1、電工量計及檢測技術(shù)第七章第1頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五1.電壓測量 電壓大小 峰值UP、有效值U、平均值（1）表征電壓的特征量波形系數(shù)波峰系數(shù)直流電壓（V）交流電壓（V）高電壓中電壓低電壓高電壓中電壓低電壓10610210210-410-410-910510310310-310-310-7 電壓波形正弦波；非正弦波（三角波、方波、脈沖波、鋸齒波） 電壓頻率低頻（小于1kHz）；音頻（1kHz20kHz）；高頻第2頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五（2）電壓測量的常用儀器 a.電磁式（或磁電式）電壓表、整流式電壓表b.萬用表（交、直兩用）c.示

2、波器（交、直兩用）d.感應(yīng)式電壓表e.靜電式電壓表（交、直兩用，用于測量高壓）f.熱電式電壓表（交、直兩用，主要用于電量有效值測量）a.分壓器b.電壓互感器c.電壓傳感器d.基準電壓源 常用儀表 常用器具 儀器選用a.常用測量電壓儀表的頻率適用范圍 b.常用測量電壓儀器的測量范圍與誤差 第3頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五 10 50 100 500 1k 10k 100k 1M 10MHZ（工頻）（音頻）（高頻）電磁式儀表感應(yīng)式儀表電動式儀表整流式儀表熱電式儀表電子式儀表表2 交流儀表的頻率適應(yīng)范圍示波器第4頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五儀器

3、、儀表或擴大量限器具測量范圍（V）誤差范圍（%）指示式儀表直流10-3 105交流10-3 1052.50.12.50.1電位差計直流10-5 2交流10-5 20.10.0010.50.1數(shù)字電壓表直流10-4 103交流10-4 1030.10.0020.10.05檢流計直流10- 9 10-7分壓器直流10 104交流10 1040.50.0010.50.001電壓互感器交流102 1050.50.005表3 測量電壓儀器的測量范圍與誤差第5頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五(3)電壓測量的常用電路 平均值檢波器RRLCCDUU（a）圖7.1 平均值檢波器RRLCC

4、DUU（b）a. R-C-D型平均值檢波器 K1整流系數(shù)K2濾波系數(shù)存在問題：波形、頻率、二極管非線性適用場合：測量準確度要求不高，或被測電壓比較高而又基本不變或變化 范圍不大的情況下采用。 解決辦法：“線性檢波器” 第6頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五R2圖7.2 線性檢波器線性檢波器特性R1-D2uiAD1uou1+uoui0線性檢波器電路b. 線性檢波器 第7頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五 峰值檢波器 參數(shù)條件： Tmax被測交流電壓的最大周期Tmin被測交流電壓的最小周期r 信號源內(nèi)阻與二極管正向電阻之和 適用場合：被測電壓頻率比較高存

5、在問題： 檢波器的誤差隨頻率的變化而改變 二極管存在非線性特性和管壓降解決辦法：采用“運放構(gòu)成的峰值檢波電路”慢 放快 充RLCDUUP圖7.3 串聯(lián)式峰值檢波器a. 基本峰值檢波器 第8頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五b. 正峰值檢波器 D2圖7.4 正峰值檢波器-CuiAD1uou1+第9頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五 有效值檢波器物理定義：有效值是根據(jù)電流熱效應(yīng)來規(guī)定的.數(shù)學定義：時變量的瞬時值在給定時間間隔內(nèi)的均方根值. 【有效值的定義】真有效值檢波器 熱電式變換器的結(jié)構(gòu)第10頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五精密

6、整流器對數(shù)放大器反對數(shù)放大器對數(shù)放大器對數(shù)放大器濾波uxu1u2Urms-+123圖7.5 模擬有效值檢波器第11頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五(4)測量舉例 微小電壓的測量 采用檢流計電位差計 高電壓的測量 高壓表 分壓器 + 數(shù)字萬用表 脈沖電壓的測量 脈沖電壓表 脈沖分壓器 示波器 電壓互感器 在控制電路中的電壓檢測(5)注意事項 測量范圍、精度 頻率、波形 儀表的負載效應(yīng)等. 第12頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五2.電流測量(1) 電流測量常用儀器的測量范圍與誤差 儀器、儀表或擴大量限器具測量范圍（V）誤差范圍（%）指示式儀表直流10

7、-7102交流10-41022.50.12.50.1電位差計直流10-710-20.10.005霍爾效應(yīng)大電流儀直流10-210520.2檢流計直流10-1110-60.50.005分流器直流101040.50.02電流互感器交流10-11040.50.005第13頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五電流互感器分流器(2) 測量方法 互感器法 分流器法 磁位計法 霍爾效應(yīng)法第14頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五(3) 測量舉例 直流大電流的測量 交流大電流的測量 微小電流的測量 不切斷電路時電流的測量 控制電路中的電流檢測 被測電流鉗式鐵心量程轉(zhuǎn)換整

8、流式電流表A+圖7.9 配有鉗式電流互感器的電流表測量原理圖7.10 常用電流檢測電路RR1C1D1I（a）半波控制電路IC1R1RQ（b）全波控制電路第15頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五3.頻率測量數(shù)字頻率計(1)用 途 (2)組 成測量信號的頻率和周期晶體振蕩器（時基電路） 門電路與門控電路計數(shù)與顯示電路 整形放大電路等數(shù)字計數(shù)器門控電路時基電路顯示電路與顯示器主門整形放大門控信號輸入信號輸出信號ViVdVoViVdVoTdTXnx個圖7.11 數(shù)字頻率計的原理示意圖第16頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五(3)工作方式 頻率測量工作方式適用

9、于測量高頻信號 周期測量工作方式適用于測量低頻信號第17頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五（4）頻率測量工作方式分析 特 點 ：門控信號由時基信號直接或分頻后提供. f x = n x/Td 誤 差 ： 適用性： 被測信號頻率較高 （ 或 f x T d 1 ）數(shù)字計數(shù)器門控電路時基電路顯示電路與顯示器主門整形放大門控信號輸入信號輸出信號ViVdVoViVdVoTdTXnx個圖7.11 數(shù)字頻率計以頻率測量方式時的原理示意圖第18頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五 特 點：門控信號由被測信號提供. 誤 差：T x = n x Td 適用性： 被測信號

10、頻率較低 （ 或 f d f x ）（5）周期測量工作方式分析 數(shù)字計數(shù)器門控電路時基電路顯示電路與顯示器主門整形放大門控信號時鐘信號輸出信號VdViVoVdViVoTXTd圖7.12 數(shù)字頻率計以周期測量方式時的原理示意圖nx個第19頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五若采用頻率測量工作方式測量，結(jié)果如何？例: 設(shè)一臺頻率計數(shù)器的計時時鐘為10MHz , 若被測輸入信號的周期為 1ms，試分析應(yīng)采用何種方式測量輸入信號的周期？解答f x = 1kHz, T x = 1ms, f d = 10MHz, Td = 100nsf d f x采用周期測量工作方式測量測量時間取被測

11、信號的一個周期1ms計數(shù)器記錄的是輸入波形的一周時間對應(yīng)的計時時鐘數(shù)104計數(shù)器的計數(shù)誤差為 d n x=1,n x =1/104, T=100 ns第20頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五4磁參數(shù)測量 (1) 磁感應(yīng)強度的基本測量方法 “電磁感應(yīng)法”沖擊檢流計、磁通計“霍爾效應(yīng)法”高斯計 第21頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五電磁感應(yīng)法用磁通計測量磁感應(yīng)強度NS軟鐵芯可動線圈B探測線圈銀線圖7.11 磁電式磁通計結(jié)構(gòu)原理圖霍爾效應(yīng)法用高斯計測量磁感應(yīng)強度放大整流被測磁場霍爾元件交流定流電源（通常，1kHz）圖7.13 高斯計的原理圖T第22頁，共

12、27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五(2)磁化曲線的測量靜態(tài)磁化曲線的測量（直流） A電子式磁通計EE+E-E0試樣磁化線圈探測線圈平均磁路l磁化電流I1n1n2K截面積A圖7.15 靜態(tài)磁化曲線的測量電路圖7.16 靜態(tài)磁化曲線H A/m B T 第23頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五動態(tài)磁化曲線磁滯回線的測量（交流） A圖7.17 用示波器觀測鐵芯的BH曲線CY B試樣X HR1積分電路n1n2R示波器R WVR1B m：最大磁感應(yīng)強度H m：最大磁場強度B r ：剩磁H c ：矯頑力B mB rH m 0-H c圖7.18 鐵芯的磁滯回線第24頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五電 機變壓器繼電器的鐵芯 永久磁鋼 存儲器的磁芯 BB rH 0H c(b) 矩磁材料的磁滯回線BB rH 0H c(a) 軟磁材料的磁滯回線BB rH 0H c(c) 硬磁材料的磁滯回線 不同磁材料的磁滯回線第25頁，共27頁，2022年，5月20日，5點15分，星期五5本