－1.0级的仪表。它不仅可测量交直流的电流和电压，还可测 量交流电的功率。它的缺点是自身功耗较大，过载能力小，且价格 较贵。
当固定线圈通过电流时，电流产生的磁场使得 两铁片磁化产生斥力，使之转动，当转动力矩与游丝 产生的反作用力矩相平衡。电流的大小与转角有关。
3）电磁式仪表的优缺点
电磁系测量机构具有结构简单、过载能力强与 交直流两用等优点。它的缺点是刻度不均匀，测量 机构本身的磁场较弱，易受外磁场影响，以致准确 度不高。具有这种测量机构的仪表通常为0.5级一 2.5级。
级。一般0.l和0.2级仪表用作标准仪表，0.5级至1.5级的仪 表用于实验、实训时测量，1.5级至5.0级仪表用作工程测 量。
三相交流电路电压、电流和功率的测量
实验名称三相交流电路电压、电流和功率的测量一、实验目的1.加深理解三相电路中线电压与相电压、线电流与相电流之间的关系；2.掌握三相负载作星形联接、三角形联接的方法，验证这两种接线时线、相电压及线、相电流之间的关系；3.理解三相四线供电系统中的中线作用；4.学习掌握用二瓦计法测量三相电路的有功功率.二、实验原理1.三相负载可以接成星形（“Y”接）或三角形（“Δ”接），如下图：其中，星形连接又包括有中线和无中线两种情况.2.主要概念相电压：电源或负载各相的电压称为相电压；线电压：端线之间大的电压称为线电压；相电流：流过电源或负载各相的电流称为相电流；线电流：流过各端线的电流称为线电流.首端和尾端的标记说明：旧标准：首端记为A,B,C；尾端记为X,Y,Z;新标准：首端记为U1,V1,W1；尾端记为U2,V2,W2.实际中常使用旧标准.3.星形连接的三相负载三相负载对称时：U L=√3U p;I L=I P此时流过中线的电流I0=0，可以省去中线.三相负载不对称时：必须采用三相四线制接法，即Y0接法，而且中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载儿每相电压维持对称不变.若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的一相的相电压过高，使负载遭损坏；负载重的一相的相电压又过低，负载不能正常工作.4.三角形连接的三相负载三相负载对称时：I L=√3I p;U L=U P三角形连接没有中线.三相负载不对称时：I L≠√3I p，但只要电源的线电压U L对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响.5.二瓦计法测量功率电路在三相三线制电路中，通常用二只功率表测量功率.功率表W 1和W 2的读数分别为P 1和P 2.三相电路的总功率等于二者代数和.P 1=U AC I A cosΦ1 P 2=U BC I B cosΦ2 P =P 1+P 2三、实验设备四、实验内容1.三相负载星形联接（三相四线制供电） 实验准备：将三相调压器的旋钮置于输出为0的位置，将交流电压表接到调压器的输出端，开启实验台电源，调节调压器，使输出的三相电源的线电压为220V （此时相电压为127V ）关闭电源开关，按图连接电路，分别测量三相负载的线电压、相电压、线电流、中线电流、电源和负载中点间的电压，将所测得的数值记入表中，并观察各项灯组亮暗的变化过程，特别要注意观察中线的作用.测量数据负载状态开灯数量 线电流/mA线电压/V 相电压/V 中线电流 I 0/mA中线电压 U N 0/VA 相B 相C 相 I A I B I C U AB U BC U CA U ax U by U cy Y 0接对称有中线 3 3 3 Y 接对称无中线 3 3 3 Y 0接不对称有中线 1 2 3 Y 接不对称无中线 1 2 3 Y 0接有中线B 相断开 1 0 3 Y 接无中线B 相断开132.负载三角形联接（三箱三线制供电）关闭电源开关，按下图改接线路，按下表内容进行测试.（注意：三角形连接时没有中线）测量数据负载情况开灯数量 线电压=相电压/V 线电流/mA 相电流/mA 二瓦计/WAB 相 BC 相 AC 相 U AB U BC U CA I A I B I C I A B I BC I CA P 1 P 2 P all 三相平衡 3 3 3 三相不平衡123根据实验数据：(1)验证对称三相电路中的关系；序号 名称 型号与规格 数量 备注 1 交流电压表 0~500V 1 实验台 2 交流电流表 0~5A 1 实验台 3 三相自耦变压器 1 实验台4 三相灯组负载 220V,15W 白炽灯 9 EEL5 电流插座 3 实验台(2)用实验数据和观察到的现象，总结三相四线供电系统中的中线作用；(3)不对称三角形联接的负载，能否正常工作？实验能否验证这一点？(4)根据不对称负载三角形联接时的相电流值作向量图，并求出线电流值，然后与实验测得的线电流作比较，分析.五、注意事项1.本实验采用三相交流市电，实验时注意安全，不可触碰裸露的导电部件；2.每次接线完毕，同组同学自查，两人均确认无误后才能接通电源，必须严格遵守断电—接线—检查—通电；断电—拆线的实验操作原则；3.本次实验中，灯泡表面升温迅速，注意选择长度适合的导线，不要让导线与灯泡表面接触，以免融化导线绝缘皮，造成安全隐患.在操作过程中，手不要触碰灯泡，以免烫伤.六、思考1.查阅资料，了解三相电源相序的测定方法，简述测定原理、测定器材、测定步骤.最常用的是相序表，它适用于工频100~ 500V的三相交流电源.使用时，将表面上的三个接线端钮U,V,W上的引线（分别为黄、绿、红）分别待测的三根电源线上.按动一下按钮（数秒即可）.如果铝盘沿顺时针方向转动，则所接三根电源线为正相序；如果铝盘逆时针方向转动，则为逆相序.如果没有相序表，可灯泡法检查.如图所示，两个相同的220V灯泡(15~40W)H1,H2及一个电容C (0.22~0.47μF,400V)接成星形，1,2,3三根引出线分别接至被测三相电源上，此时两个灯泡的发光程度将不相同，一个较亮，一个较暗.若令接电容的一相作为U相，则发光较亮的一相为V相,剩下的一相为W相.2.对于三相对称负载的星形联接，如何证明U L=√3U P；同理，对于三相对称负载的三角形连接，如何证明I L=√3I P.三个相电压之间夹角120°.U AB=U A−U B U BC=U B−U C U CA=U C−U A利用几何关系求出： U AB=2U A cos30°=√3U A，同理有：U BC=√3U B U CA=√3U C故有：U L=√3U P.用同样的方法可以证明I L=√3I P.3.对于三相四线制电路，能否在中线上安装保险丝？为什么？在三相负载不对称时，平衡电流，不能安保险丝，因为假如中线融断，说明负载很不对称，这时极需中性线，不能断开.4.能否用数学方法证明二瓦计法，即三相电路的总功率等于两块功率表示数的代数和.设负载为Y形联接，根据功率表的工作原理，有：P1=Re[U AC I A∗] P2=Re[U BC I B∗]P1+P2=Re[U AC I A∗+U BC I B∗]又U AC=U A−U C U BC=U B−U C I A∗+I B∗=−I C∗故P1+P2=Re[U A I A∗+U B I B∗+U C I C∗]=Re[S A+S B+S C]=Re[S]=P A+P B+P C即三相电路的总功率等于两块功率表示数的代数和.由于Y形可变成∆形，故同样适用.5.查阅资料，了解除二瓦计法以外还有哪些测量三相电路功率的方法，简述测量方法及各自适用的情况.对于三相四线制供电的三相星形连接的负载，可用一只功率表测量各相的有功功率P A,P B,P C，则三相负载的总有功功率P=P A+P B+P C.这就是一瓦特表法.若三相负载是对称的，则只需测量一相的功率，再乘以3即得三相总的有功功率.三瓦计法适用于三相四线制电路.三瓦计法是将三只功率表的电流回路分别串入三条线中（A,B,C线），电压回路的“*”端接在电路回路的“*”端，非“*”端共同接在中线上.三只功率表读数相加就等于待测的三相功率.。
三相交流电路电压、电流的测量实验报告
三相交流电路电压、电流的测量实验报告三相交流电路是指由三个单相交流电源组成的电路。
三相交流电路中，每个交流电源的电压和电流都是正弦波形的，且相位差为120度。
因此，在三相交流电路中，任意两个电源之间的电压和电流都有120度的相位差。
实验步骤：1、将三相电源接通电源，将万用表的电压档位调至交流电压档位。
2、将万用表的探头分别接到三相电路的三个相位上，并记录下每个相位的电压值。
3、将电阻箱接在三相电路中，通过改变电阻值，测量电路中的电流值，并记录下来。
4、根据测量结果，计算出三相电路中的各项参数，例如线电压、相电压、线电流、相电流、有功功率、无功功率等。
实验结果：通过实验测量，得到三相电路中各项参数的测量值如下：相位电压（V）电流（A）A相 220 1.5B相 220 1.6C相 220 1.4根据测量结果，计算出三相电路中的各项参数如下：线电压：Uab=Ubc=Uca=220V；相电压：Ua=Ub=Uc=220V；线电流：Iab=1.5A，Ibc=1.6A，Ica=1.4A；相电流：Ia=Ib=Ic=1.5A；有功功率：P=3VIcosφ=3×220×1.5×cos(φ)=891W；无功功率：Q=3VIsinφ=3×220×1.5×sin(φ)=728.6VAr；视在功率：S=3VI=3×220×1.5=990VA；功率因数：cosφ=P/S=891/990=0.9。
实验结论：通过实验测量和计算，得到了三相交流电路中各项参数的值，掌握了三相交流电路的测量方法和计算方法。
同时，也了解了三相交流电路中电压、电流的相位关系，这对于电力工程和电气设备的设计和运行具有重要意义。
测量电功率的原理
测量电功率的原理
测量电功率的原理主要是利用电力学中电压-电流式功率原理，只要把握好电压电流
的变化规律，就可以根据它们的乘积就可以准确的得出电功率的数据。
这主要是因为电功
率变化了，相应的电压电流也会变化，按照P=VI的关系，当电压变化时，电功率的变化
量也就相应的变化了。
电功率是指消耗的电能，要想准确测量它，需要改变消耗能量的方式，使电功率变量
可以被检波器检测出来。
一般来说，电功率需要通过改变电压电流的变化规律，按一定频
率施加电压或施加电流，然后改变电阻或使电流接入变压器的电感，就可以准确的测量出
所需的电功率。
一般来说，测量电功率时，电压改变是不可避免的，因此在测量之前，需要将电压稳定，这可以在检测器或电源系统中进行。
另外，电阻或电容也可以在电功率测量中使用，
但是这仅仅维持着电压稳定，不会影响测量准确度。
最后，要利用应用上下文测量电功率，还要考虑设备选用，环境状态，等等，以确保测量结果的准确性。
总的来说，对于测量电功率，需要明确的确定电压的基准，改变电阻的和电感性环境，确保施加的电压和电流可以同步变化，把握住基本的概念，还要有高精度和高可靠性的仪
表装置，这样才能准确准确测量出所需的电功率数据。
三相电路的相序、电压、电流及功率测量
二瓦表法测三相有功功率和无功功率 ——△形联结
一瓦表法测三相无功功率——△形联结 内容： 1、用相序指示器测定三相电源相序。其中两相所接白炽灯的标称参数为 25W/220V，另一项接两 0.1uF 的电容并联。 2、三相四线制 Y0 形对称负载，测量各相、线电压、线电流及中线电流、各相有功功率。数据记入表 （7-13-1） 3、三相四线制 Y0 形不对称（去掉 W 相负载中的电容）负载，测量各相、线电压、线电流及中线电 流、各相有功功率。数据记入表（7-13-2）。 4、三相三线制 Y 形不对称负载（去掉 W 相负载中的电容,去掉任务 3 中的中线），测量各相电压、 线电压、线电流。数据记入表（7-13-3）。增加二瓦表法测量总有功功率。填入表格。 5、△形对称负载：测量各线电压、线电流、相电流及各相有功功率。数据记入表（7-13-4）。 6、△形联结对称负载：二瓦表法测量总有功功率和总无功功率，一瓦表法测量总无功功率。数据记 入表（7-13-5）。
三、主要仪器设备
1、三相对称电源。
2、三相对称负载：每一相负载采用两个（25W/220V）白炽灯泡和两个（1μF/630V）电容并联组成。 3、不对称负载：去掉 W 相中的电容。 4、交流电压表、交流电流表。 5、功率表。 6、若干导线。
四、操作方法和实验步骤
1、检查各相负载是否正常，检查灯泡的额定功率和额定电压，检查电容的额定耐压值。 2、调节三相电源输出，线电压保持在 220V 左右，所以对称三相电源的输出相电压<=120V，且在整 个实验过程中不再改变。 3、相序测量后，按实际相序进行各个任务所示电路图接线，测量记录数据。 4、切断电源。
七、讨论、心得
本次实验所测的是三相电路的相序、电压、电流和功率测量，实验任务多，而且接线复杂，尤其是 将功率表接入电路中，需要注意功率表的同名端。开始我差点被绕糊涂了，后来对着电路图，一步一步地 连接电路，成功了测出了所有所需数据。
实验6 三相电路电压、电流及功率的测量
实验六 三相电路电压、电流与功率的测量一．实验目的1、练习三相负载的星形联接和三角形联接；2、了解三相电路线电压与相电压，线电流与相电流之间的关系；3、了解三相四线制供电系统中，中线的作用；4、观察线路故障时的情况；5、学会用功率表测量三相电路功率的方法。
二．原理说明1.三相电压、电流的测量电源用三相四线制向负载供电，三相负载可接成星形（又称‘Y’形）或三角形（又称‘Δ’形）。
当三相对称负载作‘Y’形联接时，线电压ＵＬ是相电压U P 的3倍，线电流ＩＬ等于相电流ＩＰ，即：P L P L I I U U == ,3，流过中线的电流ＩN ＝０；作‘Δ’形联接时，线电压U L 等于相电压U P ，线电流I L 是相电流I P 的3倍，即：P L P L U I I == U ,3不对称三相负载作‘Y’联接时，必须采用‘Y O ’接法，中线必须牢固联接，以保证三相不对称负载的每相电压等于电源的相电压（三相对称电压）。
若中线断开，会导致三相负载电压的不对称，致使负载轻的那一相的相电压过高，使负载遭受损坏，负载重的一相相电压又过低，使负载不能正常工作；对于不对称负载作‘Δ’ 联接时，I L ≠3I p ，但只要电源的线电压U L 对称，加在三相负载上的电压仍是对称的，对各相负载工作没有影响。
本实验中，用三相调压器调压输出作为三相交流电源，用三组白炽灯作为三相负载，线电流、相电流、中线电流用电流插头和插座测量。
2．三相功率的测量（1）三相四线制供电，负载星形联接（即Y 0接法）对于三相不对称负载，用三个单相功率表测量，测量电路如图6-1所示，三个单相功率表的读数为W 1、W 2、W 3，则三相功率P ＝W 1＋W 2＋W 3，这种测量方法称为三瓦特表法；对于三相对称负载，用一个单相功率表测量即可，若功率表的读数为W ，则三相功率P ＝3W ，称为一瓦特表法。
（2）三相三线制供电三相三线制供电系统中，不论三相负载是否对称，也不论负载是‘Ｙ’接还是‘Δ’接，N都可用二瓦特表法测量三相负载的有功功率。
电压表与电流表及功率表测量结果的不确定度评定
电压表与电流表及功率表测量结果的不确定度评定摘要：本文主要依据《电流表、电压表、功率表及电阻表检定规程》的相关要求对文章内容进行明确，其中还涉及标准互感器法，此类方法可以在工频交流高电压背景下，对被检测的静电电压作出测量检定操作，并且还可以通过计算的方式对测量结果的误差作出分析，从而对不确定度作出明确，以此得出具体的结果。
关键词：电压表；电流表；功率表；测量结果；不确定度；评定引言：在实际校准工作中，计量标准装置测量不确定度中人为因素占比较多，比如说：校准人员操作方法方面、校准人员读数方法方面、检定环境等多个方面都会直接影响测量结果。
当前在科研工作中，静电电压表能量传出是否满足准确可靠的数据标准，直接决定了产品质量，因此在电压表测量结果方面检测工作需要遵照《测量不确定度评定与表示》中的标准进行，分析误差从而判断不确定度。
一、相关概述本规程适用于直接模拟直流或者交流电流表、电压表、功率表等测量工作，上述各类计量表检测需要执行三次检测操作：首次检定、后续检定和使用中检定。
但此类检定方式不适合自动记录式仪表、数字式仪表及电压高于600v的静电电压检定工作，因此电压检定工作需要控制在一定范围内进行此项操作[1]。
在校准过程中需要按照下述几个文献的规程进行：《通用计量术语及定义》、《测量不确定度评定与表示》，在规程应用过程中也需选择应用有效版本规范检定工作。
仪表是当前测量线路和结构的主要计量工具，此时如果测量线路变成了测量机构，此时测量所能接受的范围量会发生改变，后续在进行驱动测量后可以得出机构的运动情况，还可直接指示被测量的大小。
二、计量性能要求和通用技术要求（一）计量性能要求首先是准确度等级方面的问题，仪表的准确度等级最大允许误差如表1所示。
表1准确度等级及最大允许误差准确度等级0.10.20.5 1.0 1.5最大允许误差(%)±0.1±0.2±0.5±1.±1.5准确度等级2.0 2.5 5.01020最大允许误差(%)±2.±2.5±5.±10±20在表格中可以看出仪表的基本误差在准确测量范围内，所有测量比值不能超过表1中的规定范围误差比值。
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U KMS
1 T 2 U (t )dt T 0
比，主要优点是：
(1) 输入阻抗高，一般直流输入阻抗可达20 MΩ以上。 (2) 分辨力高，可精确到百分之一，即在10 V挡，可分 辨到0.1 V，而指针式的模拟万用表的分辨力为最小刻度间 隔所代表的电压值的一半，量程越大，分辨力越低。
第3章 电流、电压与功率测量 3. 示波器的直流电压挡特别适用于观察较大幅度的
直流电压信号或含有交流成份的直流电压信号。
4. 电子电压表一般为数字式仪表，输入端设有由场 效应管电路组成的阻抗隔离电路和放大电路，因而具 有较高的输入阻抗和灵敏度，适用于在电子电路中测 量高内阻电路的电压。
第3章 电流、电压与功率测量
3.4 交流电压的测量
3.4.1 交流电压的特征与量值表示 常见电压的波形如图3.10所示。
第3章 电流、电压与功率测量
正弦波
脉冲波
方波
三角波
低频噪声波
阶梯波
图3.10 常见电压的波形
第3章 电流、电压与功率测量 2. 交流电压幅度值的相对大小常用峰-峰值、平均值
和有效值来表示。
1) 峰-峰值UP-P 峰-峰值表示信号的最大值与最小值的差。对于对 称的正弦信号来说，更常用的是峰值UP，其等于1/2的 UP-P。如U(t)=Acosωct，则有UP-P=2 A，UP=1 A。
Ux改变为：
R0 1 Ux ( )U x R0 Rx 1 3.3.2 直流电压测量仪表 1.模拟式万用表
在图 3.9 所示分压电路中，使用 MF500-B 型万用表
的100 V挡进行测量，该仪表的灵敏度为10 kΩ/V，可 以推算出在100 V挡的输入电阻为100×10=1000 kΩ=1 MΩ，
第3章 电流、电压与功率测量 2)
U
设电压信号为U（t），其周期为T，
1 T U U (t )dt T 0 1 U T
（3-2）
T
0
U (t ) dt
（3-3）
第3章 电流、电压与功率测量 3) 有效值URMS 有效值指的是信号的均方根值（RMS）。电压信号的有 效值用URMS表示，
流电流的大小，间接地检测出高频电流的大小，具体
原理如图3.5所示。
第3章 电流、电压与功率测量
G D E
A
C
B
图3.5 热电偶电表原理
第3章 电流、电压与功率测量
3.3 直流电压的测量
3.3.1 直流电压的测量原理与方法 一般来说，直流电压测量是将直流电压表直接跨 接在被测电压的两端，由直流电压表读出被测电压的 值。因此，电压测量是一种最简便的电参数测量，其 过程如图3.6所示。
第3章 电流、电压与功率测量
＋
Ux
－
＋ 电压 表
－
图3.6 电压测量
第3章 电流、电压与功率测量 当其与适当的分压电阻相配合时，即组成了直流 电压表，如图3.7所示。
第3章 电流、电压与功率测量
＋ －
Ux
R1 直流电流表 － A ＋ Rg
R2
R3
R4
R5
图3.7 基于直流表的直流电压表构成框图
第3章 电流、电压与功率测量 设被测电路可等效为内阻为 Rx ，开路电压为 Ux 的 电压源，直流电压表的等效内阻为 R0 ，则测量的完整
电路简化为图3.8。
第3章 电流、电压与功率测量
直 流 电 压 表
R0 ＋ A －
＋ －
E
Rx
图3.8 直流电压表测量电路
第3章 电流、电压与功率测量 由图3.8 可知，当直流电压表并接于被测电路两端 时，由于 R0 的存在，
第3章 电流、电压与功率测量
I ＋ E － R E ＋ －
I
＋
A
－
R
(a)
(b)
图3.2 电流表内阻的影响
第3章 电流、电压与功率测量 3.1.2 模拟直流电流表的工作原理 直流电流表多数为磁电式仪表，磁电式仪表一般由可动 线圈、游丝和永久磁铁组成。线圈框架的转轴上固定一个读 数指针，当线圈流过电流时，在磁场的作用下，可动线圈发 生偏转，带动上面固定的读数指针偏转，偏转的角度与通过 可动线圈的电流成正比。模拟直流电流表具有不需电池驱动、 显示稳定等优点，同时亦存在非线性误差大、容易损坏等缺 点。 3.1.3 数字万用表测量直流电流的原理 数字万用表是用电子技术来检测直流电流的。通常在直 流电流挡，对外电路来说，数字万用表仅相当于一个取样电 阻 RN （不同的量程 RN 的值不同），测量时 RN 上有电压信号 Ui=IRN，其测量过程如图3.3所示。
第3章 电流、电压与功率测量
第 3章
3.1 直流电流的测量 3.2 交流电流的测量
3.3 直流电压的测量
3.4 交流电压的测量 3.5 功率测量 3.6 数字万用表的特点与技术原理 思考题3
第3章 电流、电压与功率测量
3.1 直流电流的测量
3.1.1 直流电流测量的原理与方法 其过程如图3.1
第3章 电流、电压与功率测量
第3章 电流、电压与功率测量
Ui
预处理
A/D 转换器
数字量
显示
图3.3 数字万用表测量原理框图
第3章 电流、电压与功率测量
3.2 交流电流的测量
3.2.1 低频交流电流的测量原理和方法 图3.4所示的交直流转换电路。
第3章 电流、电压与功率测量
－
A
＋
图3.4 交直流转换电路
第3章 电流、电压与功率测量 3.2.2 高频交流电流的测量原理和方法 我们可以通过测量这种与高频电流密切相关的直
1000 500 R2 // Ri 100 1000 500 100 40V 1000 500 R1 R2 // Ri 500 1000 500
第3章 电流、电压与功率测量
R1 5 00 k
＋
1 00V
－
R2 5 00 k
＋
V
－
图3.9 高内阻电路的电压测量
第3章 电流、电压与功率测量 2. 数字万用表均有电流电压测量挡。与模拟式万用表相
A
图3.1 直流电流测量
第3章 电流、电压与功率测量 设电流表的内阻为 r ，在图 3.2 （ a ）所示的测量电路 中，原电路中电流I=E/R，而在图3.2（b）所示的电路中， 电流改变为I′=E/(R+r) ，两者的误差为
E E Er E 1 I R R r R( R r ) R 1 R / r