第2章指示仪表 (3)电动系
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基础知识指示仪表符号重要讲课文档
2.产生反作用力矩的装置：主要有游丝、悬丝等。
3.产生阻尼力矩的装置：可以利用电磁阻尼、空气阻尼、油阻尼等。
现在三十八页，总共八十页。
二、数字仪表的组成
由于 A/D 转换的对
象必须是电压,所以需 要测量线路将被测量
转换为电压
通过A/D 转换
将电压转换为 数字脉冲
数字脉冲经 译码加到显 示器
现在三十九页，总共八十页。
测量机构
指针偏转角α α=F(x)=φ(y)
作用是把不同的被 测电量按一定比例 转换成能被测量机 构接受的过渡电量
作用是把过渡电量 转换成仪表可动部 分的机械偏转角
现在三十七页，总共八十页。
模拟指示仪表中的三大部件
1.产生转动力矩的装置：利用电磁力的有磁电式、电磁式、电动式、感应 式、振动式等。利用电荷作用力的有静电式等。
系列代号（汉语拼音字母）
例如,型号T19—V就表示一块设计序号为19的便携式电磁系电压表。
现在二十六页，总共八十页。
3. 电能表型号的识别
DD
862
设计序号（数字）
D－单相 S－三相 T－三相四线 X－无功
电能表
例如,型号DD862就表示一块设计序号为862的单相电能表。
现在二十七页，总共八十页。
优点：方法简便，读数迅速。 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。
现在四十四页，总共八十页。
常用方法
二、间接测量法
特点：测量时先测出与被测量有关的电量，然 后通过计算求得被测量数值的方法，叫做间接 测量法。 适用范围：在准确度要求不高的特殊场合。
3.产生阻尼力矩的装置：可以利用电磁阻尼、空气阻尼、油阻尼等。
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二、数字仪表的组成
由于 A/D 转换的对
象必须是电压,所以需 要测量线路将被测量
转换为电压
通过A/D 转换
将电压转换为 数字脉冲
数字脉冲经 译码加到显 示器
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测量机构
指针偏转角α α=F(x)=φ(y)
作用是把不同的被 测电量按一定比例 转换成能被测量机 构接受的过渡电量
作用是把过渡电量 转换成仪表可动部 分的机械偏转角
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模拟指示仪表中的三大部件
1.产生转动力矩的装置：利用电磁力的有磁电式、电磁式、电动式、感应 式、振动式等。利用电荷作用力的有静电式等。
系列代号（汉语拼音字母）
例如,型号T19—V就表示一块设计序号为19的便携式电磁系电压表。
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3. 电能表型号的识别
DD
862
设计序号（数字）
D－单相 S－三相 T－三相四线 X－无功
电能表
例如,型号DD862就表示一块设计序号为862的单相电能表。
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优点：方法简便，读数迅速。 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。
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常用方法
二、间接测量法
特点：测量时先测出与被测量有关的电量，然 后通过计算求得被测量数值的方法，叫做间接 测量法。 适用范围：在准确度要求不高的特殊场合。
电动系仪表
I P 800 4.54
U cos 220 0.8
电流量限可选5A。
20
（五）功率表的读数
1.功率表常数 C
C UNIN N
W/格
被测功率为： P=Cn (W) n-----指针指示的格数； N----功率表满偏时的格数；
21 21
【例】D26 W 型功率表，其电流量限为0.5/1A，电 压量限为75/150/300V，指针满偏时标尺格数为150 格。测量某功率时，选用量限为0.5A、300V，指针 偏转100格，求该功率的大小。
18
（四）功率表的量程
功率： P=UNIN cosφ 普通功率表的额定功率因数cosφ＝１，所以它 的量程是由电压量程、电流量程确定的。
电流量限----功率表电流线圈回路的额定电流；
电压量限----功率表电压线圈回路的额定电压；
功率量限----电流量限、电压量限的乘积，即
P=UNIN
19
19
量限选择的原则：功率表的电压、电流量限应大于或等于负 载电压、电流的最大值。
（6）功耗较大：电动系电流表内阻大，电压表内阻小。
应用：一般制成功率表，用来测量交、直流电路的功率。源自课题二 电动系电流表和电压表
7
一、电动系电流表
1.单量程电流表
构成1：将电动系测量 机构的固定线圈 和可动线圈串联 （如图a,一般为 0.5A表）。
1-定圈
2-动圈
构成2：定圈1和动圈2分别串并联电阻后 再串联或并（如图b、c）。
一、电动系电流表
1、2联-----------单量程
2.双量程电流表扩量程 1、4联，2、3联---双量程
方法1：固定线圈分 成两段，改变串、 并联方式。
电工仪表与测量基本知识
能量（功、热） 焦［耳］
J
功率（辐射通量） 瓦［特］
W
国际单位制（SI）的导出单位
电荷量 电位（电压、电动势） 电容 电阻 电导 磁通量 磁通量密度磁感应强度 电感
库［仑］ 0C 伏［特］ V 法［拉］ F 欧［姆］ Ω 西［门子］ S 韦［伯］ Wb 特［斯拉］ TH 亨［利］ H
✓ 生产发展离不开测量
农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、 面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出现了原 始的时间测量器具，并有了天文测量。现代化的工业生 产中，处处离不开测量。例如，一个大型钢铁厂需要约2 万个测量点。
✓ 在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量
例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中受 气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、机翼 的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。
测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等
5.测量的主体——测量人员
手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成 自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测
量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。
6.测试技术
测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技
术。
四、单位和单位制
部分电工仪表图片
部分电工仪表图片
电气测量仪器的发展的阶段
1. 20世纪50年代以前，机械式的模拟指示仪器 （如指针式万用表、晶体管电压表等）；
2. 20世纪50年代左右，电子式的模拟指示仪器 （如数字式电压表、数字频率计等）；
3. 20世纪70年代初，智能仪器； 4. 20世纪80年代以后，虚拟仪器（检测技术与
二、测量的定义
1.狭义测量的定义
(完整版)电工仪表与测量习题册参考答案
电工仪表与测量习题册参考答案第一章电工仪表与测量的基本知识第一节常用电工仪表的分类、型号和标志一、填空题1.同类标准量2.仪表可动部分的机械偏转角指示器直读式3.磁电电磁电动感应4.安装便携便携5.便携6.数字数码的形式7.两带微处理器自动测试系统8.9•二、判断题1. X2. V3. X4. V5. V6. X 7X三、选择题1. A2. D3. D4. D5. A四、名词解释1.D19-W答案：表示一只设计序号是19的便携式电动系功率表。
2.1D1-W答案：表示一只设计序号是1的安装式电动系功率表。
3.DX282答案：表示一只设计序号是282的无功电能表。
4.D26~coscp答案：表示一只设计序号是26的便携式电动系功率因数表。
5.19Dl-coscp答案：表示一只设计序号是1的安装式电动系功率因数表。
6.45Tl-coscp答案：表示一只设计序号是1的安装式电磁系功率因数表。
7.D3-Hz答案：表示一只设计序号是3的便携式电动系频率表。
8.62Ll-coscp答案：表示一只设计序号是1的安装式整流系功率因数表。
，9.DD28答案：表示一只设计序号是28的单相电能表。
10.DT12答案：表示一只设计序号是12的三相四线电能表。
11.25C16-A答案：表示一只设计序号是16的安装式磁电系电流表。
12.DS36答案：表示一只设计序号是36的三相三线电能表。
13.T62-V答案：表示一只设计序号是62的便携式电磁系电压表。
14.D3-(p答案：表示一只设计序号是3的便携式电动系相位表。
五、问答题1.电工指示仪表按使用条件分哪几组？各适用于什么条件？答：电工指示仪表按使用条件分A、B、C三组。
A组仪表使用环境温度为0〜40°C，B组仪表-20〜50°C，C组仪表-40〜60°C，相对湿度均为85%范围内。
2.有一块仪表上标有下列符号，请说明各符号的意义。
由符号说出该表的用途。
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。
电气测量第二章
Ic Rc
I
R sh Rc Rsh Rc
如用 n 表示比值 I / IC ，它的数值代表电流表并
联分流器之后的量程扩大倍数。将上式移项，可推
出按要求的量程扩大倍数 n 求分流器电阻值的关
系式。即
Rsh
Rc n 1
五、电压表的附加电阻
扩大电压表量程可以串联附加电阻，设直接测量的 量程为 U c ，测量机构内阻为Rc ，串联附加电阻 Rad 后，可将电压量程扩大为 U ，则 U 与 U c 的关系可 由下式求得
使用红线所示电路
第八节 直流电位差计
一、直流电位差计工作原理
直流电位差计由 三个回路组成。其 中 回路Ⅰ称为校准回 路 回路Ⅱ称为测量回 路 回路Ⅲ称为工作电 流回路。
校准回路：利用回路中的标准电池用来校准工作
电流，当开关S 合向回路Ⅰ时，调节R改变工作电流，
若检流计指零，则说明标准电池的电动势与工作电流
三、实用电位差计的结构
1.要考虑标准电池的电动势受温度的影响:实用电 位差计的工作调定电阻通常由两部分电阻构成，一部 分为固定，一部分为可调，可调部分作为温度补偿电 阻，以补偿标准电池因温度而发生的变化。
M
dW d
I1I 2
dM12 d
根据指针稳定时驱动力矩等于反作用力矩，可求得指针偏转角
1 D
I
1I
2
cosΨ
dM 12
d
作为电压或电流表使用时，如果两线圈电流都等于被测电
流，且互感变化率为常数，则指针偏转角与被测电流平方成
正比，或与交流有效值平方成正比。
如作为功率表使用，指针偏转角正比于被测功率。
三、电动系仪表的技术性能
三、技术性能
1.灵敏度高、准确度高、表耗功率低
电工仪表与测量第一讲绪言 常用电工仪表的分类、型号及标志
教研组长签名：教务科（盖章）
年日
教
学
过
程
一、课程介绍
二、常用电工仪表的分类
（1）指示仪表
特点：能将被测量转换仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示器直接指示出被测量的大小，又被称为直读式仪表
分类：按其工作原理分为：磁电系仪表，电磁系仪表，电动系仪表，感应系仪表，整流系仪表，铁磁电动系仪表等
举例：安装式指示仪表，便携式仪表
（2）比较仪表
磁电系仪表——C,电磁系——T，电动系——D，感应系------ G ,整流系——L，电子系——Z
用途号：表示该仪表的用途。
电流表—— A,电压表—— V,频率表——Hz,相位表——&,功率表——W,功率因数表——cos&
（2）便携式指示仪表的编制规则：
系列代号设计序号—用途号
（3）电能表型号的编制规则：
分类：带微处理器的智能仪器，自动测试仪器
举例：数字式存储示波器
三、电工指示仪表的型号：反映了仪表的用途，工作原理等重要特性
（1）安装式指示仪表的编制规则：
形状代号系列代号设计序号—用途号
形状第一位代号（数字）按仪表面板最大尺寸（外形尺寸）编制
形状第二位代号按仪表的外壳尺寸（安装尺寸）编制
系列代号（汉语拼音字母）按仪表工作原理的系列编制，
系列代号设计序号
系列代号按工作原理的系列编制，
单相电能表——DD,三项有功电能表——DS,三相四线电能表——DT,
无功电能表——DX
四.学习本课程的学习方法和要求
学习方法：理论+实践，注重理论和实际结合
考核：作业20%+考试80%
4.归纳总结：5分钟
5.布置作业：3分钟
年日
教
学
过
程
一、课程介绍
二、常用电工仪表的分类
（1）指示仪表
特点：能将被测量转换仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示器直接指示出被测量的大小，又被称为直读式仪表
分类：按其工作原理分为：磁电系仪表，电磁系仪表，电动系仪表，感应系仪表，整流系仪表，铁磁电动系仪表等
举例：安装式指示仪表，便携式仪表
（2）比较仪表
磁电系仪表——C,电磁系——T，电动系——D，感应系------ G ,整流系——L，电子系——Z
用途号：表示该仪表的用途。
电流表—— A,电压表—— V,频率表——Hz,相位表——&,功率表——W,功率因数表——cos&
（2）便携式指示仪表的编制规则：
系列代号设计序号—用途号
（3）电能表型号的编制规则：
分类：带微处理器的智能仪器，自动测试仪器
举例：数字式存储示波器
三、电工指示仪表的型号：反映了仪表的用途，工作原理等重要特性
（1）安装式指示仪表的编制规则：
形状代号系列代号设计序号—用途号
形状第一位代号（数字）按仪表面板最大尺寸（外形尺寸）编制
形状第二位代号按仪表的外壳尺寸（安装尺寸）编制
系列代号（汉语拼音字母）按仪表工作原理的系列编制，
系列代号设计序号
系列代号按工作原理的系列编制，
单相电能表——DD,三项有功电能表——DS,三相四线电能表——DT,
无功电能表——DX
四.学习本课程的学习方法和要求
学习方法：理论+实践，注重理论和实际结合
考核：作业20%+考试80%
4.归纳总结：5分钟
5.布置作业：3分钟
8.5.4电磁力的虚位移法+-+教学案例5-虚位移法计算电磁力在电磁测量仪表中的应用
虚位移法计算电磁力在电磁测量仪表中的应用卢斌先1、案例说明结合工程电磁场中虚位移计算电磁力方法，讨论了常见直读式电工仪表结构、电磁力产生的原理和电磁力的计算方法。
本案例对于提醒同学在学习后续电气工程课程认真研究其原理，并将已经学过的基础理论知识完美应用到新课程学习中。
2、案例2.1 引言常用电工仪表种类很多。
电气机械式指示仪表是靠指针或光点指在标尺上直接读数，故有时也称为直读式仪表。
常见的直读式电工仪表有磁电系、电磁系、电动系和静电系等。
从结构上看，直读式指示仪表主要包括固定部分和可动部分。
固定部分主要是磁铁或线圈，可动部分主要是磁铁、线圈或软铁片。
在固定部分和可动部分之间的电磁力的作用下，使与可动部分相连的指针发生偏转的力矩称为作用力矩。
为了达到平衡，必须要有产生反作用力矩（控制力矩）的部分。
对于直读式电工仪表来说，产生反作用力矩主要是由游丝、张丝或吊丝等来完成由于电工测量仪表结构复杂，为了简化电磁力计算，主要采用电磁场理论中学习过虚位移法计算电磁力。
M =ﾶAﾶα（1）其中M 为作用力矩（广义力），α为指针偏转角（广义坐标），A 为测量机构总电磁能量。
根据胡克定律反作用力矩可表示为，Mα=Wα（2）其中Mα为反作用力矩，W 为弹性系数，α为指针的偏角。
当作用力矩与反作用力矩相等时测量机构达到平衡，就可读出被测量大小。
2.2 虚位移法在电磁测量仪表中的应用2.2.1磁电系仪表磁电系仪表测量机构结构图如图 1 所示。
当被测直流电流经过游丝流过线圈时，将在空间产生磁场，该磁场与永久磁铁的磁场相互作用产生相互作用的电磁力。
永久磁铁固定不动，图 1 磁电系仪表测量机构结构图（图中：1-永久磁铁；2-极掌；3-铁心；4-铝框；5-线圈；6-游丝；7-指针）而与指针、转轴构成整体的铝框和线圈是可动的。
测量机构总磁场能量包括线圈的自有磁场能量和线圈与永久磁铁间的互有能量，A =1LI 2 +Iψ2（3）其中A 是磁场能量，L 为线圈自感系数，I 为通过线圈的电流，ψ为永久磁铁产生的穿过线圈所围面积的磁链。
最新初级维修电工题库答案
初级维修电工题库一、是非题电气部分1、指示仪表不仅能直接测量电磁量，而且还可以与各种传感器配合，进行温度、压力、流量等非电量的测量。
（√）2、电磁系电压表的内阻远比磁电系电压表的内阻大。
（3）3、电动系仪表可以直接测量几千伏甚至更高的电压。
（3）4、电动系仪表除了可以做成交直流两用及准确度较高的电流表、电压表外，还可以做成功率表、频率表和相位表。
（√）5、仪表的准确度越高，价格越贵、维修越困难。
（√）6、准确度为1.5级的仪表，测量的基本误差为±3％. （3）7、要直接测量电路中电流的平均值，可选用电磁系仪表。
（3）8、要测量较高频率电压或电流，可选用静电系或电子系仪表。
（√）9、根据被测量的大小，选择仪表适当的量程，要能使被测量为仪表量程的1/2或2/3以上为好。
（√）10、只要选用仪表的准确度越高，测量就越准确。
（3 ）11、测量线路的电流时把电流表并入电路。
（3 ）12、电压表测量机构的灵敏度越高，测量同一电压时，其内阻越大，所消耗功率越小。
（√ ）13、电压表的附加电阻除可扩大量程外，还可起到温度补偿的作用。
（√ ）14、交直流两用电压表常采用电动系仪表。
（√ ）15、电压互感器的二次绕组不允许开路，电流互感器二次绕组不允许短路。
（3 ）16、电流表接入电路时，应在断电下进行。
（√ ）17、直流电流表可以用于交流电路。
（3 ）18、电动系电流表由定圈和动圈串联起来接入电路，可通过接入电抗和电容与动圈匹配，使仪表工作在较宽的频率范围。
（√ ）19、钳形电流表可以做成既能测交流电流，也能测量直流电流。
（√ ）20、钳形电流表不但可在不断开电路的情况下测电流，而且测量精度较高。
（3）21、使用电工刀时，应使刀刃与导线成较小的锐角。
（3）22、使用万用表测量电阻，每换一次欧姆档都要把指针调零一次。
（√）23、使用万用表测量电阻，不许带电进行测量。
（√ ）24、用绝缘电阻表（兆欧表）测绝缘物的绝缘电阻时，若其表面漏电严重，影响不易去除时，需用“保护”或“屏蔽”接线柱适当接线，消除表面漏电影响。
第2章变送器和转换器
第2章
• • • • 变送器的构成 差压变送器 温度变送器 电气转换器
变送器和转换器
2.1变送器的构成
一、构成原理 变送器是基于负反馈原理工作的，其构成如图。包括测量部分、放大器和反馈 部分。
y 调零、零点迁 移 z0 x 测量部分C + zf ymin 反馈部分F 0 xmin 原理图 输入输出特性图 xmax x zi e 放大器K y
y
上式表明，在KF 1
1 Cx z 0 F
的条件下，变送器输出与输入之间的关系取决于测量部分和反馈部分的特性， 而与放大器的特性几乎无关。如果转换系数C和反馈系数F是常数，则变送器 的输出与输入将保持良好的线性关系。
变送器的基本特性和构成原理
传感器的作用是基于各种自然规律和基础效应的前提下，把被测变量转化为一个与之 成对应关系的便于传送的输出信号，如电压、电流、电阻、频率、位移、力等等。 但由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往十分微弱并伴有非线性，因此，除 了部分单纯以显示为目的的检测系统之外，多数情况下都要利用变送器来把传感器的 输出转换成遵循统一标准的模拟量或者数字量输出信号，送到显示装置以指针、数字、 曲线等形式把被测量显示出来，或者同时送到控制器对其实现控制。
4 ΔPmin ΔPmax ΔP
1.变送器的输出电流I0和输入信号ΔP之间呈线性关系
2.调整调零弹簧可以使变送器输出电流I0在输入信号范围下限时 为4mA 。 3.改变tgθ或Kf可以调整变送器的量程
4.零点和量程要反复调整
2、2、2电容式差压变送器 （一）概述 采用差动电容作为检测元件，整个变送器无机械传动、调整装置，并且测 量部分采用全封闭焊接的固体化结构。仪表结构简单、性能稳定、可靠，具有 较高的精度。 变送器包括测量部件和转换放大电路两部分。
• • • • 变送器的构成 差压变送器 温度变送器 电气转换器
变送器和转换器
2.1变送器的构成
一、构成原理 变送器是基于负反馈原理工作的，其构成如图。包括测量部分、放大器和反馈 部分。
y 调零、零点迁 移 z0 x 测量部分C + zf ymin 反馈部分F 0 xmin 原理图 输入输出特性图 xmax x zi e 放大器K y
y
上式表明，在KF 1
1 Cx z 0 F
的条件下，变送器输出与输入之间的关系取决于测量部分和反馈部分的特性， 而与放大器的特性几乎无关。如果转换系数C和反馈系数F是常数，则变送器 的输出与输入将保持良好的线性关系。
变送器的基本特性和构成原理
传感器的作用是基于各种自然规律和基础效应的前提下，把被测变量转化为一个与之 成对应关系的便于传送的输出信号，如电压、电流、电阻、频率、位移、力等等。 但由于传感器的输出信号种类很多，而且信号往往十分微弱并伴有非线性，因此，除 了部分单纯以显示为目的的检测系统之外，多数情况下都要利用变送器来把传感器的 输出转换成遵循统一标准的模拟量或者数字量输出信号，送到显示装置以指针、数字、 曲线等形式把被测量显示出来，或者同时送到控制器对其实现控制。
4 ΔPmin ΔPmax ΔP
1.变送器的输出电流I0和输入信号ΔP之间呈线性关系
2.调整调零弹簧可以使变送器输出电流I0在输入信号范围下限时 为4mA 。 3.改变tgθ或Kf可以调整变送器的量程
4.零点和量程要反复调整
2、2、2电容式差压变送器 （一）概述 采用差动电容作为检测元件，整个变送器无机械传动、调整装置，并且测 量部分采用全封闭焊接的固体化结构。仪表结构简单、性能稳定、可靠，具有 较高的精度。 变送器包括测量部件和转换放大电路两部分。
直读式和比较式电测仪表
I0 K f 2 I0
多量限电流表测量电路
1 I x2 即 ： I0 Kf2
Kf2 I x 2 R0 R f 1 R f 2 R f 3 I0 Rf 2 Rf 3
同理，可对其它量限进行求解，得：
I xi K fi I0 R0 R fk
k 1 n
1 I0 I xi K fi
若 I0 为被测电流，则可求得磁电系测量机构的灵 敏度 Si
Si
所以有：
I0
0
W
Si I 0
1 W Ci Si 0 I0
Ci 单位偏转角对应的被测量称为“仪表常数”
磁电系测量机构的特点
输入输出单值函数，零点一般在标尺的中间，这样可 由指针的偏转方向确定电流的流动方向，磁电系测量 机构只能测量直流而不能测量交流。 电流通过游丝导入线圈的，游丝的电阻较大，流过大 电流时容易发热而改变其弹性，引起测量误差，所以， 磁电系测量机构的耐过载能力较差。 可动线圈的磁链大小取决于永久磁铁的磁感应强度B， 一般做得很大，可动线圈中流入很小的电流就可以产 生很大的转矩。磁电系测量机构的灵敏度高、功耗小、 抗干扰强。
微安表
毫安表
安培表
千安表
专门用来测量直流的电流表，都是磁电 系电流表。
微安表和毫安表的测量电路
RW : 游丝电阻
' R0 ：可动线圈电阻
A、B电流表接线端
可由指针的偏转角读得被测电流的大小：
Si I 0 Si I x
大电流电流表的分流器测量电路
RW R0 R0 R f : 分流电阻
磁电系仪表的阻尼方式
磁电系仪表的可动线圈通以被测电流后， 除了形成转动力矩和游丝的反作用力矩 外，为了加速可动部分停在平衡位置的 过程，仪表还必须有阻尼力矩。磁电系 仪表的阻尼力矩有两种：
1.2电工仪表分类和原理
《电工技术》教案（2016～2017学年第1学期）适用机电一体化专业院系（部）_______机电系________ 班级_____17机电航空__ _ 教师________ 李丽___教案首页教学设计教学内容【复习导入】实验课上，在实际测量时，无论哪种电工仪表，也不论其质量多高，它的测量结果与被测量的实际值之间总会存在一定的差值。
今天，我们来分析产生误差的原因和表示方法。
【告知目的】常用电工测量仪表的结构、工作原理、选择及使用方法，电工测量方的选择，测量数据的处理等。
通过本课程的学习，可以获得合理运用电工测量的方法，掌握正确选择和使用常用电工测量仪表的基本技能。
【知识链接】一、常用电工仪表的分类1、概念：用来测量各种电量、磁量及电路参数的仪器、仪表统称为电工仪表。
2、分类：电工仪表按结构和用途的不同，分以下三类1）指示仪表：能将被测量转换为仪表可支部分的机械偏转角，并通过指示器直接显示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。
⑴按工作原理分类：主要有磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表和感应系仪表。
⑵按使用方法分类：有安装式、便携式两种。
⑶按被测量的名称分类：有电流表、电压表、功率表、电能表、频率表、相位表、万用表等。
⑷按准确度等级分类：有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共七级。
⑸按使用条件分类：有A、B、C三组类型的仪表。
⑹按被测电流种类分类：有直流仪表、交流仪表以及交、直流两用仪表三类。
2）比较仪表：又分直流比较仪表和交流比较仪表两大类。
3）数字仪表：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。
二、电工指示仪表的型号1、安装式指示仪表型号的组成及含义2、便携式指示仪表型号的编制规则由于便携式仪表不是固定安装在开关板上的，故不需要形状、代号。
例：型号T19-A，表示一块设计序号为19的便携式电磁系电流表。
三、仪表的误差及分类根据产生误差的原因，仪表误差分两类1、基本误差：指仪表在正常工作条件下，由于仪表的结构、工艺等方面的不完善而产生的误差叫基本误差。
电工实验仪表部分
1 M 12 = U ∠ I ∠ cos ϕ DR fj dx
= K P U ∠ I ∠ cos ϕ = K P P
结论：在交流电路中，电动系动率表偏转角与 交流电路的有功功率P成正比，且电动系功率还可测 直流电路与非正弦交流电路的功率。
(3)功率表的接线 a、同名端 功率表的电流线圈和电压线圈的对应端称为“同名端”或“发生 端”，引入同名端的目的是为了避免接线错误，以使功率表指针反向 偏转。 b.接线规则 遵守发电机端接线规则： 1）功率表电流线圈的“*”端必须接至电源一侧，而另一端应接 至负载。 2）电压线圈的“*”端可接至电流线圈的任一端，而其另一端则 跨接至负载的另一端。
（三）电动系仪表 1．电动系仪表的结构和工作原理 （1）基本结构
1-固定线圈 2-活动线圈 3-游丝 当通过电流时，两线圈都会产生磁场，磁场相互作用而使活动 线圈转动，带动指针偏转，其反作用力矩由游丝实现，阻尼力矩系 数通过空气阻尼器实现。
（2）工作原理 当固定线圈通过电流I1时，在定圈中产生一磁场 B1。若可动线圈通过电流I2，则可动线圈在磁场B1 中受到电磁力F，并在这个力的作用下，驱使它产生 偏转。当转动力矩和游丝所产生的反作用力矩互相 平衡时偏转才停止，从而显示出读数来。 若电流I1、I2的方向同时改变，则电磁力F的方 向不会改变，这样，可动线圈受到的转动力矩的方 向不会改变。因此电动系仪表可以交直流两用。
• • • • • 电流表（安培表、毫安表、微安表）； 电压表（伏特表、毫伏表、微伏表）； 功率表（瓦特表）；高阻表（兆欧表）； 欧姆表；电度表（瓦时表）；频率表； 相位表（功率因素表）等等。 电系、热电系、电子系。
该表为交直流两用的电流表，电磁系测量机构， 准确度为0.5级，水平放置使用，防御外磁场能力为 Ⅱ级，绝缘强度试验电压为2KV。
-常用电工仪表
北京市特种作业电工 （低压）
常用电工仪表
北京市特种作业电工 （低压） 主讲人：
第二章 常用电工仪表
第—节 常用电工仪表概述
一、常用电工仪表的分类和工作原理 (一)分类 (1)按照仪表的工作原理分 可分为磁电式仪表、电磁式仪表、电 动式仪表、整流式仪表、感应式仪表、数字式仪表等。仪表的类型 不问，其性能、特点、适用场合和价格都不相同。因此，按照工作 原理来确定仪表的类型，是选择仪表的主要依据。 (2)按照仪表的测量内容(即测量对象)分 可分为电压表、电流 表、电能表、功率表、功率因数表等。 (3)按照被测电流的性质分 可分为直流电表(简称直流表)和交 流电表(简称交流表)。除了直流表和交流表以外，还有一种交流直 流两用表。 (4)按照仪表的安装方式Байду номын сангаас 可分为安装式仪表和便携式仪表。
(二)电能表的接线 1．单相电能表的接线
2．三相电能表的接线 三相电能表有三相三线制电能表和三相四线制电能表 两个系列。
四、万 用 表 万用表是、一种多功能、多量程的仪表，是电工最常使用的仪表之一。万用表有指针 式和数字式两个基本类型，二者的功能和使用方法大体相同，但测量原理、结构和线路却 有很大差别，在性能上也各有特点，，传统的万用表都是指针式的，数字式万用表是近二 三十年发展起来的—种新型万用表。从目前的使用情况来看，还是以指针式居多。 (一)指针式万用表 1．万用表的功能 万用表又称多用表、三用表，是一种多功能的仪表。万用表都具备以下的功能：直流 电流，直流电压，交流电压和电阻，在每一个测量项目中，常常又分几个量程挡位，每个 挡位都对应不同的量程。这样，它就可以在较宽的范围内进行比较准确的测量。 (二)数字式万用表 数字式万用表是近30年发展起来的一种新型万用表。从外观上看，它与传统的指针式 万用表的明显区别是，它的显示部分采用了能够用数字来直接显示被测量的液晶元件。由 于数字显示可以很容易做到显示三位或四位有效数字，因此它的灵敏度和准确度都比指针 式万用表要高，它的附加功能也比指针式万用表要多些。另外，它的体积小．便于携带。 这些都是它的优点。其缺点是成本较高。 数字式万用表的转换开关、插孔和欧姆调零旋钮与指针式万用表基本上是一样的，在使用 方法上也大致相同。
常用电工仪表
北京市特种作业电工 （低压） 主讲人：
第二章 常用电工仪表
第—节 常用电工仪表概述
一、常用电工仪表的分类和工作原理 (一)分类 (1)按照仪表的工作原理分 可分为磁电式仪表、电磁式仪表、电 动式仪表、整流式仪表、感应式仪表、数字式仪表等。仪表的类型 不问，其性能、特点、适用场合和价格都不相同。因此，按照工作 原理来确定仪表的类型，是选择仪表的主要依据。 (2)按照仪表的测量内容(即测量对象)分 可分为电压表、电流 表、电能表、功率表、功率因数表等。 (3)按照被测电流的性质分 可分为直流电表(简称直流表)和交 流电表(简称交流表)。除了直流表和交流表以外，还有一种交流直 流两用表。 (4)按照仪表的安装方式Байду номын сангаас 可分为安装式仪表和便携式仪表。
(二)电能表的接线 1．单相电能表的接线
2．三相电能表的接线 三相电能表有三相三线制电能表和三相四线制电能表 两个系列。
四、万 用 表 万用表是、一种多功能、多量程的仪表，是电工最常使用的仪表之一。万用表有指针 式和数字式两个基本类型，二者的功能和使用方法大体相同，但测量原理、结构和线路却 有很大差别，在性能上也各有特点，，传统的万用表都是指针式的，数字式万用表是近二 三十年发展起来的—种新型万用表。从目前的使用情况来看，还是以指针式居多。 (一)指针式万用表 1．万用表的功能 万用表又称多用表、三用表，是一种多功能的仪表。万用表都具备以下的功能：直流 电流，直流电压，交流电压和电阻，在每一个测量项目中，常常又分几个量程挡位，每个 挡位都对应不同的量程。这样，它就可以在较宽的范围内进行比较准确的测量。 (二)数字式万用表 数字式万用表是近30年发展起来的一种新型万用表。从外观上看，它与传统的指针式 万用表的明显区别是，它的显示部分采用了能够用数字来直接显示被测量的液晶元件。由 于数字显示可以很容易做到显示三位或四位有效数字，因此它的灵敏度和准确度都比指针 式万用表要高，它的附加功能也比指针式万用表要多些。另外，它的体积小．便于携带。 这些都是它的优点。其缺点是成本较高。 数字式万用表的转换开关、插孔和欧姆调零旋钮与指针式万用表基本上是一样的，在使用 方法上也大致相同。
指针式电工仪表
动铁片(铁磁物质)，所以有磁滞和涡流现象，这就造成直
流读数由于正负端不同而不完全一致。
28
应用
（a）线圈串联
（b）线圈并联
图1－11 双量程电磁系交流电流表
图1－12 电磁系 交流电压表原理
29
图1－11电动系测量机构
1.6 电动系仪表 1.6.1 电动系仪表 测量机构的结构 及工作原理
1. 结构
1－固定线圈 2－可动线圈 3－指针 4－阻尼片 5－游丝 6－阻尼盒
30
2. 工作原理 当定圈和动圈分别通入电流i1、 i2时，动圈受到定圈的
磁场对它的作用力而产生偏转。
设： il＝I1m sinωt
i2＝I2m sin(ωt - φ)
则动圈受到的瞬时转动力矩
M＝K（γ）i1 *i2
＝ K（γ ） I 1m sinωt * I2m sin（ωt - φ) ＝ K（γ ） I 1 I2 cos φ － K（γ ） I 1 I2 cos （2ωt - φ)
图所示为几种指示仪表的标尺特性。
16
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
17
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。 1.4 磁电系仪表 1.4.1 磁电系仪表测量机构的结构及工作原理 1.结构
电工仪表与测量
第一讲：指针式电工仪表
1
问题的提出
1、一般电工仪表能测量多大电流？多高电压？ 2、5KHZ的正弦交流用什么表测量？非正弦呢？ 3、绝缘电阻如何测量？ 4、指针式表如何测量误差最小？ 5、指针式三用表内部的电池起什么作用？ 6、数字表能否测量非正弦量？ 7、指针式表与数字式表相比较，各有何特点？ 8、什么叫智能仪表？相关技术说明书能否看懂2 ？
指示仪表
一、电测量指示仪表基本工作原理 1、概述 电测量指示仪表是能随时显示被测量而 不记录其值的电测仪表。 不记录其值的电测仪表。 电测量指示仪表的种类繁多， 电测量指示仪表的种类繁多，分类方法也 很多。可按其工作方法和结构特性分类， 很多。可按其工作方法和结构特性分类，也可 按其使用特性分类。例如， 按其使用特性分类。例如，按仪表的工作电流 分类时，可分为；直流仪表；交流仪表； 分类时，可分为；直流仪表；交流仪表；交直 流两用仪表。按使用方法分类时， 流两用仪表。按使用方法分类时，可分为固定 式仪表和便携式两用仪表。 式仪表和便携式两用仪表。按标度尺特性分类 时，可分为均匀标度尺仪表和不均匀标度尺仪 表两类。 表两类。
指示仪表和附件的基本误差 准确度是电测量指示仪表和附件的重 要技术指标之一。对仪表本身来说， 要技术指标之一。对仪表本身来说，准 确度是表征指示值对真值接近程度的 量。 准确度是以基本误差极限和该变量的极 限来确定的。也就是说， 限来确定的。也就是说，一只合格的 仪表， 仪表，不但基本误差应満足准确度等 级的要求，改变量也应満足准确度等 级的要求， 级的要求。 级的要求。
升降变差 首先使被检表指示器在一个方向平稳地上升到标 度尺某一个带有数字的分度线上， 度尺某一个带有数字的分度线上，读取该点的实 际值 X01，然后再使被检表指示器平稳的下降到标 01， 度尺的同一个分度线上，读取该点的实际值X 度尺的同一个分度线上，读取该点的实际值X02， 两次读取的实际值之差除以引用值即为升降变差。 两次读取的实际值之差除以引用值即为升降变差。 仪表的升降变差不应超过最大允许误差的绝对值， 仪表的升降变差不应超过最大允许误差的绝对值， γ变 =︱X01-X02︳/XN×100% 式中： 式中： X01和X02分别为某点被测量的上升和下降的 实际值， 表示被检表测量范围上线。 实际值，XN表示被检表测量范围上线。 升降变差的检定可与基本误差的检定同时进行。 升降变差的检定可与基本误差的检定同时进行。
指示仪表和附件的基本误差 准确度是电测量指示仪表和附件的重 要技术指标之一。对仪表本身来说， 要技术指标之一。对仪表本身来说，准 确度是表征指示值对真值接近程度的 量。 准确度是以基本误差极限和该变量的极 限来确定的。也就是说， 限来确定的。也就是说，一只合格的 仪表， 仪表，不但基本误差应満足准确度等 级的要求，改变量也应満足准确度等 级的要求， 级的要求。 级的要求。
升降变差 首先使被检表指示器在一个方向平稳地上升到标 度尺某一个带有数字的分度线上， 度尺某一个带有数字的分度线上，读取该点的实 际值 X01，然后再使被检表指示器平稳的下降到标 01， 度尺的同一个分度线上，读取该点的实际值X 度尺的同一个分度线上，读取该点的实际值X02， 两次读取的实际值之差除以引用值即为升降变差。 两次读取的实际值之差除以引用值即为升降变差。 仪表的升降变差不应超过最大允许误差的绝对值， 仪表的升降变差不应超过最大允许误差的绝对值， γ变 =︱X01-X02︳/XN×100% 式中： 式中： X01和X02分别为某点被测量的上升和下降的 实际值， 表示被检表测量范围上线。 实际值，XN表示被检表测量范围上线。 升降变差的检定可与基本误差的检定同时进行。 升降变差的检定可与基本误差的检定同时进行。
电测量指示仪表基础
作用在可动部分上的力矩：转动力矩、反作用力矩、阻尼力矩
东风汽车有限公司质量保证部 Dongfeng Motor.Co.LTD. Quality Assurance Department
2)测量线路：把被测量（如电流、电压、电阻等）转换为 仪表的测量机构可以直接接受的过渡量，并保持一定变换 比例的仪表组成部分，叫测量电路。不同仪表的测量线路 是不同的，如在电流表中是分流器，在电压表中是附加电 阻。
2）电磁系仪表的特点 1、电磁系仪表既可测直流，又可测交流，能制成交直流 两用表，结构简单、成本低、应用广。 2、由于被测电流不经过可动部分，直接进入固定线圈， 因而过载能力强。 3、刻度特性不均匀，经过对铁芯形状、尺寸精心设计后， 也只能做到基本均匀。 4、线圈磁场经空气闭合，不强，故易受外磁场干扰。 5、与电磁系电流、电压仪表相比，电磁系电流表内阻教 大，而电压表内阻较小，测量时将对被测电路产生较大 影响，并引起一定的误差。
2）仪表的特点 1、准确度高、灵敏度高。 2、消耗功率小。 3、刻度均匀。 4、过载能力差。 5、只能测直流。
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三、电磁系仪表
1）结构和原理 电磁系仪表是由一个可动软磁片与固定线圈中电流产
（2）不同标度尺仪表引用误差表达方式
a. 对于单项均与标度尺的仪表，引用误差的表示方法与上面叙述的相同 b. 对于双向均匀标度尺的仪表，引用误差的表示方法两个方向上限绝对 值之和的比的百分数 c. 对于无零位均匀标度尺的仪表，引用误差的表示方法为最大绝对误差 与标度尺工作部分上下限之差的比的百分数。 d. 对于标度尺刻度不均匀的各种仪表，由于相等的刻度长度在标度尺各 处所代表的被测量不等，所以不能用绝对误差与测量上限之比的百分数 来表示引用误差。这种仪表引用误差表示为用刻度长度的绝对误差与标 度尺刻度总长度之比的百分数。
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2)测量线路：把被测量（如电流、电压、电阻等）转换为 仪表的测量机构可以直接接受的过渡量，并保持一定变换 比例的仪表组成部分，叫测量电路。不同仪表的测量线路 是不同的，如在电流表中是分流器，在电压表中是附加电 阻。
2）电磁系仪表的特点 1、电磁系仪表既可测直流，又可测交流，能制成交直流 两用表，结构简单、成本低、应用广。 2、由于被测电流不经过可动部分，直接进入固定线圈， 因而过载能力强。 3、刻度特性不均匀，经过对铁芯形状、尺寸精心设计后， 也只能做到基本均匀。 4、线圈磁场经空气闭合，不强，故易受外磁场干扰。 5、与电磁系电流、电压仪表相比，电磁系电流表内阻教 大，而电压表内阻较小，测量时将对被测电路产生较大 影响，并引起一定的误差。
2）仪表的特点 1、准确度高、灵敏度高。 2、消耗功率小。 3、刻度均匀。 4、过载能力差。 5、只能测直流。
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三、电磁系仪表
1）结构和原理 电磁系仪表是由一个可动软磁片与固定线圈中电流产
（2）不同标度尺仪表引用误差表达方式
a. 对于单项均与标度尺的仪表，引用误差的表示方法与上面叙述的相同 b. 对于双向均匀标度尺的仪表，引用误差的表示方法两个方向上限绝对 值之和的比的百分数 c. 对于无零位均匀标度尺的仪表，引用误差的表示方法为最大绝对误差 与标度尺工作部分上下限之差的比的百分数。 d. 对于标度尺刻度不均匀的各种仪表，由于相等的刻度长度在标度尺各 处所代表的被测量不等，所以不能用绝对误差与测量上限之比的百分数 来表示引用误差。这种仪表引用误差表示为用刻度长度的绝对误差与标 度尺刻度总长度之比的百分数。
常用电工仪表的使用
根据指针稳定时驱动力矩等于反作用力矩，可求得指针偏转角
1 dM 12 I 1I 2 cosΨ D d
作为电流或电压表使用时，如果两线圈通以同一电流，或 被测电流的一部分，且互感变化率为常数，则指针偏转角与 被测电流平方或被测电压平方成正比，或与交流电流或电压 有效值平方成正比。 如作为功率表使用，指针偏转角正比于被测功率。
C UN IN
m
求得功率表的分格常数C后，便可求出被测功率 P＝C· α
1
V
150
300 600
I I
2
3
4
5
1——电压接线端子 4——指针零位调整器
2——电流接线端子
3——标度盘
5——转换功率正负的旋钮
图
功率表前面板示意图
图
D26型仪表
例：若选用一只功率表，它的电压量程为300V、电 流量程为5A，标度尺满刻度格数为150格，用它 测量某负载消耗的功率时，指针偏转80格。求负 载消耗的功率。 解： 先求功率表的分格常数
对被测电路的影响小。所以磁电系仪表是一种应用广泛具有高灵敏度、高准
确度、低表耗功率的仪表。
2.具有均匀等分的刻度
磁电系仪表的指针偏转角与可动线圈的电流成正比，标尺的刻度均匀等分，
易于标尺的制作。
3,只能用于直流电路
若在交流范围使用，必须配整流器。
磁电系仪表 1）工作原理：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转动力矩，使可动线圈发生偏 转。 2） 磁电系仪表的优点：具有较高的灵敏度和准确度， 刻度均匀便于读数。测量直流电压、电流的直读式仪 表几乎都是这种类型。它即可做成配电盘式表和便携 式表，又可做成0.1级和0.2级的标准表。 3）磁电系仪表的缺点：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，结构较复杂。 4）注意事项：测量直流时注意正负接头，不得接反。
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七、电动系功率表
电动系测量机构有两个线圈，根据P=UI，让固定线圈 １与负载串联，以反映负载的电流，改称为“电流线圈”； 让可动线圈２串接 一定的附加电阻Rv，然
后与负载并联，以反映
负载的电压，此时改称 为“电压线圈” ，其
电路见图。
如此电动系测量机构就 可以测量功率,称为功率表。
功率表测直流功率
P = P 1 + P2
③三表法测功率
三表法适用于三相四线制系统功率的测量,电路如图1-7-11 所示。不论被测电路是否对称,三相总功率为三只功率表的示值
之和,即
P=P1+P2+P3
3.功率表读数
一般功率表标度尺上不标瓦特数，只标分格数，每一分 格的瓦数即为功率表常数 CP
Cp
UN IN
m
式中，UN为所接量限的电压额定值，IN为所接量限的电 流额定值；m为功率表标尺的满刻度格数。被测功率的大小， 应由功率表常数CP进行换算P= Cp 式中，为功率表指针偏
转的格数。
功率表读数例题
例题：若电压与电流额定值分别为UN=450V，IN
=5A，m =150 DIV，测得指针偏转格数为80 DIV，
P 1000 I 11.36( A) U cos 110 0.8
低功率因数功率表
（1）普通功率表满偏条件：Ux和Ix为额定值 且cos=1
（2）用普通功率表测低功率因素负载，指 针偏转少，不易读数，误差大。
（3）低功率因素表灵敏度高，专用来测 cos=0.1和cos=0.2的负载。
①三相交流电路一表法测量有功功率
用一表法测量对称三相电路的有功功率。即利 用一只单相功率表直接测量三相完全对称的电路中 任意一相的功率，然后将其读数乘以3，便可得出三 相交流电路所消耗功率。
②两表法测功率
三相电路有功功率的测量,有两表法和三表法两种。对于 三相三线制系统,多采用图1-7-10所示的两表法测量电路, 这种 测量方法不要求被测电路对称,三相总功率为两功率表的示值
dM12 M I1 I 2 d
1、偏转角与直流电流的关系
游丝产生反作用力矩M= W, 平衡时M=M
即
dM12 I1 I 2 WБайду номын сангаасd
1 dM12 I1 I 2 W d
（1-7-1）
可见,指针偏转角与可动线圈和固定线圈中流过 的直流电流之积I1、I2成正比,与互感随偏转角的变化 率成正比。
UI cos Px
可见，电动系功率表既可用来测量直流功率也可以用 来测量交流功率，并且可用同一刻度。
1.功率表正确接线
因此功率表在使用中,要遵循一定的接线规则,即要保证两
线圈的电流都从同名端流入,例如图1-7-6所示的电压支路(可 后接法 动线圈)的“*”号端和电流支路的“*”号端联在一起, 这样
之和, 即
P=P1+P2。
两表法测功率
（１）两只功率表的电流线圈分别串接任意两 相，但电流线圈的同名端必须接到电源侧； （２）两功率表的电压线圈的同名端，必须 分别接到各自电流线圈所在的相上，而另一端接 在公共相上。 只要是三相三线制（ia+ib+ic=0），不论负载 是否对称，两功率表读数之和等于三相总功率。
交流转矩公式
如果电流I1和I2同时改变方向,电动系测量机 构的转矩方向不变,因此,可以用来测量交流。设固
定线圈和活动线圈分别通以正弦电流i1, i2； 设：
i1 2 I1 sint
则转矩的平均值为：
i2 2I 2 sin(t )
T dM12 dM12 dt dM12 12 i i 1 dM 1 i1 i2 i1i2 d dt TddT i1i2 1 2 d 0 0 0 0 dM12 与直流公式只相差 cos I 1 I 2 cos dM12 I 1 I 2 cos d d
∴
UI P
可见功率表测直流： ∝ Px
功率表测交流功率
如果功率表接在交流电路上，并假使附加电阻Rv较大，
并联支路（电压支路）的感抗可略去不计，电流（固定）线
圈电流I1＝I。又由于并联支路已假定为阻性电路，I2与Ｕ同 相，所以I1与I2之间的相位差角ψ就等于Ｕ与Ｉ之间的相位差
，其相量关系见图。
1 M m( t ) 1 M m( t ) T T
T T
T
2、偏转角与交流电流的关系
由 M = M
则有
1 dM12 I1 I 2 cos W d
（1-7-2）
可见，电动系测量机构的偏转取决于交流有效 值的乘积，并且与cos有关，所以可做成相位表和 功率因数表，也可以做成功率表。
2 2
电动系电压表偏转角与Ux2成比例
五、电动系电压表
电动系电压表可动部分的偏转角与被测电压的平方有 关，其标尺同样具有平方特性，为不均匀刻度。 多量限的电动系电压表，主要是利用附加电阻的改变 来实现的。附加电阻的接法见图。电动系电压表和电磁系
电压表一样，既要保证线圈能产生足够的磁化力，又要尽
量减少匝数，以免产生频率误差和温度误差。所以电动系 电压表具有较大表耗电流，或者说它的内阻比较小。 有些电压表为了适应较宽频率范围的测量，可采用并 联电容Ｃ的办法，如下图所示。
1 dM12 1 2 dM12 I1 I 2 K1 K 2 I x W d W d 1 2 dM12 KI x W d 式中，K=K1K2。
而采用改变线圈匝数的办法，一般把固定线圈分成几段， 改变它们的串并联组合，就可以改变量限。交流电流表则多 采用电流互感器扩大量限。
五、电动系电压表
§2.7 电动系仪表
电动系仪表用于交流精密测量及作为标准表，与电磁 系相比最大区别是以可动线圈代替可动铁芯，可以消除磁 滞和涡流的影响，使它的准确度得到提高。 另外电动系有固定和可动两套线圈，可以用来测量象 功率、电能等这类与两个电量有关的物理量。 电动系仪表是由可动线圈中电流所产生的磁场与一 个或几个固定线圈中的电流所产生的磁场相互作用而工作 的仪表。
二、工作原理（定性分析）
固定线圈 通入电流I1
I1
产生 磁场1
B
可动线圈经游 丝通入电流I2 I2
受电磁力作 用产生转矩 M 可动线圈带 动指针偏转
电动系测量机构特点
1、由于电动系测量机构内部的磁场也是由空心线
圈产生的，因此比较弱，容易受外界磁场的干扰而产 生测量误差。
2、电动系测量机构中无铁磁物质，准确度可达
表和电压表，以监视电流和电压的量值。
三相交流电路中有功功率的测量
三相交流电路在实际工程上应用很广，因 此对三相交流电路进行功率测量尤为重要。 三相功率的测量方法：三相交流电路分为 完全对称电路(电源对称、负载对称)和不对称 电路，而不对称电路又分为简单不对称电路 (电源对称，负载不对称)和复杂不对称电路(电 源和负载都不对称)。 跟据三相交流电路特点 不同，其测量方法也不同。
0.5级以上，最大为0.1级。
三、直流转矩公式 讨论三种情况下的M的方向
1. I1改变，I2不变； 当固定线圈通以直流电流I1时,产生一磁感应强度为B的 2. I1改变，I2不变； 3. I1，I2同时变化； 磁场。（右手螺旋法则）
若可动线圈通以直 流电流I2 ,则可动线 圈在磁场B中受到 电磁力F, 并在这力 的作用下,它产生偏 转,如图1-7-2所示。 （左手法则） 电动系测量机构的 可动部分所受的力矩为
4.功率表的选择及使用
例：有一感性负载，其功率约为1000W，功率因数为 0.8，工作在220V电路中，如用D9-W14多量限电动系功率 表测量负载实际功率，应怎样选择量限？ 解：（1）因负载工作于220V电路中，故表额定电压量 程应选为300V，负载电流如下 P 1000 I 5.68( A) U cos 220 0.8 所以功率表应选用300V，10A量限 若负载工作于110V电路中，其它条件不变，又应如何？
一样，为了使仪表有足够安匝数，当被测电流为一定时，要
求线圈有足够匝数，这就使得内阻和表耗功率都增大，一般 电动系仪表内阻比电磁系还大。 电动系电流表和电磁系一样，也不采用分流器扩程，
理由与电磁系相同，常用的扩程方法是改变线圈的串并联
组合，交流扩程方法则多用互感器。
当被测电流大于0.5A时,可采用图如1-7-4所示的电路,即 把固定线圈串联后与可动线圈、附加电阻R并联起来，I1、I2 与被测电流Ix的关系为
五、电动系电压表
在电流表的基础上串联附加电阻构成电动系电压表
☆六、电动系仪表技术特性
（1）准确度较高：没有磁滞和涡流的影响。
（2）可以交直流两用，可精确测量电压、电流、功
率还可以测量功率因数、频率、电容、电感和相位差 （3）易受外磁场影响：固定线圈产生的磁场弱。 （4）仪表本身消耗的功率较大。 （5）过载能力小：可动线圈的电流流经游丝。 （6）电动系电流表、电压表的标度尺刻度不均匀， 但构成功率表标度尺刻度是均匀的。
如果功率表接在直流电路上，则通过线圈１的电流
I1就等于负载电流Ix。
通过可动线圈２的电流I2，在附 加电阻和线圈电阻保持不变的情况 下，正比于负载两端的电压Ｕ，即I2 =UX / R2（R2=Rv+R'2），且I2和I1的 相位差为零。
由 PX = IxUX = I1I2R2，
I 1I 2 I XUX 1 dM 12 W d 1 dM 12 KPX R 2 W d
四、电动系电流表
在小电流时(小于
0.5A),把固定线圈和可动
线圈串联起来,如图1-7-3 所示,此时I1=I2=Ix,式(1-7-
1)表明，偏转角与被测电
流的平方成正比。
1 2 dM12 Ix W d
可见电动系电流表 刻度 是非均匀的。