電氣測(cè)量技術(shù)第二章電氣測(cè)量概述

2.1電工指示儀表的基本原理及組成2.2電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)

2.3電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度

2.4對(duì)電工指示儀表的主要技術(shù)要求

2.5電工測(cè)量?jī)x表-直讀式儀表

2.6電工儀表的選擇與校驗(yàn)

概述：電工儀表（1）概念：電工儀表是實(shí)現(xiàn)電氣測(cè)量過(guò)程所需技術(shù)工具的總稱。（2）電工儀表不僅可以測(cè)量電磁量，還可以通過(guò)各種變換器來(lái)測(cè)量非電磁量，如溫度、壓力、速度等。（3）分類：電工儀表種類繁多，歸納起來(lái)，可分成兩大類：電工指示儀表和較量?jī)x器。本節(jié)重點(diǎn)介紹電工指示儀表。2.1電工指示儀表的基本原理及組成

基本原理：電工指示儀表的基本原理是把被測(cè)電量或非電量變換成儀表指針的偏轉(zhuǎn)角。因此它也稱為機(jī)電式儀表，即用儀表指針（可動(dòng)部分）的機(jī)械運(yùn)動(dòng)來(lái)反映被測(cè)電量或者非電量的大小。圖2-1電工指示儀表

2.1電工指示儀表的基本原理及組成

組成：電工指示儀表通常由測(cè)量線路和測(cè)量機(jī)構(gòu)組成，如圖所示。測(cè)量線路與測(cè)量機(jī)構(gòu)（1）測(cè)量線路測(cè)量線路是將被測(cè)電量或非電量轉(zhuǎn)換為測(cè)量機(jī)構(gòu)能直接測(cè)量的電量；測(cè)量線路的構(gòu)成必須根據(jù)測(cè)量機(jī)構(gòu)能夠直接測(cè)量的電量與被測(cè)量的關(guān)系來(lái)確定。它一般由電阻、電容、電感或其他電子元件構(gòu)成。測(cè)量線路測(cè)量機(jī)構(gòu)被測(cè)量

過(guò)渡電量指針偏轉(zhuǎn)角圖2-1電工指示儀表的組成

測(cè)量線路與測(cè)量機(jī)構(gòu)（2）測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)電量轉(zhuǎn)換為指針偏轉(zhuǎn)角，并使兩者保持一定關(guān)系的機(jī)構(gòu)。它是電工指示儀表的核心部分。測(cè)量機(jī)構(gòu)都包含固定部分和可動(dòng)部分?？蓜?dòng)部分為測(cè)量機(jī)構(gòu)的終端部分，其最終發(fā)生偏轉(zhuǎn)并穩(wěn)定在某一位置上保持平衡后即可確定最終的測(cè)量結(jié)構(gòu)。其從基本原理上看，測(cè)量機(jī)構(gòu)都有產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩、反作用力矩和阻尼力矩的部件，這三種力矩共同作用在測(cè)量機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部分上，使可動(dòng)部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)并穩(wěn)定在某一位置上保持平衡。電工儀表實(shí)現(xiàn)電磁測(cè)量過(guò)程所需技術(shù)工具的總稱電磁量與非電磁量電工指示儀表較量?jī)x器把被測(cè)電量或非電量變換成儀表指針的偏轉(zhuǎn)角測(cè)量線路測(cè)量機(jī)構(gòu)將被測(cè)電量或非電量轉(zhuǎn)換為測(cè)量機(jī)構(gòu)能直接測(cè)量的電量將電量轉(zhuǎn)換為指針偏轉(zhuǎn)角，并使兩者保持一定關(guān)系固定部分可動(dòng)部分轉(zhuǎn)動(dòng)力矩反作用力矩阻尼力矩電工指示儀表的基本原理及組成框圖使可動(dòng)部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)并穩(wěn)定在某一位置上保持平衡。電氣測(cè)量技術(shù)第二章電氣測(cè)量概述

2.1電工指示儀表的基本原理及組成

2.2電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)

2.3電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度

2.4對(duì)電工指示儀表的主要技術(shù)要求

2.5電工測(cè)量?jī)x表-直讀式儀表

2.6電工儀表的選擇與校驗(yàn)2.2電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)

1.電工指示儀表的分類電工指示儀表可以根據(jù)其原理、結(jié)構(gòu)、測(cè)量對(duì)象、使用條件等進(jìn)行分類。（1）根據(jù)測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理可以分為電磁系、磁電系、電動(dòng)系、感應(yīng)系、靜電系和整流系等。（2）根據(jù)測(cè)量對(duì)象可以分為電流表（包括安培表、毫安表、微安表）、電壓表（包括伏特表、毫伏表、微伏表、千伏表）、功率表（又叫瓦特表）、電度表、歐姆表、相位表等。圖

電流表與電壓表2.2電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)

1.電工指示儀表的分類（3）根據(jù)儀表工作電流的性質(zhì)可以分為直流儀表、交流儀表和交直流兩用儀表。（4）按儀表的使用方式可以分為安裝式儀表（或稱板式儀表）和可攜式儀表等。（5）按儀表使用條件分類分為A、A1、B、B1和C五組。圖

安裝式儀表

可攜式儀表2．電工指示儀表的標(biāo)志電工指示儀表的表盤上有許多表示其基本技術(shù)特性的標(biāo)志符號(hào)。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，每一個(gè)儀表必須有表示測(cè)量對(duì)象的單位、準(zhǔn)確度等級(jí)、工作電流的種類、相數(shù)、測(cè)量機(jī)構(gòu)的類別、使用條件組別、工作位置、絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓的大小、儀表型號(hào)和各種額定值等標(biāo)志符號(hào)。圖

電工指示儀表常見(jiàn)標(biāo)志及含義3．電工指示儀表的型號(hào)儀表的產(chǎn)品型號(hào)可以反映出儀表的用途和工作原理。產(chǎn)品型號(hào)是按規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)編制的。對(duì)安裝式和可攜式指示儀表的型號(hào)，規(guī)定了不同的編制規(guī)則。1）安裝式儀表型號(hào)的組成

安裝式儀表的型號(hào)組成如圖2-2所示。例：說(shuō)明44C2－A型電流表各個(gè)數(shù)字以及字母符合的含義型號(hào)中“44”為形狀代號(hào)，可以從有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中查出其外形和尺寸；“C”表示該表是磁電系儀表；(常用字母代號(hào)：磁電系：“C”，電磁系：“T”，電動(dòng)系：“D”，感應(yīng)系：“G”，整流系：“L”等。)“2”是設(shè)計(jì)序號(hào)；“A”表示該表用于測(cè)量電流。2)可攜式儀表型號(hào)的組成

由于可攜式儀表不存在安裝的問(wèn)題，所以將安裝式儀表型號(hào)中的形狀代號(hào)省略即是它的產(chǎn)品型號(hào)。例：說(shuō)明T62－V型電壓表各個(gè)數(shù)字以及字母符號(hào)的含義“T”表示是電磁系儀表；“62”是設(shè)計(jì)序號(hào)；“V”表示是電壓表（伏特表）

電磁系磁電系電動(dòng)系感應(yīng)系靜電系整流系電流表電壓表功率表電度表歐姆表相位表直流表交流表交直兩用表安裝式可攜式AA1BB1C電工指示儀表

分類

標(biāo)志型號(hào)工作原理測(cè)量對(duì)象電流性質(zhì)使用方式使用條件

安裝式儀表型可攜式儀表形狀第一位代號(hào)形狀第二位代號(hào)系列代號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)用途號(hào)電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)解析框圖電氣測(cè)量技術(shù)第二章電氣測(cè)量概述

2.1電工指示儀表的基本原理及組成2.2電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)

2.3電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度

2.4對(duì)電工指示儀表的主要技術(shù)要求

2.5電工測(cè)量?jī)x表-直讀式儀表

2.6電工儀表的選擇與校驗(yàn)2.3電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度1．儀表誤差電工指示儀表的誤差可分為兩類：基本誤差和附加誤差。1）基本誤差基本誤差是指儀表在規(guī)定的使用條件下測(cè)量時(shí)，由于儀表本身結(jié)構(gòu)上和制作上不完善所形成的固有的誤差。例如，標(biāo)尺刻度不均勻、軸尖和軸承之間發(fā)生的摩擦等原因，均會(huì)造成這類誤差。2）附加誤差使用儀表測(cè)量的過(guò)程中，由于非正常條件形成的誤差，稱為附加誤差。例如，環(huán)境溫度、周圍電磁場(chǎng)、頻率、電波的影響以及儀表安放位置不符合要求等，均會(huì)引起此類誤差。2．儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)儀表的基本誤差通常用準(zhǔn)確度來(lái)表示，準(zhǔn)確度越高，儀表基本誤差就越小。對(duì)于同一只儀表，測(cè)量不同大小的被測(cè)量，其絕對(duì)誤差ΔA變化不大，但相對(duì)誤差卻有很大變化，被測(cè)量A越小，相對(duì)誤差就越大，顯然，通常的相對(duì)誤差概念不能反映出儀表的準(zhǔn)確性能。所以，一般用引用誤差來(lái)表示儀表的準(zhǔn)確性能。1）引用誤差儀表測(cè)量的絕對(duì)誤差ΔA與該儀表滿刻度值A(chǔ)m之比的百分?jǐn)?shù)，稱為引用誤差或滿度相對(duì)誤差，記為γn，即

γn=ΔA/Am×100%

（2-1）2）儀表的準(zhǔn)確度

儀表的準(zhǔn)確度就是儀表的最大引用誤差。儀表各刻度處的絕對(duì)誤差不一定相等，其值有大、有小，符號(hào)有正、有負(fù)，其中最大絕對(duì)誤差ΔAmax與儀表的滿刻度值A(chǔ)m之比的百分?jǐn)?shù)，稱為最大引用誤差，即儀表的準(zhǔn)確度，用K表示

顯然，準(zhǔn)確度表明了儀表基本誤差最大允許的范圍。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)是根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許誤差大小來(lái)劃分的。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定共分七級(jí)：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0級(jí)。既在各級(jí)儀表標(biāo)尺工作部分的所有分度線上，其基本誤差不允許超過(guò)儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的數(shù)值，見(jiàn)表2-2。K值表示儀表在規(guī)定工作條件下所允許具有的最大誤差。例如：準(zhǔn)確度等級(jí)為0.5的儀表，在規(guī)定的條件下，其最大引用誤差不允許超過(guò)±0.5%。儀表準(zhǔn)確度等級(jí)的數(shù)值越小，允許的最大引用誤差就越小，表示儀表的準(zhǔn)確度越高。通常，0.1、0.2級(jí)儀表用作標(biāo)準(zhǔn)表；

0.5、1.0、1.5級(jí)儀表用于實(shí)訓(xùn)室；

1.5、2.5、5.0級(jí)儀表用于配電盤等。儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)（K）0.10.20.51.01.52.55.0基本誤差不大于（K%）±0.1±0.2±0.5±1.0±1.5±2.5±5.0表2-2各級(jí)儀表的基本誤差

例2－1校驗(yàn)一只量限為150V的電壓表，發(fā)現(xiàn)50V處的誤差最大，其值Δm=－1V，求該表的準(zhǔn)確度等級(jí)。解：根據(jù)式（2-1）因此該表的準(zhǔn)確度等級(jí)K為1.0級(jí)。例2－2

用1.5級(jí)、量限為15A的電流表測(cè)量某電流時(shí)，其讀數(shù)為10A，試求測(cè)量可能出現(xiàn)的最大相對(duì)誤差為多少？解由式（1-4）可得，該表的最大絕對(duì)誤差為由式(1-2)可得，該表測(cè)量的最大相對(duì)誤差為：由此可知，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度（最大相對(duì)誤差）和儀表的準(zhǔn)確度是不同的兩個(gè)概念，不能把儀表的準(zhǔn)確度與測(cè)量的準(zhǔn)確度看成是一回事。

例2－3在上例中，若改用0.5級(jí)、100A的電流表，如果其讀數(shù)仍然為10A，則此時(shí)的最大相對(duì)誤差又為多少？解該表的最大絕對(duì)誤差為測(cè)得10A時(shí)，其最大相對(duì)誤差為由此可見(jiàn)，儀表的準(zhǔn)確度雖然提高了，但測(cè)量結(jié)果的誤差反而增大了。這是因?yàn)閮x表準(zhǔn)確度一定時(shí)，量限越大的儀表其最大絕對(duì)誤差越大。所以，不能只片面追求儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)，還應(yīng)根據(jù)對(duì)測(cè)量的要求，合理選擇儀表量程，測(cè)量時(shí)使被測(cè)量盡量大于量限的1/2或2/3以上，才能使儀表的準(zhǔn)確度得以充分發(fā)揮，測(cè)量的準(zhǔn)確度才能得到比較滿意的結(jié)果。電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度解析框圖電工指示儀表的誤差基本誤差附加誤差儀表本身結(jié)構(gòu)上和制作上不完善所形成的固有的誤差非正常條件形成的誤差準(zhǔn)確度引用誤差儀表測(cè)量絕對(duì)誤差ΔA與該儀表滿刻度值A(chǔ)m之比的百分?jǐn)?shù)

最大引用誤差準(zhǔn)確度等級(jí)K討論：為什么不用相對(duì)誤差來(lái)表示儀表的準(zhǔn)確度？電氣測(cè)量技術(shù)第二章電氣測(cè)量概述

2.1電工指示儀表的基本原理及組成2.2電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)

2.3電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度

2.4對(duì)電工指示儀表的主要技術(shù)要求

2.5電工測(cè)量?jī)x表-直讀式儀表

2.6電工儀表的選擇與校驗(yàn)2.4對(duì)電工指示儀表的主要技術(shù)要求電工指示儀表的技術(shù)性能的好壞，對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性、可靠性有很大影響。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T776-1976《電測(cè)量指示儀表通用技術(shù)條件》對(duì)電工指示儀表的技術(shù)性能作了具體的規(guī)定，主要有以下幾個(gè)方面：

1.精密度精密度(δ)說(shuō)明儀表指示值的分散性，表示在同一測(cè)量條件下對(duì)同一被測(cè)量進(jìn)行多次測(cè)量時(shí)，得到的測(cè)量結(jié)果的分散程度。它反映了隨機(jī)誤差的影響。精密度高，意味著隨機(jī)誤差小，測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性好。比如某電流表的精密度為0.05mA，即表示用它對(duì)同一電流進(jìn)行測(cè)量時(shí)，得到的各次測(cè)量值的分散程度不大于0.05mA。

2.正確度正確度(ε)說(shuō)明儀表指示值偏離真實(shí)值的程度。所謂真實(shí)值是指待測(cè)量在特定狀態(tài)下所具有的真實(shí)值的大小。正確度反映了系統(tǒng)誤差的影響。正確度高則說(shuō)明系統(tǒng)誤差小，比如某電流表的正確度是0.05mA，則表明用該電流表時(shí)的指示值與真實(shí)值之差不大于0.05mA。3.準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度（τ）是精密度和正確度的綜合反映。準(zhǔn)確度高，說(shuō)明精確度和正確度都高，也就意味著系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都小，因而最終測(cè)量結(jié)果的可信度也高。在具體的測(cè)量實(shí)踐中，可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況:正確度較高而精密度較低，或者情況相反，有相當(dāng)?shù)木艿氛_。當(dāng)然理想的情況是既正確又精密，即測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度高。要獲得理想的結(jié)果，應(yīng)滿足三個(gè)方面的條件:性能優(yōu)良的測(cè)量保器、正確的測(cè)量方法和細(xì)心的測(cè)量操作。準(zhǔn)確度、精密度和正確度的關(guān)系可用圖1-1表示。

圖1-1測(cè)量結(jié)果的正確度、精密度和準(zhǔn)確度4.穩(wěn)定性穩(wěn)定性經(jīng)常用穩(wěn)定度和影響量?jī)蓚€(gè)參數(shù)來(lái)表征。穩(wěn)定度(穩(wěn)定誤差)，是指在規(guī)定的時(shí)間區(qū)間，其他外界條件恒定不變的條件下，儀器示值變化的大小。造成這種示值變化的原因主要是儀器內(nèi)部各元器件的特性、參數(shù)不穩(wěn)定和老化等因素。穩(wěn)定度可用示值絕對(duì)變化量和時(shí)間一起表示。由于電源電壓、頻率、環(huán)境溫度、濕度、氣壓和振動(dòng)等外界條件變化而造成儀表示值的變化量，稱為影響量(影響誤差)儀表的穩(wěn)定性一般用示值偏差和引起該偏差的影響量一起表示。

5.輸入阻抗測(cè)量時(shí)由于儀表接入待測(cè)電路，將改變待測(cè)電路的阻抗特性，這種現(xiàn)象稱為負(fù)載效應(yīng)。為了減小測(cè)量?jī)x表對(duì)待測(cè)電路的影響，提高測(cè)量準(zhǔn)確度，通常對(duì)這類測(cè)量?jī)x表的輸入阻抗都有一定要求。儀表的輸入阻抗一般用輸入電阻和輸入電抗表示。對(duì)信號(hào)源等供給儀器，還要考慮輸出阻抗，在高頻以上頻率測(cè)量等場(chǎng)合，還必須注意阻抗的匹配。6.靈敏度靈敏度表示測(cè)量?jī)x表對(duì)被測(cè)量變化的敏感程度，一般定義為測(cè)量?jī)x表指示值增量?Y與被測(cè)量增量?X之比。例如，示波器在單位輸入電壓的作用下，示波器熒光屏上光點(diǎn)偏移的距離就定義為它的偏轉(zhuǎn)靈敏度，單位為cm/V、cm/mV等。靈敏度的另一種表示方式稱為分辨力，定義為測(cè)量?jī)x表所能區(qū)分的被測(cè)量的最小變化量，在數(shù)字式儀表中經(jīng)常使用。討論1：為什么要求儀表本身消耗的功率越小越好？討論2：解釋為什么刻度線較密的部分，靈敏度較低？刻度線較疏的部分，靈敏度較高呢？

7.線性度線性度表示測(cè)量?jī)x表輸入輸出特性，表示儀表的輸出量隨輸入量變化的規(guī)律。若儀表的輸出為Y，輸入為X，則兩者關(guān)系用Y=f(X)表示。若Y=f(X)為XOY平面上過(guò)原點(diǎn)的直線，則稱之為線性刻度特性，否則稱之為非線性刻度特性。由于各類測(cè)量?jī)x表的原理各異，不同的測(cè)量?jī)x表可能呈現(xiàn)不同的刻度特性。儀表的線性度可用線性誤差來(lái)表示。

8.動(dòng)態(tài)特性測(cè)量?jī)x表的動(dòng)態(tài)特性表示儀表的輸出響應(yīng)隨輸入變化的能力。例如，模擬測(cè)試儀表由于動(dòng)圈式表頭指針慣性、軸承摩擦、空氣阻尼等因素的作用，便得儀表的指針不能瞬間穩(wěn)定在固定值上。又如示波器的垂直偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)，由于輸入電容等因素的影響，造成輸出波形對(duì)輸入信號(hào)的滯后與畸變，示波器的瞬態(tài)響應(yīng)就表示了這種儀器的動(dòng)態(tài)特性。并非所有儀器儀表都用上述特性加以考核。有些測(cè)量?jī)x器儀表除了上述指標(biāo)特性外，還有如功耗、讀數(shù)裝置、工作頻率等其他技術(shù)要求。對(duì)電工指示儀表的主要技術(shù)要求基本誤差附加誤差升降變差技術(shù)要求準(zhǔn)確度靈敏度功耗小讀數(shù)裝置良好的阻尼足夠的過(guò)載耐壓能力絕緣電阻結(jié)構(gòu)牢固儀表對(duì)被測(cè)量的反應(yīng)能力S?儀表標(biāo)度尺的刻度應(yīng)盡可能均勻電氣測(cè)量技術(shù)第二章電氣測(cè)量概述

2.1電工指示儀表的基本原理及組成2.2電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)

2.3電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度

2.4對(duì)電工指示儀表的主要技術(shù)要求

2.5電工測(cè)量?jī)x表-直讀式儀表

2.6電工儀表的選擇與校驗(yàn)

2.5電工測(cè)量?jī)x表-直讀式儀表1.直讀式儀表的基本原理首先，直讀式儀表主要是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存在一定的關(guān)系：

（2-1）其次，為了使儀表可動(dòng)部分的偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)量成一定比例，還必須有一個(gè)與偏轉(zhuǎn)角成比例的阻轉(zhuǎn)矩TC與轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T相平衡，即：

T=TC（2-2）這樣才能使儀表可動(dòng)部分平衡在一定位置，從而反映出被測(cè)量的大小。

2.5電工測(cè)量?jī)x表-直讀式儀表此外，儀表的可動(dòng)部分由于慣性的關(guān)系，當(dāng)儀表開(kāi)始通電或被測(cè)量發(fā)生變化時(shí)，不能馬上達(dá)到平衡，而要在平衡位置附近經(jīng)過(guò)一定時(shí)間的振蕩才能靜止下來(lái)。為了使儀表的可動(dòng)部分迅速靜止在平衡位置，以縮短測(cè)量時(shí)間，還需要有一個(gè)能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力t）的裝置，這就是阻尼器。阻尼器只在指針轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中才起作用。綜上所述，通常的直讀式儀表中主要由三部分組成：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的部分、產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩的部分和阻尼器。2.電工測(cè)量?jī)x表的分類根據(jù)直讀式儀表的工作原理，可將其分為磁電式、電磁式和電動(dòng)式等幾種類型。下面以磁電式儀表為例介紹其基本結(jié)構(gòu)、工作原理和優(yōu)缺點(diǎn)：2.5.1磁電式儀表1）磁電式儀表的結(jié)構(gòu)磁電式儀表表頭結(jié)構(gòu)如圖2-3所示，由固定部分和可動(dòng)部分組成。固定部分包括1馬蹄形永久磁鐵、2極掌NS和3圓柱形鐵芯等；可動(dòng)部分包括4鋁框及線圈、5指針、6游絲、7螺旋彈簧等，它們均固定在可以轉(zhuǎn)動(dòng)的軸上。線圈兩端分別與上下兩個(gè)6游絲相連。游絲用來(lái)產(chǎn)生反作用力矩，同時(shí)又把電流引入可動(dòng)線圈。圖2-3磁電式儀表

1.馬蹄形永久磁鐵2.極掌NS3.圓柱形鐵芯4.線圈5.指針6.OO,游絲7.螺旋彈簧

2）磁電式儀表的工作原理當(dāng)線圈通有電流I時(shí)，由于與空氣隙中磁場(chǎng)的相互作用，線圈的兩個(gè)有效邊受到大小相等、方向相反的力，如圖2-4所示，其方向由左手定則確定，其大小為：

（2-3）式中B空氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度；

L線圈在磁場(chǎng)內(nèi)的有效長(zhǎng)度；

N線圈的匝數(shù)。如果線圈的寬度為b，則線圈所受的轉(zhuǎn)矩為（2-4）式中k1是一個(gè)比例常數(shù)，。在這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩的作用下，線圈和指針開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩。彈簧的阻轉(zhuǎn)矩與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即（2-5）圖2-4磁電式儀表的轉(zhuǎn)矩當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與彈簧的阻轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡時(shí)，可動(dòng)部分便停止轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)，T=TC，即：

（2-6）由上式可知，指針偏轉(zhuǎn)角與流過(guò)線圈的電流成正比，據(jù)此可在標(biāo)度尺上作均勻刻度。當(dāng)線圈中無(wú)電流時(shí)，指針應(yīng)指在零位，如果不在零位，應(yīng)進(jìn)行校正使其指零。磁電式儀表的阻尼作用是這樣產(chǎn)生的：當(dāng)線圈通有電流而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框切割永久磁鐵的磁通，在鋁框內(nèi)感應(yīng)出電流，感應(yīng)電流再與永久磁鐵的磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力，于是儀表的可動(dòng)部分就受到阻尼作用，迅速靜止在平衡位置。

3）磁電式儀表的主要優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)準(zhǔn)確度高?？梢赃_(dá)到0.5～0.1級(jí)。因永久磁鐵的磁場(chǎng)很強(qiáng)，氣隙又小，磁路近于閉合，可動(dòng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)力矩大，因此由摩擦、溫度及外磁場(chǎng)的影響引起的誤差相對(duì)較小。

靈敏度高。測(cè)量機(jī)構(gòu)的內(nèi)部磁場(chǎng)強(qiáng)，使很小的電流產(chǎn)生足夠大的力矩，因此磁電式測(cè)量機(jī)構(gòu)靈敏度較高，可做成低量限的儀表，如微安表、指零表和檢流表。功耗小。為了使可動(dòng)線圈輕巧靈敏，動(dòng)圈的線徑小，允許流過(guò)的電流小，儀表本身消耗的功率也小?？潭染鶆颉y(cè)量機(jī)構(gòu)指針偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)電流的大小成正比，因此儀表刻度是均勻的。缺點(diǎn)過(guò)載能力小。因?yàn)楸粶y(cè)電流要通過(guò)游絲和可動(dòng)線圈，而游絲和可動(dòng)線圈的導(dǎo)線都很細(xì)，若電流過(guò)載，容易導(dǎo)致游絲過(guò)熱而產(chǎn)生彈性系數(shù)變化或線圈損壞。只能測(cè)直流。磁電式測(cè)量機(jī)構(gòu)若通入交流電流，由于磁場(chǎng)是固定的，故轉(zhuǎn)動(dòng)力矩是交變的，無(wú)法指示交流電的大小。4）常用磁電式儀表磁電式電流表。磁電式電壓表。磁電式歐姆表。電氣測(cè)量技術(shù)第二章電氣測(cè)量概述

2.1電工指示儀表的基本原理及組成2.2電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號(hào)

2.3電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度

2.4對(duì)電工指示儀表的主要技術(shù)要求

2.5電工測(cè)量?jī)x表-直讀式儀表

2.6電工儀表的選擇與校驗(yàn)

2.6電工儀表的選擇與校驗(yàn)

2.6.1電工儀表的選擇在選擇儀表時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。1.選擇電工儀表的指導(dǎo)思想為了完成某一測(cè)量任務(wù)，總是在明確測(cè)量要求的前提下，考慮到具體情況，合理選擇測(cè)量方法、測(cè)量線路和測(cè)量?jī)x表。合理選擇測(cè)量?jī)x表，通常是指根據(jù)測(cè)量要求確定儀表的類型、準(zhǔn)確度等級(jí)、量限以及儀表的內(nèi)阻等。這里應(yīng)充分考慮所選儀表的性能價(jià)格比，也就是說(shuō)要選擇那些性能上能滿足測(cè)量要求，價(jià)格又比較便宜的儀表來(lái)完成測(cè)量任務(wù)。2.根據(jù)被測(cè)量性質(zhì)選擇儀表的類型根據(jù)被測(cè)量是直流還是交流來(lái)確定選用直流儀表或交流儀表。測(cè)量交流量時(shí)，應(yīng)區(qū)分是正弦波還是非正弦波。另外，還要考慮被測(cè)量的頻率。3.根據(jù)工程實(shí)際要求選擇儀表準(zhǔn)確度等級(jí)雖然儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)越高，其測(cè)量結(jié)果就越可靠，但其價(jià)格也就越貴，維修也就越難。此外，準(zhǔn)確度等級(jí)越高的儀表，其使用要求也比較高，測(cè)量時(shí)操作過(guò)程相對(duì)也比較復(fù)雜，這都會(huì)使測(cè)量費(fèi)用增大。所以，選擇儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)時(shí)，一定要根據(jù)工程實(shí)際要求合理選擇，切不可盲目追求高等級(jí)儀表。通常準(zhǔn)確度等級(jí)為0.1～0.2級(jí)的儀表用作標(biāo)準(zhǔn)表或作緊密測(cè)量用；0.5～1.5級(jí)的儀表用于實(shí)驗(yàn)室一般測(cè)量；1.0～5.0級(jí)的儀表用于一般工業(yè)生產(chǎn)。4.根據(jù)被測(cè)量大小選擇相應(yīng)量限的儀表合理選擇儀表的量限，可以得到準(zhǔn)確度相對(duì)較高的測(cè)量結(jié)果。選擇儀表量限，應(yīng)使被測(cè)量的值在儀表上量限的1/2～2/3以上，同時(shí)被測(cè)量的值應(yīng)不超過(guò)儀表的上量限。對(duì)后一點(diǎn)要特別注意，否則測(cè)量時(shí)有可能損壞儀表。5.根據(jù)測(cè)量線路及測(cè)量對(duì)象的阻抗大小選擇儀表的內(nèi)阻利用電工儀表進(jìn)行測(cè)量時(shí)，儀表是通過(guò)測(cè)量線路接入被測(cè)對(duì)象所在的電路中。由于儀表本身要消耗一定的功率，因此儀表的接入，將改變被測(cè)對(duì)象的工作狀態(tài)。如這一變化太大，將使測(cè)量誤差超出所允許的范圍。儀表在測(cè)量時(shí)所消耗的功率與儀表的內(nèi)阻和測(cè)量線路有密切關(guān)系。例如，電流表測(cè)量電流時(shí)，由于它與被測(cè)電路是串聯(lián)的，因此要求它的內(nèi)阻越小越好。又如，對(duì)于電壓表來(lái)說(shuō)，由于測(cè)量時(shí)與被測(cè)電路并聯(lián)，因此要求它的內(nèi)阻越大越好。而一般工程測(cè)量中，在對(duì)測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確度（允許相對(duì)誤差）要求不太高的情況下，對(duì)于電流表來(lái)說(shuō)，當(dāng)電流表內(nèi)阻RA≤R/100，就可以認(rèn)為內(nèi)阻對(duì)測(cè)量的影響在允許的范圍內(nèi)；對(duì)于電壓表來(lái)說(shuō)，當(dāng)電壓表的內(nèi)阻RV≥100R時(shí)，就可以認(rèn)為內(nèi)阻對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響在允許的范圍內(nèi)。6.根據(jù)儀表使用場(chǎng)所及工作條件選擇儀表選擇儀表時(shí)，應(yīng)充分考慮其使用場(chǎng)所。如儀表是固定在開(kāi)關(guān)板上或儀器設(shè)備上時(shí)，應(yīng)選擇安裝式儀表；而當(dāng)儀表是用于實(shí)驗(yàn)室或用于設(shè)備維修等場(chǎng)所時(shí)，則應(yīng)選擇可攜式儀表。還應(yīng)充分考慮其使用條件，應(yīng)根據(jù)儀表工作環(huán)境中外磁場(chǎng)影響的程度、空氣的溫度和濕度以及測(cè)量過(guò)程中有無(wú)過(guò)載情況等因素選擇儀表使用條件的分類組別?？傊?，在選擇儀表的過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)從測(cè)量的實(shí)際出發(fā)，抓住主要矛盾，充分考慮其他因素，才能達(dá)到合理使用儀表和準(zhǔn)確測(cè)量的目的。電工儀表的選擇指導(dǎo)思想被測(cè)量性質(zhì)工程實(shí)際要求選擇儀表準(zhǔn)確度等級(jí)根據(jù)被測(cè)量大小選擇相應(yīng)量限的儀表根據(jù)測(cè)量線路及測(cè)量對(duì)象的阻抗選擇儀表內(nèi)阻根據(jù)儀表使用場(chǎng)所及工作條件選擇儀表電工儀表的選擇標(biāo)準(zhǔn)框圖2.6.2電工儀表的校驗(yàn)電工儀表在使用一段時(shí)間后，由于機(jī)械磨損、材料老化等方面因素的影響，其技術(shù)特性將發(fā)生變化。如果這種變化太大，將影響測(cè)量的準(zhǔn)確度。因此，國(guó)家規(guī)定對(duì)使用中的或修理后的電工儀表，都必須進(jìn)行校驗(yàn)。所謂校驗(yàn)，就是對(duì)儀表進(jìn)行質(zhì)量檢查，看它是否達(dá)到規(guī)定的技術(shù)性能，特別是準(zhǔn)確度是否達(dá)到標(biāo)定值。

（1）校驗(yàn)的基本方法對(duì)電工儀表進(jìn)行校驗(yàn)，主要是測(cè)定被校驗(yàn)儀表在規(guī)定的條件下工作時(shí)，其準(zhǔn)確度是否達(dá)到規(guī)定值。例如，測(cè)定被校驗(yàn)儀表防御外磁場(chǎng)的性能，就是讓被校驗(yàn)儀表在試驗(yàn)磁場(chǎng)中工作時(shí)，測(cè)量其準(zhǔn)確度是否達(dá)到規(guī)定值。（2）校驗(yàn)期限（3）校驗(yàn)項(xiàng)目和方法

（4）校驗(yàn)的一般步驟校驗(yàn)前的檢查

首先是外觀檢查，看是否有零件脫落或損壞之處，并輕輕搖晃被校表，看指