1、第一節(jié),第二節(jié),第三節(jié),第四節(jié),第五節(jié),電流與電壓的測量,直流電流表與電壓表,在磁電系測量機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上配上不同的測量線路，就能組成各種不同用途的直流電流表和直流電壓表。,演示電表只有一個測量機(jī)構(gòu)（俗稱表頭），配合不同的測量板時，就能組成各種不同量程的電流表、電壓表或檢流計。,一、磁電系測量機(jī)構(gòu),測量機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)換開關(guān),分流電阻,演示用電表,磁電系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),固定部分磁路系統(tǒng)磁電系測量機(jī)構(gòu)可動部分線圈游絲的作用：1.產(chǎn)生反作用力矩2.引導(dǎo)電流出入線圈,永久磁鐵,標(biāo)度尺,機(jī)械調(diào)零旋鈕,游絲,鐵心,引出線,指針,磁電系測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),極掌,平衡錘,磁感應(yīng)阻尼器,在動圈中加裝短路線圈，利用短路線圈中產(chǎn)

2、生的感生電流與磁場相互作用產(chǎn)生阻尼力矩。,根據(jù)磁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)不同，又可分為：外磁式：永久磁鐵在可動線圈的外部。內(nèi)磁式：永久磁鐵在可動線圈的內(nèi)部。可節(jié)約磁性材料，而且體積小、成本低、對外磁泄漏少，近年來被廣泛使用。內(nèi)外磁式：可動線圈的內(nèi)、外部都有永久磁鐵，故磁性更強(qiáng)，結(jié)構(gòu)可以更緊湊。,磁電系測量機(jī)構(gòu)中的磁路系統(tǒng),外磁式內(nèi)磁式內(nèi)外磁式,磁電系測量機(jī)構(gòu)的磁路系統(tǒng),磁電系測量機(jī)構(gòu)的工作原理,磁電系測量機(jī)構(gòu)是根據(jù)通電線圈在磁場中受到電磁力矩而發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的。,當(dāng)可動線圈中通入電流時，載流線圈在永久磁鐵的磁場中受到電磁力矩的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由于MI，即通過線圈的電流越大，線圈受到的轉(zhuǎn)矩越大，儀表指針

3、偏轉(zhuǎn)的角度也越大；同時，游絲扭得越緊，由于Mf，故反作用力矩也越大。當(dāng)線圈受到的轉(zhuǎn)動力矩與反作用力矩大小相等時，MMf，線圈就停留在某一平衡位置，此時，指針就指示出被測量的大小。,磁電系儀表的特點優(yōu)點：準(zhǔn)確度高、靈敏度高。功率消耗小?？潭染鶆?。缺點：過載能力小。只能測量直流。,直流電流表的組成,二、直流電流表,設(shè)磁電系測量機(jī)構(gòu)的內(nèi)阻為RC，滿刻度電流為IC，被測電流為IX，則分流電阻RA的大小可以按下述步驟進(jìn)行計算。第一步，先計算電流量程擴(kuò)大倍數(shù),第二步，計算分流電阻,分流電阻的計算,例現(xiàn)有一只內(nèi)阻為200、滿刻度電流為500A的磁電系測量機(jī)構(gòu)，由于生產(chǎn)需要，要將其改制成量程為1A的直流電流表

4、，問應(yīng)并聯(lián)多大的分流電阻?解：先求電流量程擴(kuò)大倍數(shù),應(yīng)并聯(lián)的分流電阻為,答：若要將其改制成量程為1A的直流電流表，應(yīng)并聯(lián)一只0.1的分流電阻。,分流電阻一般采用電阻率較大、電阻溫度系數(shù)很小的錳銅制成。當(dāng)被測電流小于30A時，可采用內(nèi)附分流器。當(dāng)被測電流大于30A時，可采用外附分流器。,外附分流器及其接線,電流端鈕,電位端鈕,開路式分流器,閉路式分流器,多量程直流電流表,三、直流電壓表,直流電壓表的組成,第一步：先計算磁電系測量機(jī)構(gòu)的額定電壓UC=IcRc第二步：計算電壓量程擴(kuò)大倍數(shù),第三步：計算所需串聯(lián)的分壓電阻,分壓電阻的計算,例現(xiàn)有一只內(nèi)阻為500、滿刻度電流為100A的磁電系測量機(jī)構(gòu)，根

5、據(jù)實際需要，要將其改制成50V量程的直流電壓表，問應(yīng)串聯(lián)多大的分壓電阻？該電壓表的總內(nèi)阻是多少？解：先求出測量機(jī)構(gòu)的額定電壓UC=IcRc=100106500=0.05V再求出電壓量程擴(kuò)大倍數(shù),應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻為Rv=（m1)Rc（10001）500=499500該電壓表的總電阻為RRc+Rv500499500500000500k,多量程直流電壓表,電壓靈敏度,電壓靈敏度的作用：（1）表示電壓表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度時取自被測電流的電流值。（2）能方便地計算出該電壓表各量程的內(nèi)阻。電壓靈敏度的意義：電壓靈敏度越高，相同量程下電壓表的內(nèi)阻越大，取自被測電路的電流越小，對被測電路的影響越小，測量準(zhǔn)確度越

6、高。,電壓靈敏度為20kV，表示測量直流電壓，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度時，取自被測電路的電流是1V20k50A，在10V擋時電壓表內(nèi)阻是1020k200k,四、直流磁電系檢流計,磁電系檢流計是一種專門用來測量微小電流或電壓的高靈敏度儀表，主要用于以直流電工作的電測儀器中作指零儀使用。,磁電系檢流計的結(jié)構(gòu),為提高檢流計的靈敏度，結(jié)構(gòu)上要采用以下措施：采用張絲或懸絲支撐代替軸尖軸承結(jié)構(gòu)用光標(biāo)指示裝置代替指針,使用檢流計的注意事項,搬動時必須輕拿輕放。使用時要按正常工作位置放置。有水準(zhǔn)儀者，使用前要先調(diào)整好水平；沒有水準(zhǔn)儀者也應(yīng)安放在水平位置使用。搬動或使用完畢，應(yīng)將止動器鎖上。無止動器的，要合上短接動圈

7、的開關(guān)，或用導(dǎo)線將兩接線端子短路。禁止用萬用表或電橋直接測量檢流計的內(nèi)阻。檢流計應(yīng)放置在于燥、無塵、無振動的場所使用或保存。,思考與練習(xí),簡述磁電系測量機(jī)構(gòu)的工作原理。磁電系測量機(jī)構(gòu)中游絲的作用是什么？磁電系儀表的優(yōu)點和缺點有哪些？計算分流電阻的步驟有哪些？如何連接分流電阻？為什么多量程直流電流表多采用閉路式分流電路？檢流計的特點是什么？主要用途是什么？,返回章目錄,交流電流表與電壓表,配電柜上的交流儀表,1T1-A型電磁系電流表,一、電磁系測量機(jī)構(gòu),電磁系測量機(jī)構(gòu)主要由固定線圈和可動軟磁鐵片組成。這里，游絲的作用只是產(chǎn)生反作用力矩，而不通過電流。根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同，可分為吸引型和排斥型兩類

8、。,吸引型測量機(jī)構(gòu),排斥型測量機(jī)構(gòu),磁感應(yīng)阻尼器原理示意圖,吸引型測量機(jī)構(gòu)工作原理,排斥型測量機(jī)構(gòu)工作原理,電磁系測量機(jī)構(gòu)的工作原理,利用通電流的固定線圈產(chǎn)生磁場，使鐵心磁化。然后利用線圈與鐵心（吸引型）或鐵心與鐵心（排斥型）相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，帶動指針偏轉(zhuǎn)。,指針偏轉(zhuǎn)角與線圈中電流的關(guān)系,吸引型測量機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)動力矩取決于固定線圈的磁場和可動鐵片被磁化后的磁場強(qiáng)弱，而它們磁場的強(qiáng)弱又都與被測電流有關(guān)。轉(zhuǎn)動力矩的大小應(yīng)與線圈磁勢的平方成正比。排斥型測量機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)動力矩取決于固定鐵片和可動鐵片被磁化后磁場的強(qiáng)弱，而它們的磁場也都與被測電流有關(guān)。排斥型測量機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動力矩的大小也應(yīng)與線圈產(chǎn)生磁勢的平方成正

9、比。,顯然，電磁系測量機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動力矩與線圈磁勢的平方成正比，即MK1（NI）2上式說明，電磁系測量機(jī)構(gòu)指針的偏轉(zhuǎn)角與被測電流的平方成正比，因此可用來測量被測電流的大小。,電磁系儀表的特點,優(yōu)點既可測量直流，又可測量交流。過載能力強(qiáng)，制造成本低。缺點：標(biāo)度尺刻度不均勻。易受外磁場影響。,電磁系電流表的刻度不均勻,二、交流電流表,電磁系交流電流表通常由電磁系測量機(jī)構(gòu)組成。由于電磁系電流表的固定線圈直接串聯(lián)在被測電路中，所以，要制造不同量程的電流表時，只要改變線圈的線徑和匝數(shù)即可。,電磁系電流表,安裝式電磁系電流表：一般制成單量程，但最大量程不得超過200A。在測量較大的交流電流時，儀表須與電流互感

10、器配合使用。便攜式電磁系電流表：一般都制成多量程的。但它不能采用并聯(lián)分流電阻的方法擴(kuò)大量程。而是采用將固定線圈分段，然后利用分段線圈的串、并聯(lián)來實現(xiàn)。,雙量程電磁系電流表原理,線圈串聯(lián),線圈并聯(lián),三、交流電壓表,電磁系交流電壓表由電磁系測量機(jī)構(gòu)與分壓電阻串聯(lián)組成。,安裝式交流電壓表:一般都做成單量程的，且最大量程不超過600V。要測量更高的交流電壓時，儀表要與電壓互感器配合使用。便攜式交流電壓表:一般都做成多量程的，并采用了共用式分壓電路。,雙量程電磁系電壓表,四、整流系交流電壓表,整流系電流表和電壓表,整流系交流電壓表的組成,磁電系測量機(jī)構(gòu)和整流裝置組成的儀表稱為整流系儀表。整流系交流電壓表

11、是在整流系儀表的基礎(chǔ)上串聯(lián)分壓電阻而成的。其中，整流系測量機(jī)構(gòu)是整個儀表的核心。,整流系交流電壓表中的整流電路,半波整流電路,全波整流電路,交流電的大小習(xí)慣上是指交流電的有效值。為此，我們可根據(jù)交流電有效值與平均值之間的關(guān)系來刻度標(biāo)度尺。對于半波整流I有效1.11I平均對于全波整流I有效2.22I平均這樣一來，交流電壓表的標(biāo)度尺就可以直接按交流電的有效值來進(jìn)行刻度，即整流系交流電壓表的讀數(shù)是正弦交流電壓的有效值。,思考與練習(xí),簡述電磁系儀表的結(jié)構(gòu)。為什么電磁系儀表可以交直流兩用？磁電系儀表和電磁系儀表的標(biāo)度尺有什么不同？為什么？電磁系儀表的過載能力為什么比較強(qiáng)？如何減小外磁場對電磁系儀表的影響

12、？便攜式電磁系電流表是如何擴(kuò)大量程的？整流系交流電壓表有哪些優(yōu)缺點？,返回章目錄,儀用互感器,儀用互感器是用來按比例變換交流電壓或交流電流的儀器，它包括變換交流電壓的電壓互感器和變換交流電流的電流互感器。,一、儀用互感器的用途,擴(kuò)大交流儀表的量程。測量高電壓時保證工作人員和儀表的安全。有利于儀表生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化，降低生產(chǎn)成本。,二、電流互感器,電流互感器實際上是一個降流變壓器，能把一次側(cè)的大電流變換成二次側(cè)的小電流。一般電流互感器二次側(cè)的額定電流為5A。電流互感器的一次側(cè)額定電流I1N與二次側(cè)額定電流I2N之比，叫做電流互感器的額定變流比，用KTA表示，即,電流互感器的符號,電流互感器的接線圖,與

13、電流互感器配合使用的交流電流表,LDZJ1-10型,常用電流互感器,LDZJ1-10型,LQG-0.5型,LAZBJ-10型,LMZ1-0.5系列,電流互感器的正確使用,要正確接線。將電流互感器的一次側(cè)與被測電路串聯(lián)，二次側(cè)與電流表串聯(lián)。電流互感器的二次側(cè)在運(yùn)行中絕對不允許開路。因此，在電流互感器的二次側(cè)回路中嚴(yán)禁加裝熔斷器。運(yùn)行中需拆除或更換儀表時，應(yīng)先將電流互感器的二次側(cè)短路后再進(jìn)行操作。電流互感器的鐵心和二次側(cè)的一端必須可靠接地。接在同一互感器上的儀表不能太多。,二、電壓互感器,電壓互感器實際上就是一個降壓變壓器，它能將一次側(cè)的高電壓變換成二次側(cè)的低電壓。電壓互感器二次側(cè)的額定電壓一般為

14、100V。電壓互感器一次側(cè)額定電壓U1N與二次側(cè)額定電壓U2N之比，稱為電壓互感器的額定變壓比，用KTV表示，即,電壓互感器的符號,電壓互感器接線圖,常用電壓互感器,JDJ-6、10型,JDZ-3、6、10Q型,JDG4-0.5型,電壓互感器的正確使用,要正確接線。將電壓互感器的一次側(cè)與被測電路并聯(lián)，二次側(cè)與電壓表并聯(lián)。電壓互感器的一次側(cè)、二次側(cè)在運(yùn)行中絕對不允許短路。因此，一次側(cè)、二次側(cè)都要加裝熔斷器。電壓互感器的鐵心和二次側(cè)的一端必須可靠接地。,思考與練習(xí),儀用互感器的用途有哪些？為什么不能用并聯(lián)分流電阻的方法擴(kuò)大交流電流表的量程？如何正確使用電流互感器和電壓互感器？為什么電流互感器的二次

15、側(cè)在運(yùn)行中絕對不允許開路？而電壓互感器的二次側(cè)在運(yùn)行中絕對不允許短路？能用電壓互感器擴(kuò)大直流電壓表的量程嗎？為什么？,返回章目錄,鉗形電流表,鉗形電流表的最大優(yōu)點是可以在不切斷電路的情況下測量運(yùn)行中的交流電動機(jī)的工作電流，從而很方便地了解電動機(jī)的工作狀態(tài)。實際使用的鉗形電流表分為指針式和數(shù)字式兩大類。,一、鉗形電流表的構(gòu)造及原理,互感器式鉗形電流表,互感器式鉗形電流表只能測量交流電流。如T301、T302、MG24等型號的鉗形電流表就屬于此類儀表。,電磁系鉗形電流表,由于電磁系儀表可動部分的偏轉(zhuǎn)方向與電流極性無關(guān)，因此它可以交、直流兩用。在測量運(yùn)行中的繞線式異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電流時，因為轉(zhuǎn)子電流

16、的頻率很低，若用互感器式鉗形電流表則無法測量其準(zhǔn)確數(shù)值，這時只能采用電磁系鉗形電流表。MG20、MG21型鉗形電流表屬于交、直流兩用的電磁系鉗形電流表。,數(shù)字式鉗形電流表,測量時將被測導(dǎo)線置于鉗口中央,二、鉗形電流表的使用,鉗口要結(jié)合緊密，有污物要及時清洗,測量5A以下較小電流時，可將被測導(dǎo)線多繞幾圈再放入鉗口測量。被測的實際電流等于儀表讀數(shù)除以放進(jìn)鉗口中導(dǎo)線的圈數(shù),測量完畢，一定要將儀表的量程開關(guān)置于最大位置上,思考與練習(xí),鉗形電流表的最大優(yōu)點是什么？簡述互感器式鉗形電流表的結(jié)構(gòu)和用途。簡述電磁系鉗形電流表的結(jié)構(gòu)和用途。如何正確使用鉗形電流表測量電路中的電流？,返回章目錄,電流表與電壓表的選

17、擇和使用,一、電流表和電壓表的選擇,根據(jù)電工測量的目的和要求，合理選擇電流表和電壓表。在選擇時應(yīng)按照儀表類型、準(zhǔn)確度、儀表內(nèi)阻、量程、工作條件以及絕緣強(qiáng)度等方面，既全面又有所側(cè)重地進(jìn)行選擇。,選擇儀表類型,測量直流電流、電壓選擇磁電系儀表。測量交流電流、電壓選擇電磁系或整流系儀表，當(dāng)要求準(zhǔn)確度較高時，可選擇電動系儀表。交、直流兩用選擇交、直流兩用的電磁系儀表，在要求準(zhǔn)確度較高的場合可選擇電動系儀表。,選擇儀表準(zhǔn)確度,作為標(biāo)準(zhǔn)表或精密測量：選用0.1級或0.2級的儀表；實驗室：選用0.5級或1.0級的儀表；一般的工程測量：選用1.5級以下的儀表。與儀表配合使用的附加裝置，如分流電阻、分壓電阻、儀

18、用互感器等，其準(zhǔn)確度等級應(yīng)比儀表本身的準(zhǔn)確度等級高23擋。,選擇儀表內(nèi)阻,選擇儀表內(nèi)阻時要滿足：電壓表內(nèi)阻應(yīng)盡量大些；電流表內(nèi)阻應(yīng)盡量小些。,選擇儀表量程,根據(jù)以下原則選擇電流表和電壓表的量程：所選量程要大于被測量；把被測量范圍選擇在儀表標(biāo)度尺滿刻度的三分之二以上范圍內(nèi)；在無法估計被測量大小時，應(yīng)先選用儀表最大量程試測后，再逐步換成合適的量程。,選擇儀表的工作條件,凡是實驗室使用的儀表一般選擇便攜式儀表，開關(guān)板或電氣設(shè)備面板上的儀表應(yīng)選擇安裝式儀表。對于環(huán)境溫度、濕度、外界電磁場等條件有特定要求時，應(yīng)按其要求進(jìn)行選擇，以盡量減小儀表的附加誤差。,選擇儀表的絕緣強(qiáng)度,選擇儀表時，還要根據(jù)被測電路電壓的高低，來確定儀表的絕緣強(qiáng)度，以免發(fā)生危害人身安全及損壞儀表的事故。儀表的絕緣強(qiáng)度要高于被測電路的電壓。,直流電流表的接線,帶有分流器的