第13章電工測(cè)量13.4電壓的測(cè)量13.1電工測(cè)量?jī)x表的分類13.2電工測(cè)量?jī)x表的型式13.3電流的測(cè)量13.6功率的測(cè)量13.7兆歐表13.5萬(wàn)用表13.8用電橋測(cè)量電阻、電容與電感13.9非電量的電測(cè)法本章要求：1.了解常用電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.掌握常用電工測(cè)量?jī)x表的使用方法。3.了解電橋測(cè)量電阻、電容和電感的方法。4.了解常用非電量的電測(cè)法。第13章電工測(cè)量電路中的各個(gè)物理量（如電壓、電流、功率、電能及電路參數(shù)等）的大小，除用分析與計(jì)算的方法外，常用電工測(cè)量?jī)x表去測(cè)量。

電工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用主要有以下優(yōu)點(diǎn)：第13章電工測(cè)量1.電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并有足夠的精確度。

2.電工測(cè)量?jī)x表可以靈活地安裝在需要進(jìn)行測(cè)量的地方，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄。3.電工測(cè)量?jī)x表可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測(cè)量問(wèn)題。4.能利用電工測(cè)量的方法對(duì)非電量進(jìn)行測(cè)量。13.1電工測(cè)量?jī)x表的分類1.按照被測(cè)量的種類分類

次序被測(cè)量的種類

儀表名稱

符號(hào)

電流表毫安表

電壓表千伏表功率表千瓦表

電度表相位表

頻率表歐姆表兆歐表1電流2電壓3電功率4電能5相位差6頻率7電阻AmAVkVWkWfMkWh2.按照工作原理分類型式符號(hào)被測(cè)量的種類磁電式整流式電磁式電動(dòng)式電流的種類與頻率電流、電壓、電阻電流、電壓電流、電壓電流、電壓、電功率、功率因數(shù)、電能量直流工頻和較高頻率的交流直流和工頻交流直流及工頻與較高頻率的交流3.按照電流的種類分類（見(jiàn)上表）4.按照準(zhǔn)確度分類最大基本誤差儀表的最大量程（滿標(biāo)值）

目前我國(guó)直讀式電工測(cè)量?jī)x表按照準(zhǔn)確度分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七級(jí)。

準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。準(zhǔn)確度較高（0.1，0.2，0.5）的儀表常用來(lái)進(jìn)行精密測(cè)量或校正其他儀表。相對(duì)額定誤差

準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。儀表的準(zhǔn)確度是根據(jù)儀表的相對(duì)額定誤差來(lái)分級(jí)的。例：一準(zhǔn)確度為2.5級(jí)的電壓表，其最大量程為50V，正常情況下,可認(rèn)為最大基本誤差是不變的,所以被測(cè)量值比滿標(biāo)值愈小，則相對(duì)測(cè)量誤差就愈大。如用上述電壓表來(lái)測(cè)量實(shí)際值為10V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為測(cè)量實(shí)際值為40V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為在選用儀表的量程時(shí)，一般應(yīng)使被測(cè)量的值超過(guò)儀表滿標(biāo)值的一半以上。則可能產(chǎn)生的最大基本誤差為電工測(cè)量?jī)x表上的幾種符號(hào)符號(hào)意義~~3~或~2kV或?或~~直流交流交直流三相交流儀表絕緣試驗(yàn)電壓2000V儀表直立放置儀表水平放置儀表傾斜60°度放置60°134.2電工測(cè)量?jī)x表的型式直讀式儀表測(cè)量各種電量的基本原理

利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用，使可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與通入的電流之間有T=f(I)1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩

T的部分使儀表可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。3）阻尼器能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力）的裝置，使儀表可動(dòng)部分能迅速靜止在平衡位置。直讀式儀表的基本組成部分2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC的部分當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TC等于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T時(shí)，儀表可動(dòng)部分平衡在一定的位置。13.2電工測(cè)量?jī)x表的型式13.2.1磁電式儀表1.結(jié)構(gòu)螺旋彈簧IINS指針永久磁鐵圓柱形鐵心O'O線圈(1)固定部分馬蹄形永久磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等。(2)可動(dòng)部分鋁框及線圈，兩根半軸O和O，螺旋彈簧及指針。極掌與鐵心之間的空氣隙的長(zhǎng)度是均勻的，其中產(chǎn)生均勻的輻射方向的磁場(chǎng)。2.工作原理(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生(2)阻轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生在線圈和指指針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)時(shí)，螺旋彈彈簧被扭緊緊而產(chǎn)生阻阻轉(zhuǎn)矩TC。線圈通入電電流I電磁力F線圈受到的的轉(zhuǎn)矩T=k1IFSNF線圈通入電電流I電磁力F線圈受到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩T線圈和指針針轉(zhuǎn)動(dòng)，彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角成正比，即TC=k2當(dāng)彈簧的阻阻轉(zhuǎn)矩T與線圈受到到的轉(zhuǎn)矩TC達(dá)到平衡時(shí)時(shí)，可動(dòng)部部分停止轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)時(shí)有T=TC當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到到平衡即TC=T時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)部分便停停止轉(zhuǎn)動(dòng)，，T=k1I，TC=k2。儀表的標(biāo)度度尺上作均均勻刻度。。3.阻尼作用的的產(chǎn)生當(dāng)線圈通入入電流而發(fā)發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，鋁框切切割磁通，，在框內(nèi)感感應(yīng)出電流流，其電流流再與磁場(chǎng)場(chǎng)作用，產(chǎn)產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)方向相反反的制動(dòng)力力，于是可可轉(zhuǎn)動(dòng)部分分受到阻尼尼作用，快快速停止在在平衡位置置。即指針的偏偏轉(zhuǎn)角結(jié)論:指針偏轉(zhuǎn)的的角度與流流經(jīng)線圈的的電流成正正比。4.用途5.優(yōu)點(diǎn)：刻度均勻；；靈敏度和和準(zhǔn)確度高高；阻尼強(qiáng)強(qiáng)；消耗電電能量量??；受外外界磁場(chǎng)影影響小。缺點(diǎn)：只能測(cè)量直直流；價(jià)格格較高；不不能承受較較大過(guò)載。。測(cè)量量直直流流電電壓壓、、直直流流電電流流及及電電阻阻。。13.2.2電磁磁式式儀儀表表1.結(jié)構(gòu)構(gòu)主要要部部分分是是固固定定的的圓圓形形線線圈圈、、線線圈圈內(nèi)內(nèi)部部有有固固定定的的鐵鐵片片、、固固定定在在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)軸軸上上的的可可動(dòng)動(dòng)鐵鐵片片。。圓形線圈小室312450推斥式電磁式儀表固定鐵片可動(dòng)鐵片2.工作作原原理理儀表表的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩T=kI2彈簧簧的的阻阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩TC=k2彈簧簧的的阻阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩TC與指指針針的的偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角成正正比比，，即即當(dāng)T=TC時(shí)，，可可動(dòng)動(dòng)部部分分停停止止轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，，即指指針針的的偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角結(jié)論論:指針針偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的角角度度與與直直流流電電流流或或交交流流電電流流有效效值值的的平平方方成成正正比比。。線圈圈通通入入電電流流I磁場(chǎng)場(chǎng)線圈圈通通入入電電流流I磁場(chǎng)場(chǎng)固定定和和可可動(dòng)動(dòng)鐵鐵片片均均被被磁磁化化(同一一端端的的極極性性是是相相同同的的)可可動(dòng)動(dòng)片片因因受受斥斥力力而而帶帶動(dòng)動(dòng)指指針針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，，交流流為為有有效效值值因指指針針的的偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角度度與與直直流流電電流流或或交交流流有有效效值值平平方方成成正正比比，，所所以以儀表表標(biāo)標(biāo)度度尺尺上上的的刻刻度度是是不不均均勻勻的的。。與軸軸相相聯(lián)聯(lián)的的活活塞塞在在小小室室中中移移動(dòng)動(dòng)產(chǎn)產(chǎn)生生阻阻尼尼力力空氣氣阻阻尼尼器器。。3.用途途4.優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：構(gòu)造造簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單；；價(jià)價(jià)格格低低廉廉；；可可用用于于交交直直流流；；能能測(cè)測(cè)量量較較大大的的電電流流；；允允許許較較大大的的過(guò)過(guò)載載。。缺點(diǎn)點(diǎn)：：刻度度不不均均勻勻；；易易受受外外界界磁磁場(chǎng)場(chǎng)及及鐵鐵片片中中磁磁滯滯和和渦渦流流（（測(cè)測(cè)量量交交流流時(shí)時(shí)））的的影影響響，，因因此此準(zhǔn)準(zhǔn)確確度度不不高高。測(cè)量量交交流流電電壓壓、、交交流流電電流流。。13.2.3電動(dòng)動(dòng)式式儀儀表表1.結(jié)構(gòu)構(gòu)有兩個(gè)個(gè)線圈圈：：固固定定線線圈圈和和可可動(dòng)動(dòng)線線圈圈。?？煽蓜?dòng)動(dòng)線線圈圈與與指指針針及及空空氣氣阻阻尼尼器器的的活活塞塞都都固固定定在在軸軸上上。。螺旋彈簧固定線圈可動(dòng)線圈空氣阻尼器產(chǎn)生阻尼力2.工作作原原理理FF可動(dòng)線圈固定線圈固定定線線圈圈中中的的電電流流I1(i1)磁場(chǎng)場(chǎng)可動(dòng)動(dòng)線線圈圈中中的的電電流流I2(i2)與磁磁場(chǎng)場(chǎng)相相互互作作用用電磁磁力力F線圈圈受受到到轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩T線圈圈和和指指針針轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，，儀表表的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩通入入直直流流時(shí)時(shí)，，T=k1I1I2通入入交交流流時(shí)時(shí)，，T=k1I1I2cosi1和i2的有有效效值值i1和i2之間間的相相位位差差彈簧簧的的阻阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩TC=k2彈簧簧的的阻阻轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩TC與指指針針的的偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角成正正比比，，即即當(dāng)T=TC時(shí)，，可可動(dòng)動(dòng)部部分分停停止止轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)，，即指指針針的的偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角結(jié)論論:指針針偏偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的角角度度與與兩兩個(gè)個(gè)電電流流(對(duì)交交流流為為有有效效值值)的乘乘積積成成正正比比。。儀表表的的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩矩通入入直直流流時(shí)時(shí)，，T=k1I1I2通入入交交流流時(shí)時(shí)，，T=k1I1I2cos=kI1I2（直流流）=kI1I2cos（交流流）i1和i2之間間的相相位位差差4.優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)：：可用用于于交交直直流流；；準(zhǔn)準(zhǔn)確確度度較較高高。。缺點(diǎn)點(diǎn)：：受外外界界磁磁場(chǎng)場(chǎng)影影響響大大；；不能能承承受受較較大大過(guò)過(guò)載載。。3.用途途測(cè)量量交交直直流流電電壓壓、、電電流流及及功功率率。。13.3電流流的的測(cè)測(cè)量量電流表的的內(nèi)阻要要很小。。測(cè)量直流流電流通通常用磁磁電式電電流表，，若要擴(kuò)大大電流表表的量程程，可在在測(cè)量機(jī)機(jī)構(gòu)上并并聯(lián)一個(gè)個(gè)分流電電阻RA。電流表應(yīng)應(yīng)串聯(lián)在在電路中中，I負(fù)載AI負(fù)載RAR0I0式中：R0——測(cè)量機(jī)構(gòu)構(gòu)的電阻阻RA——分流器的的電阻測(cè)量直流流電流通通常用磁磁電式電電流表，，測(cè)量交交流電流流通常用用電磁式式電流表表。由可得，分流電阻阻可知，需擴(kuò)大的的量程愈愈大，則則分流電電阻應(yīng)愈愈小。例:有一磁電式式電流表，，當(dāng)無(wú)分分流器時(shí)時(shí)，表頭頭的滿標(biāo)標(biāo)值電流流為5mA，表頭電阻阻為20。今欲使使其量程程（滿標(biāo)標(biāo)值）為為1A，問(wèn)分流器器的電阻阻應(yīng)為多多大？13.4電壓的測(cè)測(cè)量表的內(nèi)阻阻要很高高。測(cè)量直流流電壓通通常用磁磁電式電電壓表，，若要擴(kuò)大大電壓表表的量程程，可在在測(cè)量機(jī)機(jī)構(gòu)上串串聯(lián)一個(gè)個(gè)倍壓電電阻RV。電壓表應(yīng)應(yīng)并聯(lián)在在被測(cè)電電路兩端端，式中：R0——測(cè)量機(jī)構(gòu)構(gòu)的電阻阻RV——倍壓器的的電阻U負(fù)載V+–U負(fù)載+–R0RV+–U0測(cè)量直流流電壓通通常用磁磁電式電電壓表，，測(cè)量交交流電流流通常用用電磁式式電壓表表。由可得，串串聯(lián)電阻阻可知，需擴(kuò)大的的量程愈愈大，則則串聯(lián)電電阻應(yīng)愈愈大。例:有一電壓表，其量程為為50V，內(nèi)阻為2000。今欲使使其量程程擴(kuò)大到到300V，問(wèn)還需串聯(lián)聯(lián)多大電電阻的倍倍壓器？？13.5.1磁電式萬(wàn)萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量量直流電電流、直直流電壓壓、交流流電壓和和電阻等等1.直流電流流的測(cè)量量測(cè)量直流電流的原理電路RA1RRA2RA3RA4RA5500mA50mA5mA0.5mA50AA+-+-RA1~RA5是分流器器電阻，，改變轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)關(guān)的位置置，就改改變了分分流器的的電阻，，從而改改變了電電流的量量程。量量程愈大大，分流流器電阻阻愈小。。13.5萬(wàn)用表直流調(diào)整整電位器器13.6功率的測(cè)測(cè)量13.6.1單相交流流和直流流功率的的測(cè)量通常用電電動(dòng)式儀儀表來(lái)測(cè)測(cè)量功率率功率表的的接線圖圖電壓線圈電流線圈ui2i1=i+–**負(fù)載固定線圈圈：匝數(shù)數(shù)少，導(dǎo)導(dǎo)線粗，，與負(fù)載串串聯(lián)，作作為電流流線圈。?？蓜?dòng)線圈圈：匝數(shù)數(shù)多，導(dǎo)導(dǎo)線細(xì)，，與負(fù)載并并聯(lián)，作作為電壓壓線圈。。工作原理理：I2正比U，且可認(rèn)為i2與u同相所以：13.6功率的測(cè)測(cè)量13.6.2三相功率率的測(cè)量量在三相三三線制中中，廣泛泛采用兩兩功率表表來(lái)測(cè)量量三相功功率。iAW1W2****iBiCABC兩功率表表測(cè)量三三相功率率工作原理理：三相瞬時(shí)時(shí)功率：：所以，p=uAiA+uBiB+uC(–iA–iB)iC=(uA–uC)iA+(uB–uC)iB=uACiA+uBCiB=p1+p2p=pA+p