电工技术之电工测量

电工技术
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。
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
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。
第一节 电工测量仪表的分类
1.按照被测量的种类分类
电工技术
次 序 被测量的种类 仪表名称 符 号
1
电流
2
电压
3
电功率
4
电能
5
相位差
6
频率
7Baidu Nhomakorabea
电阻
电流表
A
毫安表
mA
电压表
V
千伏表
kV
功率表
W
千瓦表
kW
电度表
kWh
相位表
频率表
仪表的转动转矩
通入直流时，T=k1I1I2
通入交流时，
F
T=k1I1I2cos
可动线圈
F
固定线圈
i1和i2的 有效值
i1和i2之间 的相位差
电工技术
仪表的转动转矩 通入直流时，T=k1I1I2
通入交流时，T=k1I1I2cos
电工技术
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
A 100%
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。
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。
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，
仪表的转动转矩 T = k I ²
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，
交流为有
即指针的偏转角
k1
I2
kI 2
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。
100%
12.5%
测量实际值为40V的电压时，相对误差为
γ
40
1.25 40
100%
3.1%
电工测量仪表上的几种符号
电工技术
符号
~ ~
3 ~ 或 ~~
2 kV 或¬ 或 60 °
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
第二节 电工测量仪表的型式 电工技术
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
电工技术
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
推斥式电磁式仪表
小室
2. 工作原理
电工技术
线圈通入电流 I 磁场 固定和可动铁片均被磁
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
电工技术
(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
N
S
生 在线圈和指针转动时，螺旋
弹簧被扭紧而产生阻转矩TC。
F
电工测量
电工技术
电工测量
电工技术
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。
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。
电工技术
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
柱形铁心等。
指针
(2) 可动部分
铝框及线圈，两
I
根半轴O和O，螺
旋弹簧及指针。
O' 线圈
N
S
永久磁铁 O
螺旋弹簧
I
圆柱形 铁心
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。
(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
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
电工技术
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 。
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。
电工技术
例：一准确度为2.5级的电压表，其最大量程为50V， 则可能产生的最大基本误差为
U γ Um 2.5% 50 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，
相对误差为
γ
10
1.25 10
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
电工技术
测量直流电压、直流电流及电阻。
5.优点： 刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗
流（测量交流时）的影响，因此准确度不高。
2.3 电动式仪表
电工技术
1. 结构 有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈
与指针及空气阻尼器的活塞都固定在轴上。
螺旋弹簧 空气阻尼器
产生阻尼力
固定线圈 可动线圈
2. 工作原理
电工技术
固定线圈中的电流 I1 ( i1 ) 磁场
可动线圈中的电流 I2 ( i2 )与磁场相互作用电磁 力 F 线圈受到转矩 T 线圈和指针转动，
f
欧姆表
兆欧表
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
电工技术
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
直流和工频交流
电动式
电流、电压、电功率、 直流及工频与较高频率的交
功率因数、电能量
流
3. 按照电流的种类分类（见上表）
4.按照准确度分类