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1、,常用电工仪表及测量,第一节 电工测量仪表的基本知识,第二节 常用电工仪表的工作原理,第三节 电气测量,第四节 常用测量仪表的安全使用,常用电工仪表及测量,电气测量：电气测量主要是指测量一些电的物理量，如电流、电压、电功率、电能、电阻和频率等。,学习电工仪表及测量的重要性：电气作业人员无论是在电气设备的安装、调试、运行、维修中，还是对电气产品进行检测试验中，都经常需要进行电气测量。电气作业人员在进行电气测量时要能合理选择与正确使用测量仪表，就必需熟悉电工仪表的结构、原理及使用方法。否则，不但不能得到正确的测量结果，而且容易发生严重事故。本章对电气测量知识和如何正确使用测量仪表进行简要介绍。,第
2、一节 电工测量仪表的基本知识,一、电工测量仪表的分类,二、标记与符号,三、仪表的误差和准确度等级,一、电工测量仪表的分类,电气测量仪表的品种、规格繁多，但基本上可以分为三大类，即电测指示仪表、比较仪表和数字式仪表。,一、电工测量仪表的分类,1、指示仪表,原理：能将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示器直接显示出被测量的大小。,特点：结构简单、可靠性高、使用维护方便。,范例：44C2-A电表 500型万用表,一、电工测量仪表的分类,1、指示仪表,分类：指示仪表按准确度等级、使用环境、防护性能、工作原理等又可分为以下几种。,（1）按准确度等分，可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.
3、5、2.5、5.0共7个等级。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。,（2）按使用环境条件分，要分为A、B、C三组类型。A：0 40 B：-20 50 C：-40 60,一、电工测量仪表的分类,1、指示仪表,分类：,（3）按外壳防护性能分，可分为普通、防尘、防溅、防水、水密、气密、隔爆等类型。,（4）按仪表防御外界磁场或电场影响的性能分，可分为、四等。,（5）按使用方式分，可分为安装式、便携式等。,（6）按工作原理分，可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系、整流系等。,一、电工测量仪表的分类,2、比较仪表,原理：在测量过程中，通过被测量与同类标准量进
4、行比较，然后根据比较结果，才能确定被测量大小。,特点：准确度高，使用较复杂。,范例：QJ-23电桥 QJ-47电桥,分类：直流比较仪表和交流比较仪表。如电位差计和直流电桥属于直流比较仪表，交流电桥属于交流比较仪表。,一、电工测量仪表的分类,3、数字仪表,原理：采用数字测量技术，并以数码的形式直接显示出被测量的大小。,特点：使用方便，准确度高。,范例：DT-2008数字万用表,分类：数字式仪表种类很多，常用的有电压表、电流表、万用表、频率表等。,二、标记与符号,仪表的表面标记、符号是识别仪表种类，表明仪表的用途、构造、准确度等级、正常工作条件和环境要求等的标志。几种常用电气测量仪表的标记、符号见
5、表3-2（P48）被测量单位符号见表3-3（P49）,三、仪表的误差和准确度等级,1、仪表误差的分类,误差：测量时仪表的读数和实际值之间的差异称为仪表的误差。,（1）基本误差 基本误差是在正常工作条件下本身所固有的它是由于结构和制作而产生的误差。一般包括活动部件的摩擦误差；活动部件不对称而产生的不平衡误差；倾斜误差；刻度误差；弹簧变形误差以及内部电磁场误差等。,分类：,（2）附加误差 附加误差是仪表受外界条件的影响所引起的误差。它包括温度附加误差；外磁场和外电场附加误差以及频率附加误差等。,三、仪表的误差和准确度等级,2、误差的几种表达形式,（1）绝对误差 指仪表的指示值AX与被测量的实际值A
6、0之间的差值称为测量的绝对误差。即=AX-A0 被测量的实际值A0系指范型仪表（精度高的标准表）的指示值。,三、仪表的误差和准确度等级,2、误差的几种表达形式,（2）相对误差 指绝对误差占被测量实际值A0的百分数，即,相对误差给出了测量误差的明确概念，用它对不同的测量误差进行比较很方便，所以它是一种较为常用的测量误差的表示形式。,在实际测量中，常常用仪表的指示值AX代替实际值A0进行相对误差的近似估算。即,三、仪表的误差和准确度等级,2、误差的几种表达形式,（3）引用误差m 相对误差可以表示测量结果的准确度，但却不能说明仪表本身的准确程度。一般采用引用误差来反映仪表的准确度，即 绝对误差与仪表
7、量程（最大读数）Am的比值的百分数，即,引用误差实际指仪表在最大读数时的相对误差，即满刻度相对误差。,三、仪表的误差和准确度等级,3、仪表的准确度,仪表的准确度：由于指示仪表在测量时，绝对误差会多少有些变化，因而造成的误差也会随之变化，所以，工程上规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。即 仪表最大绝对误差m与仪表最大量程数Am比值的百分数，叫做仪表的准确度。,因此，被测量值越接近满刻度，最大引用误差越小，仪表的基本误差也越小，准确度越高。,三、仪表的误差和准确度等级,3、仪表的准确度,仪表的准确度等级：国家标准规定，电工仪表精度分为七个等级（P50 表3-4）,0.1、0.2 级仪表作为标准表
8、（又称范型仪表）0.5、1.0、1.5 级仪表多用于实验室1.5、2.5、5.0 级仪表则用于电气工程测量,三、仪表的误差和准确度等级,3、仪表的准确度,选用仪表时注意：在选用仪表时，除了考虑仪表的准确度以外，还要选择合适的量限，以提高测量的精度。前面已经说过，仪表的准确度以最大引用误差来衡量，而测量精度以该处可能产生的最大误差来衡量。准确度高的仪表在使用不合理时产生的相对误差可能会大于准确度低的仪表。,三、仪表的误差和准确度等级,3、仪表的准确度,例如：为了测量20V电压，如果选用准确度为0.5级的，但量限为150V的电压表，则测量结果中可能出现的最大绝对误差为 m=m Am=0.5 150
9、=0.75V 测量20V时的相对误差为,为了测量20V电压，如果选用准确度为1.5级的，但量限为30V的电压表，则测量结果中可能出现的最大绝对误差为 m=m Am=1.5 30=0.45V 测量20V时的相对误差为,三、仪表的误差和准确度等级,3、仪表的准确度,结论：由此可见，测量结果的精度，不仅与仪表的准确度等级有关，而且与它的量限也有关。因此，在选择仪表的量限时，被测值应尽量使指针指在刻度标尺的三分之二以上。,第二节 常用电工仪表的工作原理,一、指示仪表的基本组成部分及其作用,二、磁电系仪表的工作原理,三、电磁系仪表的工作原理,四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,五、感应系仪表,六、
10、几种常用测量机构的主要特性及应用,一、指示仪表的基本组成部分及其作用,1、指示仪表的基本组成部分,电工指示仪表的任务就是把被测电量、磁量或电参数转换为仪表可动部分的机械偏转角，在转换过程中，使两者都保持一定的函数关系，从而用指针偏转的角度大小反映被测量的数值。,一、指示仪表的基本组成部分及其作用,1、指示仪表的基本组成部分,指示仪表一般由测量线路和测量机构构成。,测量线路:测量线路的作用是把各种不同的被测量按一定的比例转换为能被测量机构所接受的过渡量。测量线路通常由电阻器、电容器、电感器等电子元件组成，不同的仪表其测量线路各不相同。如：电流采用分流器，电压采用分压器等。,一、指示仪表的基本组成
11、部分及其作用,1、指示仪表的基本组成部分,指示仪表一般由测量线路和测量机构构成。,测量机构:测量机构的作用是将被测量x（或过渡量y）转换成仪表可动部分的机械偏转角，它是电工指示仪表的核心。,一、指示仪表的基本组成部分及其作用,2、测量机构的主要装置,1）转动力矩装置 在被测量或过渡量的作用下，能产生使仪表偏转的转动力矩。而且这个转动力矩的大小要随被测量或过渡量的变化而按一定的关系变化。根据测量机构产生转动力矩的原理的不同，指示仪表可分为磁电系、电磁系、电动系等等。,一、指示仪表的基本组成部分及其作用,2、测量机构的主要装置,2）反作用力装置 在可动部分偏转时，能产生随偏转角增加而增加的反作用力
12、矩，以平衡转动力矩，使偏转角能够反映被测量的大小。反作用力矩一般由游丝或张丝产生，还有利用磁力来产生反作用力矩的，其大小与偏转角成正比。,一、指示仪表的基本组成部分及其作用,2、测量机构的主要装置,3）阻尼力矩装置 在可动部分作偏转运动时，能产生适当的阻尼力矩以限制其摆动，从而使可动部分尽快地稳定在平衡的位置上。阻尼力矩一般由空气阻尼器和磁感应阻尼器产生，空气阻尼器的阻尼力矩是利用空气阻力产生的；磁感应阻尼器的阻尼力矩是利用可动部分在磁场中运动时产生的电磁力产生的。,一、指示仪表的基本组成部分及其作用,2、测量机构的主要装置,4）支撑装置 测量机构中的可动部分要随被测量大小而偏转，必须有支撑装
13、置，支撑装置的摩擦力应尽可能小，以保证仪表工作的准确度。电工指示仪表内的支撑装置有轴尖轴承支撑装置和张丝弹片支撑装置。,一、指示仪表的基本组成部分及其作用,2、测量机构的主要装置,5）读数装置 应能直接指示出被测量的大小。电工指示仪表指示被测量大小一般由指示装置完成，指示装置由指针和标度尺组成。注意：为了消除视觉误差，有些仪表标度尺下面还安装一块反射镜，当看到指针和指针在镜中的影像重合时才能读数。,二、磁电系仪表的工作原理,1、测量机构的组成,主要由固定的永久磁铁和活动的通电线圈两部分组成。,二、磁电系仪表的工作原理,2、工作原理,磁电系仪表的核心部分是测量机构（又叫表头），它是根据通电线圈在
14、磁场中受电磁力的作用而偏转的原理制成的。,二、磁电系仪表的工作原理,3、特点,（1）准确度和灵敏度高 由于永久磁铁磁性很强，能在很小电流下产生很大的转矩，所以摩擦力小，温度和外磁场所造成的误差小。,（2）刻度均匀 由于指针的偏转角与被测电流的大小成正比，所以该系列仪表刻度均匀，易读数。,（3）功率消耗小 由于通过测量机构的电流很小，所以本身消耗功率很小。,二、磁电系仪表的工作原理,3、特点,（4）过载能力小 由于被测电流要通过游丝与线圈连通，而线圈的导线又很细，所以，一旦过载，易引起游丝弹性变化，甚至烧表。,（5）只能测量直流 由于永久磁铁的极性是固定的，所以只有线圈流入直流电流，表的可动部分
15、才能产生稳定的偏转。,三、电磁系仪表的工作原理,1、测量机构的组成,主要由固定线圈和装在转轴上的可动铁片组成。可分为吸引型和排拆型两种。,三、电磁系仪表的工作原理,2、工作原理,电磁系仪表和磁电系仪表一样，也是依靠电磁相互作用原理制成的。但它与磁电系仪表的区别是其磁场是由被测电流产生的。,三、电磁系仪表的工作原理,3、特点,（1）既可测量直流，又可测量交流，但测量直流时有磁滞误差，只有当铁片采用优质坡莫合金材料时，才可以制成交直流两用仪表。,（2）可直接测量较大电流，过载能力强，结构简单，制造成本低。（被测电流不是游丝导入导出，而是通过固定线圈）,（3）标尺刻度不均匀，因为指针偏转角与被测电流
16、的平方成正比，所以标尺具有平方律的特性，即起始段分布较密，而末段分布稀疏。,三、电磁系仪表的工作原理,3、特点,（4）易受外磁场影响。因为它的磁场是由固定线圈通入电流而产生，强度较弱，所以极易受外界磁场干扰。,磁屏蔽 将测量机构装在用导磁性能良好的材料做成的屏蔽罩内，有时采用多层磁屏蔽。,解决办法：,无定位结构 把测量机构的固定线圈分成完全相同的两个部分，而且进行反串，当线圈通电后，两线圈产生的磁场方向相反，但其总转矩却是相加的，一旦有外磁场存在，一个线圈的磁场若被消弱，另一个线圈的磁场势必增强，因两个线圈的结构完全对称，所以外磁场对测量机构的总作用相互抵消，使得仪表放置的位置如何，外磁场总是
17、抵消的。,四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,(一)、电动系仪表的工作原理1、测量机构的组成,主要由分段的固定线圈和装在固定线圈内的可动线圈构成。,四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,(一)、电动系仪表的工作原理2、工作原理,电动系仪表是利用通过电流的固定线圈代替磁电系仪表的永久磁铁，由于固定线圈可以通过直流，也可以通过交流，从而既可测量直流，又可测量交流。它不但可以做成交、直流两用而准确度较高的电压表、电流表，还可以做成功率表和功率因素表等。,四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,(一)、电动系仪表的工作原理2、工作原理,四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,(一)、电动
18、系仪表的工作原理3、特点,（1）准确度高。由于这种仪表内没有铁磁物质，不存在磁滞后误差，准确度等级最高可达0.1级。,（2）交直流两用，并且能测量非正弦电流有效值。,（3）能构成多种类仪表：将固定和可动线圈串联，就是电动系电流表；将固定和可动线圈分别与分压电阻串联，就是电动式电压表；另外还能组成功率表、相位表等。,（4）电动系功率表刻度标尺均匀。,四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,(一)、电动系仪表的工作原理4、缺点,（1）仪表易受外磁场影响。,（2）本身消耗功率大。,（3）过载能力小。,（4）电动系电流、电压表刻度不均匀，因为指针偏转角与电流电压的平方成正比，所以刻度有平方律特性。,
19、四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,(二)、铁磁电动系仪表的工作原理1、测量机构的组成,铁磁电动系测量机构主要是为了克服电动系测量机构本身磁场弱，易受外磁场影响的缺点而设计的。,为了增大工作磁场，采用了把固定线圈绕在铁芯上，而可动线圈内增加一个铁芯。这样就增加了仪表的偏转力矩。,四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,(二)、铁磁电动系仪表的工作原理2、工作原理,铁磁电动系仪表和电动系仪表的工作原理是相同的。,四、电动系仪表和铁磁电动系仪表的工作原理,(二)、铁磁电动系仪表的工作原理3、特点,（1）仪表本身磁场很强，所以外磁场对其影响要显著降低。,（2）由于铁芯有磁滞损耗和涡流损耗，降
20、低了仪表的准确度，一般用作开关板式仪表。,五、感应系仪表,1、测量机构的组成,（1）驱动元件：它由电压元件（电压线圈、铁芯）和电流元件（电流线圈和铁芯）两部分组成，用来产生转动力矩。,电压元件：在E字形铁芯上绕有匝数多、而且导线截面较小的线圈，该线圈使用时与负载并联，故称电压线圈。,五、感应系仪表,1、测量机构的组成,（1）驱动元件：它由电压元件（电压线圈、铁芯）和电流元件（电流线圈和铁芯）两部分组成，用来产生转动力矩。,电流元件：在U字形铁芯上绕有匝数少、而且导线截面较大的线圈，该线圈使用时与负载串联，故称电流线圈。,五、感应系仪表,1、测量机构的组成,（2）转动元件：由圆形铝盘和转轴组成，
21、转轴上装有传递铝盘转数的蜗杆，仪表工作时，驱动元件产生转动力矩，驱动铝盘转动。,五、感应系仪表,1、测量机构的组成,（3）制动元件：由永久磁铁组成，用来在铝盘转动时产生制动力矩，使铝盘转数与被测功率成正比。,五、感应系仪表,1、测量机构的组成,（4）积算机构：用来计算铝盘转数，实现累计电能的目的，它由齿轮、滚轴及计数器等组成。（计度器）,五、感应系仪表,2、工作原理,感应系仪表是利用电磁感应的原理制作的，它由载流线圈产生交变磁场，使可动部分导体中产生感应电流，感应电流又和交变磁场相互作用，产生驱动力矩，使仪表工作。,六、几种常用测量机构的主要特性及应用,表 3-5 常用测量机构的主要特性和应用
22、,综上所述，现将常用测量机构的主要特性和应用情况列于表3-5。以便于分析比较。（P5455）,第三节 电气测量,一、电测仪表使用的基本要求,二、直流电流的测量,三、直流电压的测量,四、交流电流的测量,五、交流电压的测量,六、电能的测量,一、电测仪表使用的基本要求,在进行电气测量时，必须首先选择合适的仪表，并且在测量过程中，采用正确的使用方法。这样，才能得到准确有效的测量数据，否则，不但不能得到正确的测量数据，而且可能引起人身设备事故，所以正确选择和使用仪表是非常重要的。要正确地选择和使用仪表必须熟悉仪表的结构、原理和技术特性，各种系列的仪表的结构、原理及特点我们前面已经介绍，下面简要介绍一下使
23、用仪表的基本要求。,一、电测仪表使用的基本要求,1、正确选择仪表,（1）选择仪表的类型。根据被测量的性质选择仪表的类型，如根据被测量是直流还是交流，来选择直流仪表还是交流仪表或选用直流档还是交流档。测量交流时还要考虑是正弦还是非正弦，是工频还是高频。,（2）选择仪表的内阻。根据测量线路及被测量电路阻抗大小选择仪表的内阻，如电压表的内阻越大越好，电流表的内阻越小越好。一般当电压表内阻Rv100R（R为与电压表并联的被测电路的总电阻），就可以忽略电压表内阻的影响。,一、电测仪表使用的基本要求,1、正确选择仪表,（3）选择仪表的准确度 根据实际工程要求和经济性，合理选择仪表的准确度，准确度等级越高，
24、仪表价格也越高，且维修也越困难。一般控制屏上仪表的准确度等级规定为：交流电压表、电流表、功率表准确度等级为1.52.5级；直流电流表、电压表准确度等级为1.5级，与测量仪表连接的分流器，附加电阻的准确度要求不低于0.5级，测量用互感器准确度等级至少应为1.0级。实验室用测量仪表的准确度等级为0.51.5级，0.1级至0.2级仪表通常作标准表用于精密测量。,一、电测仪表使用的基本要求,1、正确选择仪表,（4）选择仪表量程。根据被测量的大小，选用适当的量程，使被测量大小为仪表测量上限的的1/22/3以上。若不知道被测量的大致数值范围，则应先用仪表最大量程档进行点测，以判定被测量的大致范围。,（5）
25、选择仪表的工作条件。仪表使用条件分为A组、B组和C组。A组仪表一般在0 40的条件下使用，B组仪表一般在-20 50的条件下使用，C组仪表一般在-40 60的条件下使用。,一、电测仪表使用的基本要求,2、正确接线,不同的仪表，接线也不同，不能乱接和接错。一般电流表（或功率表、电能表电流线圈）串联接入电路，电压表（或功率表、电能表电压线圈）并联接入电路；直流表要注意“+”、“-”端子，在不知极性的情况下，也可采用点测法判定极性；电流互感器原边串入电路，副边所有电流表（或电流线圈）串联，电压互感器原边并入被测电路，副边所有电压表（或电压线圈）并联。互感器二次绕组有两种，应把测量仪表接在准确度较高的
26、端子上，而将继电保护接在准确度低一级的端子上；功率表和电能表的接线必须注意端子的极性符号。,二、直流电流的测量,1、直流电流表的构成,一般由磁电系测量机构构成，由于磁电系测量机构中，通电的可动线圈导线很细，而且电流还要通过游丝，所以允许直接通过的电流很小，所以它本身只能用作微安表或毫安表。为了测量较大电流，必须采用分流器，磁电系电流表通常由测量机构和分流器并联构成。,二、直流电流的测量,1、直流电流表的构成,rc：测量机构内阻Ic：测量机构的满偏电流RfL：分流电阻I：扩大量程的电流n：电流量程扩大倍数,从上式说明，要使电流表量程扩大n倍，所并联的分流电阻RfL应为测量机构内阻 rc的1/（n
27、-1）倍。,二、直流电流的测量,1、直流电流表的构成,解：电流量程扩大倍数：,例如：有一只内阻为200，满刻度为500A的磁电系测量机构，若要将其改制成量程为1A的直流电流表，应并联多大的分流电阻？,应并联分流电阻：,二、直流电流的测量,1、直流电流表的构成,由上式可见,对于相同的测量机构,配以不同的分流器,便可制成不同量程的电流表。分流器用温度系数很小的锰铜电阻制成。为了防止通过电流时温度过高而造成误差，分流器要有足够的散热面积。当电流较小时，分流器一般装在电流表内部，称为内附式分流器。当电流在50A以上时，分流器一般装在电流表外部，称为外附式分流器。,二、直流电流的测量,1、直流电流表的构
28、成,外附式分流器有两对接线端钮，粗的一对称“电流接头”，串接于被测的大电流电路中，细的一对叫“电位接头”，和磁电系测量机构并联。,二、直流电流的测量,1、直流电流表的构成,分流器一般不标明电阻数值，而标明“额定电流”和“额定电压”值，额定电压一般都统一规定为75mV和45mV。,当测量机构的电压量限(即电流量限与内阻的乘积)等于分流器的电压额定值时，则它的电流限量等于分流器的额定值。,例如：100A的直流电流表，注明配用100A、75mV的分流器。如果将它配上500A、75mV的分流器时，它的量程就可扩大5倍，表的读数就要乘以5，才是所测得的实际电流值。,二、直流电流的测量,2、直流电流的测量
29、,在进行直流电流测量时，电流表应串接在被测电路中。,接线时将被测电流的的流入端接电流表的“+”接线端钮，而流出端接“-”接线端钮。,电流表量程的选择应根据被测量电流的大小而定。如事先估计不出被测电流大小的范围，则应先使用量程较大的电流表测试，然后再换一个合适量程的电流表。,三、直流电压的测量,1、直流电压表的构成,根据欧姆定律可知，一只内阻为rc，满刻度电流为Ic的磁电系测量机构，本身是一只Uc=Icrc的直流电压表，只是其电压量程很小。如果要测量更高的电压，就必须扩大其电压量程。方法就是将测量机构串联一只电阻Rv。,三、直流电压的测量,1、直流电压表的构成,上式说明，要使电压表量程扩大m倍，
30、需要串联的分压电阻Rv是测量机构内阻rc的(m-1)倍。,rc：测量机构内阻Ic：测量机构的满偏电流Uc：测量机构额定电压Rv：分压电阻U：扩大量程的电压m：电压量程扩大倍数,三、直流电压的测量,1、直流电压表的构成,例如：一只内阻为500，满刻度为100 A的磁电系测量机构，要改制成50V量程的直流电压表，应串联多大的分压电阻？,Rv=(m-1)rc=(1000-1)500=499500(),解：测量机构额定电压：,Uc=Ic rc=100 10-6 500=0.05V,电压量程扩大倍数：,应串联的分压电阻：,三、直流电压的测量,1、直流电压表的构成,直流电压表由磁电系测量机构与分压电阻串联
31、而成，通过选择不同的分压电阻即可得到不同量程的电压表。,分压电阻分内附、外附，一般600V以下用内附，高于600V用外附。,三、直流电压的测量,2、直流电压的测量,直流电压表在测量时，与被测负载并联。,磁电系电压表在使用时应将被测电压高电位端接电压表的“+”接线端钮，低电位端接“-”接线端钮。,电压表量程的选择应根据被测量电压的大小而定。如事先估计不出被测电压大小的范围，则应先使用量程较大的电压表测试，然后再换一个合适量程的电压表。,四、交流电流的测量,1、交流电流表的构成,交流电流表一般由电磁系或电动系测量机构构成。,电磁系电流表构成：由于电磁系测量机构的固定线圈允许通过较大电流，用电磁系测
32、量机构构成电流表时一般不必并分流电阻而直接构成。,其固定线圈分成二段，两段固定线圈由串联通过改变连接片的位置改成并联时，量程扩大一倍。,四、交流电流的测量,1、交流电流表的构成,交流电流表一般由电磁系或电动系测量机构构成。,电动系电流表构成：在量程较小时，把定圈和动圈串联构成。在量程较大时，动圈和定圈并联。通过分流电阻使流过定圈电流较大而流过动圈的电流较小（因动圈允许通过的电流小）。,电动系电流表改变量程的方法也可以通过把固定线圈分段，改变其串并联连接方式来实现。,四、交流电流的测量,2、交流电流的测量,当被测电流不是很大时，只要把交流电流表直接串入测量回路即可，交流电流表的接线不必考虑极性。
33、当被测电流较大时，则采用加接电流互感器来实现。,电流表经电流互感器接入时，若电流互感器的变比I1/I2为K，则所测得的电流应为电流表的读数乘以K。,电流互感器二次侧严禁开路，在回路中也不允许装保险丝。如需要在带负载的情况下装拆仪表，必须先把电流互感器二次侧短路，才能将仪表连接线拆开。,五、交流电压的测量,1、交流电压表的构成,交流电压表可由电磁系测量机构与分压电阻串联构成，或由电动系测量机构的动圈与定圈串联后再与分压电阻串联构成。,五、交流电压的测量,2、交流电压的测量,当被测交流电压不是很大时，可把交流电压表与被测负载并联直接测量，交流电压表的接线不必考虑极性问题。,当被测交流电压较大时，则
34、需通过电压互感器进行测量。所测电压为电压表读数乘以互感器变比。,六、电能的测量,1、单相电能的测量,单相电能表的构成：感应系电能表由感应系测量机构构成，其电流线圈与负载串联，流过负载的电流，其电压线圈与负载并联，反映负载的电压。感应系测量机构的转速与负载的有功功率成正比，负载功率越大，则其转速越快，通过其积算机构，即可测出负载在一定时间内所消耗的电能。,六、电能的测量,1、单相电能的测量,单相电能表的接线：单相电能表的接线有两种，即顺入式和跳入式。,六、电能的测量,1、单相电能的测量,单相电能表的接线：,当负载电流超过电度表额定值时，电能表需经电流互感器接入电路，此时，要注意电度表的标定电流必
35、须是5A。其读数要乘以电流互感器变比才是负载实际消耗的电能。,六、电能的测量,1、单相电能的测量,单相电能表的接线应注意以下几点：（1）相线与零线不能接反。若接反，可能造成漏计电量或短路。（2）电能表电源的进出线不能接反，若接反将造成计量错误。（3）经电流互感器接入的电能表必须注意互感器的极性。若极性接反，将造成错误计量。,六、电能的测量,2、三相电能计量,三相三线有功电能表的构成：三相二元件电能表由二个电能测量单元组装在一起来构成的，它能测量三相三线制电路的有功电能。,六、电能的测量,2、三相电能计量,三相三线有功电能表的接线方法：,其接线方式有直接接入式和经电流互感器接入式二种。,六、电能
36、的测量,2、三相电能计量,三相四线有功电能表的构成：三 相三元件电能表由三个电能测量单元组装在一起而构成的，它主要用于三相四线制电路计量电能，它能保证三相负荷不对称时也能正确计量。,六、电能的测量,2、三相电能计量,三相四线有功电能表的接线方法：,其接线方式有直接接入式和经电流互感器接入式二种。在负载电流较大时，则将电能表与电流互感器配合接线来计量电能。,六、电能的测量,2、三相电能计量,三相电能表的接线应注意以下问题：,（1）电压相序不能接错。三相电能表都要求按正相序接入，如果相序接错，将造成错误计量或增大误差。,（2）对于经电压电流互感器接入的三相电能表，必须注意电压、电流对应的相序和互感
37、器的极性。如果相序不对应或互感器极性接反，将造成计量错误。,（3）三相四线制有功电能表的零线一定要接入，如果零线不接入电表或断线，那么虽然电度表还会运行，但由于中心点位移，会引起较大计量误差。,（4）零线和相线不能接错，否则除造成计量误差外，电度表电压线圈还可能由于承受线电压而烧毁。,六、电能的测量,3、电度计量装置的安装要求,（1）关于电度表安装场所的规定,1）安装在干燥及不受震动的场所，且便于安装、试验和抄表工作。,2）安装在定型产品的开关柜（箱）内或装置在电度表板、电度表箱或配电盘上。,3）按供电方案确定的位置安装。,4）下列场所不应安装电度表：有易燃、易爆危险的场所；有腐蚀性气体或高温
38、的场所；有磁场影响及多灰尘的场所；潮湿场所。,六、电能的测量,3、电度计量装置的安装要求,（2）电度表板、盘（包括立式盘）以及明、暗配电箱的安 装要求,1）电度表表板底口距地面不应低于1.8m。,2）电度表箱暗装时，底口距地面不应底于1.4m；明装不应低于1.8m，特殊情况者不低于1.2m。,3）电度表装置在露天、共公场所及人易接触的地方应加装表箱。,在室外装设电度表时，电度表箱应有防止雨水侵入的措施，表箱顶部沿箱门处呈坡形，其前后檐应超出表箱100mm。,（3）在室外装设电度表的要求,六、电能的测量,3、电度计量装置的安装要求,（4）电度计量二次回路的安装要求,1）一次侧为双线圈的电流互感器
39、，电度计量应采用0.5级的一套线圈；,2）二次回路的总阻抗不应超过铭牌的规定；,3）要采用绝缘铜导线，电流回路截面不小于2.5mm2，电压回路不小于1.5mm2；,4）电流回路在接线端子的排列次序规定为：从左到右，U、V、W、N；电压回路的排列次序为，U、V、W或 U、V、W、N；,5）导线中间不允许有接头，压接螺栓必须牢固；,6）二次线应排列整齐，导线两端应穿带有编号的塑料标记头。,六、电能的测量,4、电度表的读数,（1）直接接入线路的电度表,电度表装有10进位的指针式或滚轮式，可抄读出电度表的指示值，进而可以得出电能值，其读数方法相同。,用电量=本次读数-前次读数,（2）经电流互感器接入线
40、路的电度表,用电量=（本次读数-前次读数）电流互感器变比,六、电能的测量,4、电度表的读数,例如：有一只DR8型5A、380/220V的三相四线有功电度表，经过100/5A的电流互感器接入线路，上月读数是99913，本月读数是00015，求本月的用电量？,本月用电量=（本月读数 上月读数）电流互感器变比,解：因本月数字比上月的小，这是字轮的指示数循环了，此时读数应在最左0位的前边加1，即本月读数实际应是100015。则,=（100015-99913）100/5=2040 KWh,第四节 常用测量仪表的安全使用,一、钳形电流表,三、万用表,二、兆欧表,四、数字万用表,一、钳形电流表,1、钳形电流
41、表的结构和原理,钳形电流表的最大优点是能在不停电的情况下测量电流，即在线测量电流。,（1）互感器式钳形电流表,结构：由电流互感器和整流系电流表组成。整流系电流表由磁电系仪表的测量机构和整流电路组成。,一、钳形电流表,1、钳形电流表的结构和原理,（1）互感器式钳形电流表,原理：将通有被测电流的导线放入钳口中，通有被测电流的导线相当于电流互感器的一次侧，于是在二次侧就会产生感生电流，并送入整流系电流表进行测量，电流表的标度尺是按一次侧电流刻度的，所以仪表的读数就是被测导线中的电流。,特点：互感器式钳形电流表只能测量交流。,一、钳形电流表,1、钳形电流表的结构和原理,（2）电磁系钳形电流表,结构：由
42、电磁系测量机构组成。,原理：处在铁芯钳口中的导线相当于电磁系测量机构中的线圈，当被测电流通过导线时，在铁芯中产生磁场，使动铁片磁化，产生电磁推力，带动指针偏转，指示出被测电流大小。,一、钳形电流表,1、钳形电流表的结构和原理,（2）电磁系钳形电流表,结构：由电磁系测量机构组成。,特点：由于电磁系仪表可动部分的偏转方向与电流极性无关，因此可交、直流两。特别是在测量运行中的绕线式异步电动机的转子电流时，因为转子电流的频率很低，所以必须采用电磁系钳形电流表。,一、钳形电流表,2、钳形电流表的正确使用,（1）钳形电流表一般用转换开关改变量限，T302型钳形电流表的电流限量有10A、50A、250A和1
43、000A四档；电压量限有300V和600V两档。当被测电流小于5A时，为了得到较准确的读数，在条件许可时，可将导线多绕几圈放进钳口进行测量，其实际电流数值为仪表读数除以放进钳口的导线根数。,（2）测量交流电流时，使测量导线位于钳口中部，并使钳口紧密闭合。,（3）钳形电流表应保存在干燥的室内，使用前要擦试干净。,一、钳形电流表,3、使用钳形电流表注意事项,（1）应有二人进行，一人测量，一人监护。,（2）被测电路的电压不可超过钳形电流表上所标明的规定数值，否则由于表的绝缘强度不够，容易引起接地事故或发生触电危险。,（3）测量时要戴绝缘手套，站在绝缘垫上，不得触及其它设备，以防短路或接地。观察表计时
44、，要注意保持头部与带电部分的安全距离。,（4）不准在测量电流的过程中，切换电流量限开关，以免损坏仪表。需要时应将钳形电流表从导线上取下来进行。,（5）测量250V以及高压电缆各相电流时，电缆头线间距离应在30cm以上，且绝缘良好，测量方便者，方可进行。,（6）测量250V以下低压熔断器和水平排列母线电流时，测量前应用绝缘材料将各相熔断器和母线用绝缘材料加以包护隔离，以免引起相间短路。,二、兆欧表,为什么绝缘电阻不能用万用表的欧姆档检查呢？,兆欧表又叫摇表，是用于检查测量电气设备或供电线路绝缘电阻的一种可携式仪表。,因为绝缘电阻数值都比较大，例如几十兆欧或几百兆欧，在这个范围内万用表的刻度是不准
45、确的，更主要的是因为万用表测电阻时所用的电源电压比较低，在低压下呈现的绝缘电阻不能反映在高电压作下的绝缘电阻的真正数值。因此绝缘电阻必须用具有高压电源的兆欧表进行测量，兆欧表的标度尺上的单位是“兆欧”，用“M”表示。,二、兆欧表,1、兆欧表的结构和工作原理,被测的绝缘电阻RX接于兆欧表的“线路”和“地线”端钮之间。此外在“线路”端钮外侧还有一个铜质圆环，叫保护环，又称屏蔽接线端钮，符号为“G”，它与发电机的负极直接相连。,结构：由一个磁电系的比率表和高压电源（常用手摇发电机或晶体管电路产生）组成。,二、兆欧表,1、兆欧表的结构和工作原理,原理：两个线圈固定在同一轴上且相互垂直。一个线圈与电阻R
46、串联，另一个线圈与被测电阻Rx串联，两者并联接于直流电源。,二、兆欧表,1、兆欧表的结构和工作原理,在测量时，两个线圈通过电流I1、I2，线圈受到磁场的作用，产生两个方向相反的转矩，仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到两个线圈产生的转矩平衡。,结论：1.偏转角与被测电阻Rx有一定的函数关系，所以角可以反映出被测电阻的大小。2.仪表的偏转角与两线圈中电流之比有关，与电源电压U无关，所以手摇发电机转动的快慢不影响读数。,二、兆欧表,2、兆欧表的正确使用,（1）对于额定电压在500V以下的电气设备，应选用电压等级为500V或1000V兆欧表；额定电压在500V以上的电气设备，应选用100025
47、00V的兆欧表。,（2）选择测量范围时，应注意不要使兆欧表的测量范围过多地超出所需测量的绝缘电阻，以减少测量误差。,（3）测量前应将被测设备电源切断，并进行短路放电，以确保安全。被测对象的表面应清洁干燥。,（4）兆欧表与被测设备间的连接线应用单根绝缘线分开连接。两根连接不可缠绞在一起，也不可与被测设备或地面接触，以免导线绝缘不良而产生测量误差。,（5）测量前先将兆欧表进行一次开路和短路试验。摇动手柄达到稳定转速，将“线”和“地”端钮上的连线开路时，指针应在“”处；两连接线短路时，指针应指在“0”处，以检验兆欧表是否良好。,二、兆欧表,2、兆欧表的正确使用,（6）测量电力线路或照明线路绝缘电阻时
48、，E端接大地，L端接电线，所测出的是电线与大地间的绝缘电阻。测量电动机的绝缘电阻时，E端接电机的外壳，L端接电机的绕组。,测量电缆线路，除了E端接缆壳、L端接缆芯外，还需将电缆壳芯之间的内层绝缘接于保护环端钮G上，以消除因表面漏电而引起的误差。,二、兆欧表,2、兆欧表的正确使用,（7）测量时，摇动手柄的速度由慢逐渐加快，并应保持每分钟120转左右的转速一分钟左右，这时读数较为准确。如果被测设备短路，指针指零，应立即停止摇动手柄，以防表内线圈发热损坏。,（8）在测量了电容器、较长的电缆等设备绝缘电阻后，应先将“线路”L的连接线断开再停止摇动，以免被测设备向兆欧表放电而损坏仪表。,（9）测量完毕后
49、，在手柄未完全停止转动和被测对象没有放电以前，切不可用手触及被测对象的测量部分和进行拆线，以免引起触电。,二、兆欧表,3、用兆欧表测绝缘电阻的安全规定,（1）用摇表测高压设备（250V以上），应由二人担任。,（2）测量用导线，应使用绝缘导线，其端部应有绝缘套。,（3）测量绝缘时，必须把被测设备从各方面断开，验明无电后，确证设备无人工作后，方可进行。在测量中，禁止他人接近设备。测量绝缘前后，必须将被试设备对地放电。测量线路绝缘，应取得对方允许后方可进行。,（4）在有感应电压的线路上（同杆架设的双回路线或单回路与另一线路有平行段）测绝缘时，必须将另一回路同时停电，方可进行。雷电时，严禁测线路绝缘电
50、阻。,（5）在带电设备附近测绝缘电阻时，应保持足够的安全距离。,三、万用表,万用电表是电工经常使用的一种多用途、多量程仪表。它可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻。有的还可以测量交流电流、电感、电容、音频电平、小功率晶体管的直流放大倍数等。因此称为万用电表，简称万用表。,三、万用表,1、万用表的结构和测量电路简介,结构：,表头（测量机构）：一般由磁电系表头制成,测量线路：有多种测量线路，它是将各种被测电量转 换成适合表头测量的直流电流。,转换开关：切换测量线路。,三、万用表,1、万用表的结构和测量电路简介,测量电路简介：,注意：在实际万用表中，电阻档有R1、R 10、R 100、R 1K
