第11章 电工测量
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第一节 电工仪表的一般知识
第二节 常用指示仪表的基本结构和 工作原理
第三节 电流、电压、电功率及电能 的测量
第四节 万用表
第五节 兆欧表
电工测量主要任务： 应用适当的电工仪器、仪 表对电流、电压、功率、电阻等各种电量和电路 参数进行测量。
各种电工、电子产品的生产、调试、鉴定和电气 设备的使用、检测、维修都离不开电工测量。 3
百分数表示
置符号 60 °
1.5
以指示值的百分 绝缘试
数表示
验符号
_ 直流仪表
~ 交流仪表
端钮 符号
~_ 交直流两用仪表
垂直放置 水平放置
调零器 符号
仪表经2000V
2KV 耐压试验
+ 正端钮
-
负端钮
*
公共端钮
调零器
9
第一节 电工仪表的一般知识
二、测量误差
绝对误差: 仪表的指示值与被测量实际数之差。 ∆A＝Ax-A0 。
4.按准确度分类 目前国家标准规定，指示仪表按照准确度
分7个等级： 0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0
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。
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（二）指示仪表的符号
第一节 电工仪表的一般知识
分类 符号
mA
按测 量种 V 类的 符号 KW
用于一般 工程测量
12
第一节 电工仪表的一般知识
四、仪表量程的选择
测量值越接近仪表的满刻度，相对误差越小。
例：在正常情况下用准确度为0.5级量程为10A 安培表测量电流时，可能产生的最大绝对误差：
A γ Am 0.5%10A 0.05A
如用上述安培表来测量8A电流时，相对误差 为（±0.05/8）╳100%＝ ±0.525%。
驱动力矩 T = K1I
F
(2) 反作用力矩TC的产生 N
S
指针转动时，螺旋弹簧被扭紧
而产生反作用力矩TC。
F
弹簧的TC与指针的偏转角成正比，
即 TC= K2
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
当弹簧反作用力矩与驱动力矩达到平衡即
TC= T 时，指针静止在一定位置上。 即指针的偏转角 ： α k1 I kI k2
注意：只能测量直流电。因为如果线圈中通 的是交流电，则因电流的方向不断在交变，使 得线圈的平均转矩等于零，指针无法偏转。
3. 特点 优点：准确度高；耗能小；不易受外界磁场影 响；刻度均匀。
缺点：只能测量直流；价格较贵；不能承受 较大过载。
4.用途
测量直流电压、直流电流及作万用表的表头。
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
最大绝
仪表的 准确度
A 100%
Am
对误差
仪表的最大量 程（满标值）
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第一节 电工仪表的一般知识
仪表的准确度等级和基本相对误差
准确度 等级 基本相 对误差% 适用 对象
0.1 0.2 0.5 1.0
±0.1 ±0.2 ±0.5 ±1.0
仅用作计量 标准仪表
用于 实验室
1.5 2.5 5.0
±1.5 ±2.5 ±5.0
（二）电磁系仪表 1.结构 分类：吸引型、排斥型和吸引-排斥型。 主要部分：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。
1.按照被测量的种类分类
电流表（又分为安培表、毫安表、微毫安表等） 电压表（又分伏特表、毫伏表等） 功率表（又分瓦特表、千瓦表等） 电阻表（又分欧姆表、兆欧表等） 电度表
2.按工作原理分类
磁电式仪表
电磁式仪表
电动式仪表
感应式仪表
振动式仪表
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第一节 电工仪表的一般知识
3.按被测电流种类分类 直流仪表 交流仪表 交直流两用仪表
而用它来测量1A电流时，则相对误差为 （ ±0.05/1） ╳ 100%= ±5%
被测量值愈小，测量误差愈大。测量中，通常
应选用量程为被测量值1.5至2倍的仪表。
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一、指示仪表的基本结构 二、指示仪表的工作原理
第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
一、指示仪表的基本结构
（一）驱动装置: 主要是利用仪表中通过电流 后产生的电磁作用力驱动指针偏转。
相对误差: 绝对误差与被测实际数的比。 ∆A/A0 。
基本误差: 由仪表结构不精确造成的固有误 差。
附加误差: 外界因素（如温度、干扰、测量方 法不当、读数不准）引起的误差。
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第一节 电工仪表的一般知识
三、仪表的准确度差
指示仪表的准确度：是指正常条件下进行
测量可能产生的最大绝对误差∆A与仪表的最 大量程（满标值）Am之比。
一、指示仪表的分类和符号 二、测量误差 三、仪表的准确度 四、仪表量程的选择
第一节 电工仪表的一般知识
电工仪表分类
指示仪表 比较式仪表 数字式仪表 图示仪器
指示仪表的特点：把被测量的值变换为仪表 指针的偏转角而直接读出。
一、 指示仪表的分类和符号
（一）指示仪表的分类
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第一节 电工仪表的一般知识
MΩ
KWb
名称
毫安表 伏特表 千瓦表 兆欧表
分类 符号 名称
磁电式仪表
按工 作原 理分 类的 符号
电磁式仪表 电动式仪表 感应式仪表
电度表
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第一节 电工仪表的一般知识
分类 符号 名称 分类 符号 名称
按准 确度 分类 符号
按被 测电 流种 类符 号
工作 位置
1符号
1.5 以标度尺量限的 工作位
倾斜600放置
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
二、指示仪表的工作原理
（一）磁电系仪表 1. 结构 (1) 固定部分：铁心极掌、圆柱形铁心等。 (2) 可动部分：可动线圈及铝框，螺旋弹 簧及指针。
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
2. 工作原理
(1) 驱动力矩T 的产生
线圈通入电流 I 产生电磁力 F 形成驱动 力矩 T 带动指针转动，
（二）反作用装置: 通过反作用力矩与驱动 力矩相平衡，使指针能按被测量的大小产生相 应的偏转。
螺旋弹簧
固定
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
（三）阻尼装置: 能产生与转动方向相反的 制动力矩（阻尼力矩），使仪表可动部分能 迅速静止在平衡位置。阻尼力矩由与轴相联 的铝制翼片在阻尼室中移动产生（称空气阻 尼器）。
可见: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正 比
所以可在刻度盘上作均匀刻度，读出被测电
量的大小。wk.baidu.com
(3) 阻尼力矩的产生 当铝框随线圈一起转动，切割永久磁铁磁力线，
在框内感应出电流，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。
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
第一节 电工仪表的一般知识
第二节 常用指示仪表的基本结构和 工作原理
第三节 电流、电压、电功率及电能 的测量
第四节 万用表
第五节 兆欧表
电工测量主要任务： 应用适当的电工仪器、仪 表对电流、电压、功率、电阻等各种电量和电路 参数进行测量。
各种电工、电子产品的生产、调试、鉴定和电气 设备的使用、检测、维修都离不开电工测量。 3
百分数表示
置符号 60 °
1.5
以指示值的百分 绝缘试
数表示
验符号
_ 直流仪表
~ 交流仪表
端钮 符号
~_ 交直流两用仪表
垂直放置 水平放置
调零器 符号
仪表经2000V
2KV 耐压试验
+ 正端钮
-
负端钮
*
公共端钮
调零器
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第一节 电工仪表的一般知识
二、测量误差
绝对误差: 仪表的指示值与被测量实际数之差。 ∆A＝Ax-A0 。
4.按准确度分类 目前国家标准规定，指示仪表按照准确度
分7个等级： 0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5，5.0
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。
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（二）指示仪表的符号
第一节 电工仪表的一般知识
分类 符号
mA
按测 量种 V 类的 符号 KW
用于一般 工程测量
12
第一节 电工仪表的一般知识
四、仪表量程的选择
测量值越接近仪表的满刻度，相对误差越小。
例：在正常情况下用准确度为0.5级量程为10A 安培表测量电流时，可能产生的最大绝对误差：
A γ Am 0.5%10A 0.05A
如用上述安培表来测量8A电流时，相对误差 为（±0.05/8）╳100%＝ ±0.525%。
驱动力矩 T = K1I
F
(2) 反作用力矩TC的产生 N
S
指针转动时，螺旋弹簧被扭紧
而产生反作用力矩TC。
F
弹簧的TC与指针的偏转角成正比，
即 TC= K2
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
当弹簧反作用力矩与驱动力矩达到平衡即
TC= T 时，指针静止在一定位置上。 即指针的偏转角 ： α k1 I kI k2
注意：只能测量直流电。因为如果线圈中通 的是交流电，则因电流的方向不断在交变，使 得线圈的平均转矩等于零，指针无法偏转。
3. 特点 优点：准确度高；耗能小；不易受外界磁场影 响；刻度均匀。
缺点：只能测量直流；价格较贵；不能承受 较大过载。
4.用途
测量直流电压、直流电流及作万用表的表头。
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
最大绝
仪表的 准确度
A 100%
Am
对误差
仪表的最大量 程（满标值）
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第一节 电工仪表的一般知识
仪表的准确度等级和基本相对误差
准确度 等级 基本相 对误差% 适用 对象
0.1 0.2 0.5 1.0
±0.1 ±0.2 ±0.5 ±1.0
仅用作计量 标准仪表
用于 实验室
1.5 2.5 5.0
±1.5 ±2.5 ±5.0
（二）电磁系仪表 1.结构 分类：吸引型、排斥型和吸引-排斥型。 主要部分：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。
1.按照被测量的种类分类
电流表（又分为安培表、毫安表、微毫安表等） 电压表（又分伏特表、毫伏表等） 功率表（又分瓦特表、千瓦表等） 电阻表（又分欧姆表、兆欧表等） 电度表
2.按工作原理分类
磁电式仪表
电磁式仪表
电动式仪表
感应式仪表
振动式仪表
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第一节 电工仪表的一般知识
3.按被测电流种类分类 直流仪表 交流仪表 交直流两用仪表
而用它来测量1A电流时，则相对误差为 （ ±0.05/1） ╳ 100%= ±5%
被测量值愈小，测量误差愈大。测量中，通常
应选用量程为被测量值1.5至2倍的仪表。
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一、指示仪表的基本结构 二、指示仪表的工作原理
第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
一、指示仪表的基本结构
（一）驱动装置: 主要是利用仪表中通过电流 后产生的电磁作用力驱动指针偏转。
相对误差: 绝对误差与被测实际数的比。 ∆A/A0 。
基本误差: 由仪表结构不精确造成的固有误 差。
附加误差: 外界因素（如温度、干扰、测量方 法不当、读数不准）引起的误差。
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第一节 电工仪表的一般知识
三、仪表的准确度差
指示仪表的准确度：是指正常条件下进行
测量可能产生的最大绝对误差∆A与仪表的最 大量程（满标值）Am之比。
一、指示仪表的分类和符号 二、测量误差 三、仪表的准确度 四、仪表量程的选择
第一节 电工仪表的一般知识
电工仪表分类
指示仪表 比较式仪表 数字式仪表 图示仪器
指示仪表的特点：把被测量的值变换为仪表 指针的偏转角而直接读出。
一、 指示仪表的分类和符号
（一）指示仪表的分类
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第一节 电工仪表的一般知识
MΩ
KWb
名称
毫安表 伏特表 千瓦表 兆欧表
分类 符号 名称
磁电式仪表
按工 作原 理分 类的 符号
电磁式仪表 电动式仪表 感应式仪表
电度表
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第一节 电工仪表的一般知识
分类 符号 名称 分类 符号 名称
按准 确度 分类 符号
按被 测电 流种 类符 号
工作 位置
1符号
1.5 以标度尺量限的 工作位
倾斜600放置
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
二、指示仪表的工作原理
（一）磁电系仪表 1. 结构 (1) 固定部分：铁心极掌、圆柱形铁心等。 (2) 可动部分：可动线圈及铝框，螺旋弹 簧及指针。
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
2. 工作原理
(1) 驱动力矩T 的产生
线圈通入电流 I 产生电磁力 F 形成驱动 力矩 T 带动指针转动，
（二）反作用装置: 通过反作用力矩与驱动 力矩相平衡，使指针能按被测量的大小产生相 应的偏转。
螺旋弹簧
固定
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理
（三）阻尼装置: 能产生与转动方向相反的 制动力矩（阻尼力矩），使仪表可动部分能 迅速静止在平衡位置。阻尼力矩由与轴相联 的铝制翼片在阻尼室中移动产生（称空气阻 尼器）。
可见: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正 比
所以可在刻度盘上作均匀刻度，读出被测电
量的大小。wk.baidu.com
(3) 阻尼力矩的产生 当铝框随线圈一起转动，切割永久磁铁磁力线，
在框内感应出电流，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。
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第二节 常用指示仪表的基本结构和工作原理