第五章(电路参数的测量)

E
Rx U0 C
V
Rx
t C ln U0 Ut
C为标准电容，V为静电系电压表。通过测量电压及时间，
计算出Rx。
也可通过测量电流及时间，测出电路的时间常数。
则 Rx= /C
i(0)
0.368i(0)
交流参数的直读法测量
一、电容的测量
C的定义 C Q 或 i C duc
U
dt
在正弦交流下 I CU
可求出在中值电阻处， R最小
R m in
4
d m
欧姆表的刻度指标是d/dm，而不是准确度级。
通常把附近的 1/5Ri~5Ri 的范围视为欧姆表的有效量测范围。
欧姆表的使用
• 选择倍率 • 短路调零
2. 并联线路的欧姆表线路
E
R0
rm
Rx
正向刻度
I
Rx E
R0rm RX (R0 rm )
中值电阻
RCQ I
m
三、互感系数的测量
交流参数的精密测量采
用交流阻抗电桥，本章第四 节作详细介绍。
定义
21 M21I1
或
u21
M
di1 dt
在正弦交流下 U2 MI1
M
I1
U2
在直流条件下，进行冲击测量
电路右图所示
u2
R2i2
L2
di2 dt
M
di1 dt
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
两边积分 R2Q L2i2 M i1
开关倒相 i1 2I1, i2 0
A
C
R
x
C´
P
mV
P´
两电压表法：
引入标准电阻RN，分别测量电阻RN和Rx
E R
Vx
上的压降，则
Rx
Vx VN
RN
R0 x
RN
VN
特点：
• 省略了电流表；
• 忽略电源内阻R0时，测量结果与电压表的内阻无关。
直流中、低值电阻的精密测量采用直流单双
臂电桥，在本章第二，三节做详细介绍。
四、直流高阻(106~1012 )的直接测量与间接测量
按阻值分为3等：低阻值：m 级~10 ； 中阻值：10 ~约100k ； 高阻值： >105
按工作频率分 直流电阻 交流电阻
2. 结构特点
中阻值：两端结构 低阻值：四端结构 高阻值：三端结构
P´ P
C
Rx
C´
低阻值电阻的四端结构
Rx 绝缘 铠装
导体
R
R
防护环
p
p
二、测量中阻值电阻的欧姆表法
1. 串联线路
法一 利用冲击检流计，用已知电量对Cx充电。
法二 右图线路。t=0时，电容
对标准电阻放电。
U0 Cx V
RN
Cx
RN
t ln U 0
uc (t)
在正弦交流下， 二、自感的测量
Cx
I
Uc
IA Uc V Cx
定义
L 或 I
uL
L
diL dt
在正弦交流下 U L LI
三表法测感抗
r
P I2
zU I
1. 兆欧表法
利用磁电系流比计测量机构构成兆欧表(俗称摇表)。
使用注意： • 摇表屏蔽端子的连接； • 摇表电压等级的选择
2. 高阻的间接测量
绝缘 铠装 导体
防护环
伏安表法
• Rp1 与毫安表并联连接而被淹没； • Rp2 被排除在测量线路之外。
mA
V
Rp1
Rx
Rp2
测时间常数法
uc (t) U0 (1 e t RxC )
讨论Rx ,首先找出关系Rx ~x，然后求d x /Rx
由
x
SI
Ri
E Rx
,
m
SI
E Ri
,
两式相除，得
x
Ri Ri Rx
m
或
Rx
Ri
m x
1
刻度非线性
30
中值电阻
Rx的微分
dRx
dRx
d x
d x
Ri
m x2
d x
Rx的相对误差
R
dRx Rx
x
m
m
x
d
x
当 x=0 或 x=m 时（即 Rx= 或 Rx=0 时），R
高阻接法
高高
Rx
U x Ix
Rx
RA
Rx
Ux Ix
Rx'
RA
阻接法阻接法
低阻接法
低
Rx
Ux I x
Rx RV Rx RV
阻 接
Rx
1
Rx Rx
RV
法
Rx’偏大
Rx”偏小，
判据：
R
RV RA
低阻接法 高阻接法
2. 直流低阻值电阻的间接测量
伏安表法：
Ux
电压端子的引线电阻被毫伏表内阻“淹没”
R2Q 2M I1 R2CQ m
M
R2CQ 2I1
m
I1 A
I1 M U2
U
G
问题： 为什么有时要用 直流的方法来测 量交流元件参数？
在正弦交流下
U2 MI1
M U2
I1
AM
U2
~ I1
理
测
量
电
感
、
电
容
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直流参数 安用 法电 测压 量、 电电 阻流 表 即 伏
交流参数 测或用 量功电 交率压 流因、 参数电 数表流
即、 三功 表率 法表
直流电阻的直读法测量
1. 电阻的性质和类别 • 电阻元件的电阻 R=U/I • 一般地，电磁能量的消耗和转换过程均用电阻R表 示 R=P/I2
PA
~V
L, r
XL z2 r2
此电路测量XL的误差较大
r P 2 I z U I XL ?
在直流条件下，用冲击检流计组成测量线路
L di d R i dt dt
其中R为放电回路总电阻。
t=0 打开
A
I
U
L, r G
积分 L i RQ, 其中i 0 I I
所以
L
RQ I
• 兆欧表和接地电阻测量仪是安装、维 修现场所必备工具，要求熟悉它的使用 方法。
• 变压器比率臂电桥和带电测温装置的 内容，可根据专业选择讲授或布置学生 自学。
第一节 电路参数的测量方法
电路参数的测量方法
直读法 比较法 谐振法
间接法
阻用 、欧 电姆 容表
、 电 容 表 测 电
利
电补
用
桥偿
谐
法法
振
原
E
R0 R
Ri
结构及原理
SI I
SI
Ri
E Rx
f (RX )
Rx
• 刻度非线性； • 反向刻度;
SI
Ri
E Rx
当 Rx=Ri 时， 120
刻度非线性
30
中值电阻
称Rx =Ri的电阻称为欧姆表的中值电 阻。 不同倍率对应不同的中值电阻（1, 10, 100, 1k, 10k）
刻度误差
R中
R0rm R0 rm
中值电阻
• 并联线路的中值电阻比串联线路的偏小，所以并联线路
的欧姆表适合于测量小阻值电阻。
• 并联线路的灵敏度（dI/dRx）较串联线路高4倍以上。
三、直流中、低阻值电阻测量的伏安表法
1. 直流中阻值电阻的间接测量
• 伏安表法——可测量非线性电阻；
A RA
RV V
R
A RA RV V R
Electrical Measure
第五章 电路参数的测量
• 第一节 电路参数的测量方法 • 第二节 直流单电桥 • 第三节 直流双电桥 • 第四节 交流阻抗电桥 • 第五节 变压器比率臂电桥 • 第六节 带电测温装置 • 第七节 兆欧表 • 第八节 接地电阻测量仪
本章要点
• 本章介绍使用单电桥、双电桥和交流 阻抗电桥测量电路参数的原理与方法。 要求能根据参数类型正确选择仪器，掌 握仪器的使用规范与正确的测量步骤。