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(cè)量,直流電流表與電壓表,在磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上配上不同的測(cè)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(gè)測(cè)量機(jī)構(gòu)（俗稱表頭），配合不同的測(cè)量板時(shí)，就能組成各種不同量程的電流表、電壓表或檢流計(jì)。,一、磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu),測(cè)量機(jī)構(gòu),轉(zhuǎn)換開關(guān),分流電阻,演示用電表,磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),固定部分磁路系統(tǒng) 磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu) 可動(dòng)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(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),極 掌,平衡錘,磁感應(yīng)阻尼器,在動(dòng)圈中加裝短路線圈

2、，利用短路線圈中產(chǎn)生的感生電流與磁場(chǎng)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(dòng)線圈的外部。 內(nèi)磁式：永久磁鐵在可動(dòng)線圈的內(nèi)部。可節(jié)約磁性材料，而且體積小、成本低、對(duì)外磁泄漏少，近年來被廣泛使用。 內(nèi)外磁式：可動(dòng)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(cè)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(cè)量機(jī)構(gòu)的磁路系統(tǒng),磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理,磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受到電磁力矩而發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理制成的。,當(dāng)可動(dòng)線圈中通入電流時(shí)，載流線圈在永久磁鐵的磁場(chǎng)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，

3、線圈受到的轉(zhuǎn)矩越大，儀表指針偏轉(zhuǎn)的角度也越大；同時(shí)，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(dòng)力矩與反作用力矩大小相等時(shí)，MMf，線圈就停留在某一平衡位置，此時(shí)，指針就指示出被測(cè)量的大小。,磁電系儀表的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： 準(zhǔn)確度高、靈敏度高。 功率消耗小。 刻度均勻。 缺點(diǎn)： 過載能力小。 只能測(cè)量直流。,直流電流表的組成,二、直流電流表,設(shè)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的內(nèi)阻為RC，滿刻度電流為IC，被測(cè)電流為IX，則分流電阻RA的大小可以按下述步驟進(jìn)行計(jì)算。 第一步，先計(jì)算電流量程擴(kuò)大倍數(shù),第二步，計(jì)算分流電阻,分流電阻的計(jì)算,例 現(xiàn)有一只內(nèi)阻為200、滿刻度電流為500A的磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)，由

4、于生產(chǎn)需要，要將其改制成量程為1A的直流電流表，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(cè)電流小于30A時(shí)，可采用內(nèi)附分流器。 當(dāng)被測(cè)電流大于30A時(shí)，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(jì)算磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的額定電壓 UC=IcRc 第二步：計(jì)算電壓量程擴(kuò)大倍數(shù),第三步：計(jì)算所需串聯(lián)的分壓電阻,分壓電阻的計(jì)算,例 現(xiàn)

5、有一只內(nèi)阻為500、滿刻度電流為100A的磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)，根據(jù)實(shí)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(cè)量機(jī)構(gòu)的額定電壓 UC=IcRc=100106500=0.05 V 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（1 0001）500=499 500 該電壓表的總電阻為 RRc+Rv500499 500500 000500 k,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(shí)取自被測(cè)電流的電流值。 （2）能方便地計(jì)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

6、高，相同量程下電壓表的內(nèi)阻越大，取自被測(cè)電路的電流越小，對(duì)被測(cè)電路的影響越小，測(cè)量準(zhǔn)確度越高。,電壓靈敏度為20kV，表示測(cè)量直流電壓，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度時(shí)，取自被測(cè)電路的電流是1V 20k50A，在10V擋時(shí)電壓表內(nèi)阻是10 20k 200k,四、直流磁電系檢流計(jì),磁電系檢流計(jì)是一種專門用來測(cè)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(cè)儀器中作指零儀使用。,磁電系檢流計(jì)的結(jié)構(gòu),為提高檢流計(jì)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(jì)的注意事項(xiàng),搬動(dòng)時(shí)必須輕拿輕放。 使用時(shí)要按正常工作位置放置。有水準(zhǔn)儀者，使用前要先調(diào)整

7、好水平；沒有水準(zhǔn)儀者也應(yīng)安放在水平位置使用。 搬動(dòng)或使用完畢，應(yīng)將止動(dòng)器鎖上。無止動(dòng)器的，要合上短接動(dòng)圈的開關(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(cè)量檢流計(jì)的內(nèi)阻。 檢流計(jì)應(yīng)放置在于燥、無塵、無振動(dòng)的場(chǎng)所使用或保存。,思考與練習(xí),簡述磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理。 磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)中游絲的作用是什么？ 磁電系儀表的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)有哪些？ 計(jì)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(jì)的特點(diǎn)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(cè)量

8、機(jī)構(gòu),電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)主要由固定線圈和可動(dòng)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。,吸引型測(cè)量機(jī)構(gòu),排斥型測(cè)量機(jī)構(gòu),磁感應(yīng)阻尼器原理示意圖,吸引型測(cè)量機(jī)構(gòu)工作原理,排斥型測(cè)量機(jī)構(gòu)工作原理,電磁系測(cè)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(chǎng)，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(dòng)力矩，帶動(dòng)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(cè)量機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)動(dòng)力矩取決于固定線圈的磁場(chǎng)和可動(dòng)鐵片被磁化后的磁場(chǎng)強(qiáng)弱，而它們磁場(chǎng)的強(qiáng)弱又都與被測(cè)電流有關(guān)。轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小應(yīng)與線圈磁勢(shì)的平方成正比。 排

9、斥型測(cè)量機(jī)構(gòu)：轉(zhuǎn)動(dòng)力矩取決于固定鐵片和可動(dòng)鐵片被磁化后磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，而它們的磁場(chǎng)也都與被測(cè)電流有關(guān)。排斥型測(cè)量機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的大小也應(yīng)與線圈產(chǎn)生磁勢(shì)的平方成正比。,顯然，電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩與線圈磁勢(shì)的平方成正比，即 MK1（N I）2 上式說明，電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)指針的偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)電流的平方成正比，因此可用來測(cè)量被測(cè)電流的大小。,電磁系儀表的特點(diǎn),優(yōu)點(diǎn) 既可測(cè)量直流，又可測(cè)量交流。 過載能力強(qiáng)，制造成本低。 缺點(diǎn)： 標(biāo)度尺刻度不均勻。 易受外磁場(chǎng)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(cè)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(cè)電路中，所以，要制造

10、不同量程的電流表時(shí)，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(cè)量較大的交流電流時(shí)，儀表須與電流互感器配合使用。 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(shí)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(cè)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(cè)量更高的交流電壓時(shí)，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

11、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(cè)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(cè)量機(jī)構(gòu)是整個(gè)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(duì)于半波整流 I有效1.11 I平均 對(duì)于全波整流 I有效2.22 I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

12、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(chǎng)對(duì)電磁系儀表的影響？ 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(diǎn)？,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(cè)量高電壓時(shí)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(shí)際上是一個(gè)降流變壓器，能把一次側(cè)的大

13、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(hào),電流互感器的接線圖,與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(cè)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(duì)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(shí)，應(yīng)先將電流互感器的二次側(cè)短路后再

14、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(shí)際上就是一個(gè)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(hào),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(cè)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(duì)不允許短路。因此

15、，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側(cè)在運(yùn)行中絕對(duì)不允許開路？而電壓互感器的二次側(cè)在運(yùn)行中絕對(duì)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(diǎn)是可以在不切斷電路的情況下測(cè)量運(yùn)行中的交流電動(dòng)機(jī)的工作電流，從而很方便地了解電動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)。 實(shí)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

16、電流表只能測(cè)量交流電流。如T301、T302、MG24等型號(hào)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(dòng)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(cè)量運(yùn)行中的繞線式異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子電流時(shí)，因?yàn)檗D(zhuǎn)子電流的頻率很低，若用互感器式鉗形電流表則無法測(cè)量其準(zhǔn)確數(shù)值，這時(shí)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(cè)量時(shí)將被測(cè)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(shí)清洗,測(cè)量5A以下較小 電流時(shí)，可將被測(cè) 導(dǎo)線多繞幾圈再放 入鉗口測(cè)量。被測(cè) 的實(shí)際電流等于

17、儀表讀數(shù)除以放進(jìn) 鉗口中導(dǎo)線的圈數(shù),測(cè)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(diǎn)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(cè)量電路中的電流？,返回章目錄,電流表與電壓表的選擇和使用,一、電流表和電壓表的選擇,根據(jù)電工測(cè)量的目的和要求，合理選擇電流表和電壓表。在選擇時(shí)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(cè)量直流電流、電壓選擇磁電系儀表。 測(cè)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(shí)，可選擇電動(dòng)系儀表。 交、

18、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(chǎng)合可選擇電動(dòng)系儀表。,選擇儀表準(zhǔn)確度,作為標(biāo)準(zhǔn)表或精密測(cè)量：選用0.1級(jí)或0.2級(jí)的儀表； 實(shí)驗(yàn)室：選用0.5級(jí)或1.0級(jí)的儀表； 一般的工程測(cè)量：選用1.5級(jí)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、儀用互感器等，其準(zhǔn)確度等級(jí)應(yīng)比儀表本身的準(zhǔn)確度等級(jí)高23擋。,選擇儀表內(nèi)阻,選擇儀表內(nèi)阻時(shí)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(cè)量； 把被測(cè)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(jì)被測(cè)量大小時(shí)，應(yīng)先選用儀表最大量程試測(cè)后，再逐步換成合適的量程。,選擇儀表的工作條件,凡是實(shí)驗(yàn)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(duì)于環(huán)境溫度、濕度、外界電磁場(chǎng)等條件有特定要求時(shí)，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(shí)，還要根據(jù)被測(cè)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(cè)電路的電壓。,直流電流表的接線,帶有分