电工仪表与测量试题及答案

1、电工仪表与测量试题及答案 电工仪表与测量的内容及重要性 1电工仪表与测量是中等职业技术学校电工专业的一门专业课。 2电的特殊性：看不见，听不见，闻不着，摸不得。即正常的感官不能或 不允许与之接触。 3电工测量的重要意义：电能在生产、传输、变配及使用过程中，必须通 过各种电工仪表进行测量， 并对测量结果进行分析， 以保证供电及用电设备和线 路的可靠、 安全、经济地运行。 4电工测量的主要对象：电流、电压、电阻、电功率、电能、频率、相位、 功率因数、转速等电量、磁量及电路参数。 5电工仪表：测量各种电量、磁量及电路参数的仪表、仪器。 6本课程的内容：常用电工仪表的结构、工作原理、选择及使用方法，电

2、 工测量方法的选择，测量数据的处理等。 二电工仪表的发展概况 19 世纪 20年代 电流对磁针有力的作用 检流计、电桥等 1895年 第一台感应系电能表 20 世纪 4060年代 仪表的精度越来越高 1952年第一只电子管数字电压表问世 60 年代 晶体管数字电压表 70 年代中、小规模数字式电压表 近年来 大规模数字电压表 三学习本课程的方法及要求 精选文库 53 1.按测量机构(或数字式电压基本表)-T测量线路-T测量仪表的基本 思路学习。 2.注意理论教学、直观教学和生产实习的密切结合。 1- 1常用电工仪表的分类、型号和标志 .常用电工仪表的分类 1 .指示仪表 (1)按工作原理分类

3、磁电系、电磁系、电动系、感应系、整流系等。 (2)按使用方法分类 安装式、便携式。 (3)按被测量的名称分类电流表、电压表、功率表、电能表、频率表、相位 表、万用表等。 (4) 按准确度等级分类0.1、02 0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共七级。 (5) 按使用条件分类 A组环境0-400C B组 200C- 500C -400C- 600C (6) 按被测电流种类分类 直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表二类。 2.比较仪表 又分为直流比较仪表和交流比较仪表。 3.数字仪表 采用数字技术，以数码形式直接显示被测量的大小。 二.电工指示仪表的型号 1.安装式指示仪表的型号 P4 2.便携

4、式指示仪表的型号 除了没有形状代号外，其余的与安装式仪表相同。 3 .电能表的型号 DD表示单相电能表、DS表示三相有功电能表、DT表示三 相四线制电能表、DX表示无功电能表等。 .仪表的误差及分类 误差：仪表的测量结果与被测量的真实值之间的差值。 准确度：仪表的测量结果与实际值之间的接近程度。 显然，仪表的准确度越高同，误差越小。 根据误差产生的原因，仪表的误差分两类: 1 .基本误差：仪表在正常工作条件下的误差，主要由仪表的结构、工艺等方面 不完善而产生。 2.附加误差：仪表偏离了规定的工作条件而产生的误差。 .误差的表示方法 1. 绝对误差:仪表的指示值AX与被测量的实际值A0之间的差值

5、。 =AX A0 可见，绝对误差是有正负之分的。 2. 相对误差Y绝对误差与被测量实际值A0比值的百分数。 丫 = /A0 X 100% 显然，绝对误差只能反映测量值与实际值的相差大小， 而相对误差则能反映测量 结果的准确程度。 3.引用误差 和：绝对误差与仪表的最大量程Am比值的百分数。 引用误差可以反映仪表的准确程度。 三. 仪表的准确度K 工程上以仪表的最大引用误差来表示仪表的准确度。 V档，S1相应的量程档。电路图如 3-5所示(此时在2.5V档)，实际 上是 一个共用分压式电路。 2. 原理分析 表头与所有的分流电阻组成 50卩A直流电流表，以此为基础再串联分压电阻 组成 电压表。

6、测2500V时，S1放在除2.5V以外的其它档位上，黑笔插在*孔内，红笔插在 2500V 专用孔内。此时采用的是10M Q的分压电阻。 三. 交流电压测量电路 1.测交流电量的原理 (半波或全波) 500型万用表采用的是半波整流电路，如图3-6所示。 其中，V1为正半周时的整流管，V2为负半周时的导通保护管，RV为分压电阻。 (3) 由磁电系测量机构和整流电路组成的仪表叫整流系仪表。常按交流有效值来 刻度。 由于整流系仪表指示的是交流电的平均值，而交流电的大小要求按有效值来标 度, 所以在转换的过程中误差会更大。这正是万用表的交流准确度比直流准确度低的 因之一。 正弦半波整流：I有效=2.22

7、1有效 若被测量不是正弦波，误差会更大 2.交流电压测量电路 (1)转换开关的位置 S2 V档，S1相应的交流电压量程上。电路图如 3-7所示。 (2)原理分析 a)2.25K Q隔离电阻、3.9K Q分流电阻的接入是为了降低测量机构的灵敏度，10 电容与表头并联起滤波作用，以减小指针的抖动。 b)直流电压测量与交流电压测量共用一套分压电阻，交流250V档与直流50V档 分压电阻是相同的，均为(150K Q +800K Q)，所以交流的灵敏度只有直流的1/5。 样，通过降低电阻补偿了整流效率下降的问题，同时也节省了材料，并且使得交 和直流电压的测量可以共用一条标度尺。 C)测2500V时，红笔

8、T 2500V孔，黑笔-*孔，量程可放在10500V中的任一档 位。 d)由于二极管的死区0.7V影响，所以10V以下采用补偿以后的专用标尺，不能 与其 它的档位标尺混用。 四. 电阻测量电路 1.欧姆表的基本原理 (1) 原理图3-8所示 I=E/(Rx+Rz) 其中，Rz=R1+r+(R0Rc/R0+Rc),是欧姆表的内阻。 那么，在E、RZ都不变的前提下，I和Rx之间保持着一定的函数关系，由于 与a 之间是成正比的，所以只要测出电流I，就可以反映出被测电阻 RX的大小。 此可 以看出，欧姆表测电阻的实质是测量电流。 调零 当Rx=0时，指针应指在电流满偏(欧姆零值)处，调节R0可以使 I

9、=E/Rz=Im (3) 刻度 Rx=Rz时，匸E/2Rz=Im /2,指针在仪表的中心位置，Rz的值叫做仪表 的欧 姆中心值。 Rx=2Rz时，匸E/3RZ=Im/3。即指针在1/3满刻度处。 Rx=x时(开路时)，电流为零，指针不动，欧姆X。 2. 欧姆表量程的扩大 (1)有效范围：(0.110)倍欧姆中心值附近，超出该范围时误差会较大。 (2) 共用一条标尺的措施：以 R X 10档为基础，按10的倍数扩大量程，各量程 的欧 姆中心值就是10的倍数。 (3) 量程扩大时，Rx、Rz都增大，必然会引起流过表头的电流变小，因此，在扩 大量程的同时，还必须设法增加表头的电流。常用的措施是: a

10、)保持电池电压不变，改变分流电阻值。如图3-10所示。万用表的RX 1RX 1K 采用的正是这种方法。 b)提高电池电压。如图3-11所示。万用表的RX 10K档采用的正是这种方法。 以50 3. 500型万用表的电阻测量电路 卩A直流电流档为基础扩展而成欧姆表。如图3-12所示。 (1)转换开关的位置 S1 Q, S2t选择在相应的电阻档位。 (2)原理分析 各档的欧姆中心值分析即可。 万用表的使用 .使用之前要调零 1 .无输入的情况下机械调零。 2 测电阻之前要欧姆调零(电流满偏)。 .要正确接线 1红笔：插在正孔(+)，黑笔：插在负孔(-)或者(*)孔。 2测量直流时要注意极性。 3.

11、 测电流时要串联，测电压时要并联。 4. 测电阻时，需要使用表内电池，注意此时黑笔接的是表内电池的正极，红笔 的是表内电池的负极。 三.要正确选择档位 1. 先选好测量对象，再选好相应的量程。 由于万用表是多电量测量仪表，这点尤其重要，千万不能用错档位，如不能用电 流档测量电压，不能用小量程测量大电量等。 2测电压时量程选择应使指针在满刻度的 2/3以上。 测电阻时要让指针在欧姆中心值的附近。 3. 未知被测量的大小时，应先选最大的量程粗测，而后逐步换到合适的量程测 量。 4. 不准用电流档测电压，不准在带电的情况下测量电阻的阻值。 四. 要正确读数 1. 要读对标度尺。如不能在测量电压时读电

12、阻刻度尺。 2.看清楚指针的位置，同时还要看清量程的倍率，然后正确换算出被测量的大 小。 五. 要注意操作安全 1. 测量电压、电流时要防止人身触电。同时，也要注意仪表的安全，防止仪表 表棒短接带电体的裸露部分。 2.测电压、电流时严禁带电切换量程开关。 3. 万用表使用后，放在交流电压的最高档或者空档位置上。 万用表的调零、选档、接线和使用注意事项。 主要技术指标 1.测量范围及准确度: 表4-1所示。 2.输入阻抗: 10M Qo 3. 测量速度：2.5次/S。 4. 最大显示数字：1999 - 1999 ( 3又1 / 2位)。 5. 电源：9V叠层电池。 6. 整机功耗：17.525m

13、W. 7外形尺寸：168 X 80X 26 (mm) 数字式万用表的组成及原理 1.直流电压测量电路 数字式电压基本表本身可视为一个量程为 200mV的电压表，在使用时常利用分 压电 路来扩大其电压测量量程。 (1)直流电压量程的扩大 如图4-7所示。 Um / U IN =( Rv1 + Rv2 ) / Rv2 其中 UiN = 200mv, Um为扩大后的量程。 Rvi、 RV2为外接的分压电阻。 (2)多量程直流测量电路 如图4-8所示，由多个分压电阻与转换开关 S1组成外接多量程分压电路。 2.直流电流测量电路 原理：将被测电流在分流电阻上产生的压降作为数字电压基本表的输入电压，测 出

14、电压的值，实际上就可以换算出被测电压的值。 注意：电压基本表的输入电压不能超过 200mv。 多量程时也采用闭合式分流电路。如图 4-10报示。 3 交流电压测量电路 方法：先将交流大电压进行降压后，由线性AC/DC转换电路变成小的直流电压, 再送入电压基本表中进行测量。 4交流电流测量电路 方法：交流电流 -交流电压 -线性AC/DC转换器 -数字式电压基本表测 量。 其中交流电流T交流电压仍采用分流式电路，与直流测量时相同。 5. 电阻测量电路 方法：采用比例法测量电阻。如图 8-12所示。 (1) 数字式欧姆表的原理 Ux / Uo = IRx / IRo = Rx / Ro 当Rx =

15、 Ro时，显示值为1000,当Rx = 2Ro时满量程。 (2) DT-830型万用表的电阻测量电路 如图4-13所示。 6. 晶体三极管hfe测量电路 如图8-14所示, UlN = Ic Ro = hfe Ib Ro 如果已知 Ib =10卩A , Ro=10 Q,代入上式，得 hfe =10 Uin mV,因此 只要用200mV量程去测量晶体三极管的hfe，只要去掉小 点，就可以得到hfe。 三.数字式万用表的使用方法 1 .外形结构 (1) 液晶显示器 电源开关：ON OFF 量程开关: hFE插座：B、C、E共四个插孔。 (5) 输入插孔：黑笔在COM插孔，红笔根据被测量的不同分别插

16、在“ V。” “ A ” mA “10A”等 插孔。并且要注意量程。 (6)电池盒 2. 使用方法 (1)直流电压的测量 红笔在“ VoQ ”孔，黑笔在“ COM ”孔。量程置“ DCV ”的适当量程。 (2)交流电压的测量表笔与上相同，量程置“ ACV ”上即可。 (3) 直流电流的测量 红笔在“ mA”或“ 10A”，黑笔在“ COM”孔，量程在“ DCA”。 (4) 交流电流的测量 量程置“ ACA ”即可，表笔与上相同。 (5) 电阻的测量 量程置“Q”的合适位置，红笔在“ V孔，黑笔在“ COM”孔。 (6) 二极管的测量 将量程开关置有二极管符号的位置，红笔在“ V孔，接二极管的正

17、极, 黑笔在“ COM ”孔，接二极管的负极，结果是: 0.1500.300 V时为锗管，显示0。5500。700V时为硅管，如果显示000则二极 击穿，显示1则二极管内部开路。 (7) 晶体管hFE的测量 将NPN或PNP管插入相应的孔，开关拔至 ON，即可显示hFE的值。 (8) 线路通断的检查 量程开关至蜂鸣器档，表笔与测量电阻时相同，当电阻低于(20 10) Q时，蜂 器发出声音，表示电路接通，否则为不通。 3. 使用数字式万用表的注意事项 不同型号的表使用方法不尽相同，使用前要仔细阅读说明书。 (2) (3) 测量前，要注意表笔和量程是还正确。 无法估计被测值的大小时，应选最大量程。

18、 (4) 在测量大电流或高电压时，不得在测量中拔动开关。 (5) 红笔带正电，黑笔带负电，这点与模拟式万用表不同。 (6) 只能测量45500HZ范围内的交流电量有效值。 (7) 不得带电测量电阻。 (8) 不能正常显示时，检查电池、保险丝。 (9) 使用完毕后，要放在 OFF,长期不用应将电池取出。 电阻按阻值大小的分类: 1. 小电阻 1 Q以下。 2. 中电阻 100K Q之间 3.大电阻 100KQ 以上。 5-1电阻测量方法的分类 按获得测量结果方式分 1. 直接法 采用直读式仪表测量，如用万用表测量电阻，兆欧表测电阻等。 2 比较法 采用比较式仪表测量电阻，如用直流电桥测电阻等。

19、3 间接法 测出相关电量，然后通过计算的方法得出结果，如用伏安法测电阻。 二按作用的仪表分类 电桥 （电感 是一种比较仪表，用准确度很高的元件作为标准量，用比较的方法测电阻 或电容），因而准确度很高。 电桥的分类：直流电桥和交流电桥，直流电桥又分为单臂电桥和双臂电桥。 直流单臂电桥的构造和原理 1 .构造图5-2所示。 称为电 2. 电桥的平衡状态：当电桥的检流计中的电流等于零时，即IP=0时, 桥的 平衡状态。 3 电桥的平衡条件（电桥的测量原理） 经推导得R 2R 4= R xR3 即对臂的电阻乘积相等时，电桥平衡。 被测电阻Rx （R2/R3 ） R4 =比例臂乘以比较臂 4 提高准确度

20、的条件 (1) R2、R3、R4的准确度要高; (2) 检流计的灵敏度也要高。 二. QJ23型直流单臂电桥简介 1. 电路图图5-3所示。 比例臂分析 SA以上认为是R2, SA以下认为是R3 0 比较臂分析 由四位可调电阻组成，步进值为 1Q 0 (3)检流计支路 SB2( B )通断，可以用内附的检流计或者外接检流计。 (4)电源支路 三.直流单臂电桥的使用 SB1( G )通断，可以用内电池或者外接电池。 1. 检流计锁扣打开，机械调零。 2. 接入被测电阻，要求用粗线并拧紧。 3. 选择比例臂，使得比较臂的四位都能被充分利用。 4. 测电感线圈的电阻时，先按 SB 1,再按SB 2;

21、测量完毕，先按SB 2,再按 SB 1 0 5. 指针偏“ +” (正)时，增大R4 ；指针偏“-”(负)时，应减小R4o 指针指零时，Rx =比例臂X比较臂。 6.使用完毕后，断开SB2( B )，断开SB1( G )，再拆除电阻，将检流计的锁扣 锁上。 有的检流计用G的常闭触头短接检流计。 7. 电池电压不足时要及时更换，否则会影响灵敏度。 外接电池或者更换电池时，要注意极性不要接反。 测量1欧以下的小电阻要使用直流双臂电桥。 直流双臂电桥：凯文电桥，能消除接线电阻和接触电阻的影响， 专门用于测量阻 在1 Q以下的小电阻。 .构造及工作原理 (一)构造图5-4所示 1. Rx与R4共一臂，

22、Rn （标准电阻）与R 3共一臂，Rn与Rx之间用阻值为r 的导 线相连，（r 0)。 2. Rx与Rn都采用两对端钮的接法。 3. R1、 R2、R3、 R4均为大于10 Q的标准电阻，R为电池的限流电阻。 （二）原理 1.当电桥调节至平衡时，I p=0,则有 11 =12 ,13 =14，推导得 Rx =(R2 /R 1)Rn + rR2 /(r +R3 +R4 ) X (R 3/R1 -R4 /R2 ) 即 被测电阻=倍率X标准电阻盘的读数+校正值 2.为使求解 Rx的公式 与单臂电桥相同，常用以下找措施: (1)R1 与 R3 ，R2与R4采用联动机构，保证 R3 /R1 =R4 /R

23、2，从而校正项始 终为零。 Rn, Rx 的连接导线尽量粗，使 0。 3.消除接线电阻和接触电阻的原理: 共有 3点，P48-49。 二. QJ103型直流双臂电桥 1 .面板介绍 图5-5所示。 SA -倍率转换开关，（R1上左, R2上右，R3下左，R4下右）联动，保证 总有 R 3 /R1 R4 /R2 2. 电路图的识读 倍率=R2 /R1，有 X 0.01， X 0.1， X 1， X 10，X 100，共 5 个倍率档位。 Rn 的范围：0.010.11Q 。 测量范围：0.001111Q 。 电源：1.5V2V直流，有外接端钮。 三.直流双臂电桥的使用 基本方法与单臂电桥相同，需

24、要注意的有两点: 1. 四端接线。如图5-6所示。 2. 直流双臂电桥工作时电流较大(因为电阻都比较小)，故测量要求尽快完成, 以免 电池的电量消耗过大。 3. 常用电桥型号和技术特性简介 表5-2所示。 双臂电桥的原理与使用方法。 电气设备及线路的绝缘电阻是很大的电阻，它只能用兆欧表测量。 兆欧表的应用范围：测量电气设备的绝缘电阻。 为什么设备的绝缘电阻测量要用兆欧表，而不能用万用表? (1)设备的绝缘电阻通常很大(几兆-几百兆欧)，超出了万用表的测量范围。 (2) 由万用表的表内电池电压太低，因而测得的是设备在低压下的电阻，其值不 能真 正反映设备在正常工作高压下的绝缘电阻。 .兆欧表的结

25、构 1.结构组成：手摇直流发电机、磁电系比率表、测量线路三部分组成。 (1) 手摇直流发电机电压有500V、1000V、2500V等，有离心调速装置，使转 子能 恒速转动。 (2)磁电系比率表永久磁铁形成不均匀磁场，两个固定在同一轴上且相差一定 角度 的线圈，一个产生转动力矩，另一个产生反作用力矩。游丝为无力游丝，仅用于 导电流。由于磁场不均匀，可动部分的平衡位置a与两个线圈中的电流的比率 有关, 故称为磁电系比率表。如图5-7所示。 (3) 测量线路 主要是限流电阻及连接线路的导线组成。 .兆欧表的工作原理 1.接线：被测绝缘电阻RX 接在L、E两端之间。 2 .发电：摇动手柄(120r/m

26、in左右)。 3. 转动力矩与反作用力矩 M 1 =11f1( a ), M1驱动可动部分顺时针转，但可动部分顺转会使 M1减 弱, 相反，若可动部分反转 M1会增强。 M2 I2 f2( a ), M2 驱动可动部分逆时针转，但可动部分逆转会使M2 减弱, 相反，若可动部分顺转 M2 会增强。 4 .测量当M1 M2 时，可动部分平衡，即有 11 f ( a ) =I2 f ( a ) 11 / I2 = f2 ( a ) /f1 ( a =F (11 / I2 ) 即指针的偏转角只决定于两个线圈中电流的比值。又因为 I2 = U / (R2 + r2) 11 = U /(R1 +RX +

27、r1 ) =F( I1 / I2 ) = F(R1 + RX + r1 ) / (R2+ r2 ) 其中只有RX为变量，因而a能反映RX的大小。 5.验表：验0 把L、E短接，缓慢摇动手柄，由于 RX=0，所以此时指针 指在0位置。 (2) 验XL与E开路，手柄摇至120r/min，由于11 = 0，在仅有I2作用的情 况下, 指针偏转至最左端X处。 在未测量时，由于11 =0，I2 = 0 ,同时游丝是无力游丝，所以指针可以停留 任何位置。 三. 兆欧表的选择、使用与维护 1. 兆欧表的选择 （1）额定电压的选择：兆欧表的额定电压应比电气设备的额定电压高一到二级。 表 5-3 0 （2）兆欧

28、表测量范围的选择：测量范围与被测绝缘电阻相符合，否则误差大。 2. 兆欧表的接线 L（线路）-被测设备（工作时带电部分） E（接地）-可靠接地（工作时不带电部分） G（屏蔽）-电缆的屏蔽层（消除表面漏电流的影响） 3. 兆欧表的检查（验表） （1）检查 S : L、E分开，手柄摇到120r/min ,指针应指在处，否则有故障。 L、 检查0 : 4 兆欧表的使用注意事项 E短接，缓慢摇动手柄，指针应指在 0处，否则有故障。 （1）设备停电，电容放电（2min）后才可进行绝缘电阻的测量。 （2）不能用双股线、绞线连接表的设备，两条线必须分开。 （3）手柄摇时应由慢到快摇至120r/mi n,若有

29、短路指零，立即停止。 （4）测电容时，读数后不能立即停止，应渐渐减慢并同时拆线，而后再给电容放 电。 记录测量时的环境状况，如温度、湿度、设备状况等，以便于分析。 接地电阻的含义 1 接地：为保证安全、正常工作，导体部分与大地相连接。例如电动机外壳的 接地 变压器中性点的接地等。 2接地装置：由接地线、接地体组成。 3 接地电阻：包括接地线电阻、接地体电阻、接地体与土壤的接触电阻、接地 体与 零电位点（大地）之间的土壤电阻。 4测量接地电阻的意义：安全保障。 5接地电阻的测量方法：电桥法、电流表一电压表法、补偿法（接地电阻测量仪）。 二. ZC-8型接地电阻测量仪 1. 补偿法测量接地电阻的原

30、理 图5-10所示。 (2) 组成：手摇交流发电机、电流互感器、电位器、检流计组成。附件：两个探 针, 三条线。 原理: 摇动发电机f电流TA 次f E/ f 大地 f C/ f 发电机另一端。 调节RP使检流计指零，则有 IRx = KIRs Rx = KRs二变比X读数盘的读数 2. ZC-8型接地电阻测量仪简介 (1)仪表平放，调零。 接线：E-E/ 或(C2-P2)-E、/ P1( P )-P/ C1( C )-C/ E/、PA C/在一条直线上相距各20m ,电阻小于1Q时，要采用四端接线方法。 3. 倍率放在最大，摇动发电机，同时，转动标度盘，检流计指正中间红线，升 到达120r

31、/mi n,调节标度盘，指针指红线，此时, 接地电阻=倍率 X标度盘的读数 4. 读数小于1Q 时，倍率减小一档，重测，直到合适档位，准确测量。 .电动系表的结构及工作原理 1. 结构 电动系测量机构、分压电阻两部分组成。原理图如6-4所示。 (1)固定线圈：又叫电流线圈，测量时与负载串联，匝数少，导线粗。(测电流) (2)可动线圈：又叫电压线圈，与分压电阻串联后再与负载并联，匝数多，导线 细。 (测电压) 2.原理 (1)电压线圈上的电流 lu = U / Zu 其中，Zu2 = (Rv + Rl )2 + Xl2 又因 Xlvv Rv 所以忽略XL , 认为有 Zu =Rv +Rl lu

32、= U / (Rv +Rl ) = U Ki即 电压线圈上的电流与被测电流成正比。 电流线圈上的电流 I A = I (负载电流) (3)功率表指针偏转 a = K Ia IuCOSA KIa(K1U) cos = Kp I U COS = Kp P 可见，債与负载的功率成正比，因此刻度是均匀的。 在直流电路中，有a =K I (K1 U) =Kp P 二.功率表的量程扩大 包括电流量程的扩大和电压量程的扩大。 1.电流量程的扩大 电流线圈是分成两段绕制的，可以通过串联获得小量程，通过并联获得大量程。 2.电压量程的扩大 方法：给电压线圈串联多个阻值分压电阻来实现量程的扩大。 3 .功率量程(

33、COS=1) P = I u =电流量程乘以电压量程。表明5-1所示。 三.功率表的正确使用 1 .正确选择量程 (1)电流线圈的电流量程要大于被测的电流。 (2)电压线圈的量程略大于被测电压。 注意：不能仅按功率量程略大于被测功率的方法选择量程，因为 CO工1。例 题分 析 例5-1分析。 2.正确接线 (1) 电流的偏转方向与两个线圈的电流方向有关， 规定按“发电机端守则” 接线。 电流线圈：电流必须从“ *”端流入，与负载串联。 电压线圈：电位高的端接在“ * ”，与负载并联。 (2)两种正确的接线方式电压表前接法和电压表后接法。 (3) 指针反转的情况 A .负载侧有电源并且发出功率。

34、 B.三相电路测量时，当COS 60,此时必有一表的指针是反转的，那么把 反转的表的电流线圈调换接线，使其正偏，但是把其读数当成负值处理，那么 P= P1-P2 或 P=P2-P1 当负载不对称时，上述三种情况均有可能出现。 表跨相法 1. 适用范围 三相电路完全对称的情况，包括负载和电源都对称。 2. 原理 单相 U=Ulsin Ul cos(900- ) 只要使电压线圈的电压U 与电流线圈I上的电流之间的相位差为(90- ), 有功功率表就可以用来测量无功功率。 由相量图6-16所示可知，lu与Uvw 之间的相位差正好是（90- ）。 3. 接线方法 电流线圈接在lu，电压线圈接在Uvw

35、即可。如图5-16。 4. 读数 三相总无功功率 Q=V3 Ulsin =V3 Ulcos(900- )=V3 Qi Qi -一表跨相法时的功率表的读数。 二.两表跨相法 1 .适用范围 三相负载对称但三相电源有有偏差时的情况，用于减小测量的误差。 2. 原理与接线 均与一表跨相法相同。图6-17。 3. 读数 Q=V3 (Q+Q) /2= V3 /2X (Q1+Q) 二.三表跨相法 1 .适用范围 三相电源电压对称，三相负载对称或者不对称的情况。 2. 接线 三只功率表均按一表跨相法接线原则接线。图 6-1 & 3. 原理及读数 Q= (Q1 +Q2+Q3) / V3 即三表的读数之和除以根

36、号3就是三相总无功功率。 四. 铁磁电动系三相无功功率表 1. 结构原理 结构上采用两元件铁磁电动系测量机构，按两表跨相法的原理接线。 图 6-19、图 6-20。 2. 读数 标尺直接按三相无功功率表刻度，所以可以直接读数。 3. 常用型号及使用场合 1D5VAR型：三相三线制对称负载使用。 1D1 VAR型：三相三线制对称或者不对称负载使用。 电能测量的基本知识 1.电能（电功）的实际计量单位： KWh （度），测量用电设备消耗电能多少的 仪表 叫做电能表，千瓦小时表，俗称电度表。 2. 电能（电功）与电功率测量的差别 电能（电功）：不仅反映负载的功率，还能反映负载的用电时间，并且能自动地

37、 记录 下来。 电功率：只测量负载的电压、电流的大小（功率） 3. 常用的电能表是感应系电能表，有转矩大，成本低的优点，应用广泛。 7- 1感应系电能表 .感应系电能表的结构 1. 驱动元件：产生转动力矩，由电压线圈 1和电流线圈2组成。 2 .转动元件：由铝盘3和转轴4组成，转轴上装有计数的蜗杆6。 .3。制动元件：永久磁铁5与铝盘3相互作用产生制动力矩，使铝盘的转速与被 的功率成正比。 6、 4. 计度器（积算机构）：计算铝盘的转数，实现累计电能的目的。包括齿轮 滚 轮7、十进一计数器等。 .感应系电能表的工作原理 1.电路及磁路图7-3 （1）电压线圈磁通: u穿过铝盘一次，而 u不穿过

38、铝盘。 （2）电流线圈磁通: A两次穿过铝盘。 2.转动力矩的产生 当COS = 1时(电阻负载) (1)电压线圈中的电流iu比电压U滞后90，产生 u (纯电感对待)。 (2) 电流线圈中的电流iA 与电压U同相，产生 A (纯电阻对待)。 7-6所示。 (3) iA与iu的关系如图7-5所示。即iA比iu超前90，实际上是 a比 u 超前90，各磁通的正方向均规定为由上而下穿过铝盘。图 产生的转动力矩也向右。 (4) 在tl时刻分析： A - A感应的涡流与 U相互作用，产生向右(顺时针) 的转动力矩， U感应的涡流与 A - A相互作用， (5)其他时刻的分析均可以得到相同的结论。 因此

39、，铝盘所受的力矩方向，总是由相位超前的磁通 A指向相位滞后的磁通 U。 可以证明, Mp=CiP=CiUICOS P成正比。 即：作用在铝盘上的平均转矩 M p与负载的有功功率 3. 铝盘的转数与被测电能的关系 (1)若 P 定，Mp定，如铝盘再无其它的力矩，那么铝盘将会做匀加速运动, 越转越快。 (2)为使铝盘在P定时能做匀速运动，应有一个与其大小相等、方向相反的 矩作用在铝盘上，即要有一个制动力矩，它是由永久磁铁与转动的铝盘相互作用 生的。图7-7。其原理与感应式阻尼器相同。 Mz=K n 即 铝盘的制动力矩Mp与铝盘的转速n成正比。 (3) 负载刚接入时，MpMz铝盘加速运动，由于 Mp

40、不变，而Mz随速度的上 升而增大，总有当Mp=Mz时，铝盘做匀速运动。 CiP=Kn N=ci/k p=c P 铝盘的转速与负载的有功功率成正比。两边乘以时间t (负载工作时，铝盘总在 动）有 CPt= nt N=C Pt=CE 说明：铝盘在一定时间内的转数nt （转过的圈数）与这段时间内负载所消耗的电 Pt成正比，因此通过计度器自动记录铝盘的转数，就可以测量被测电能的大小。 （4）电能表常数C= N/E （转/千瓦小时，r/KWh ） 是一个常数，标注于铝盘上，其意义是：负载消耗1KWh电能时，铝盘相应转 的圈数。 三.单相电能表的接线方法 1、3端进线，2、4端出线。即1、3端电源，2、4

41、端接负载 7-3三相有功电能的测量 电能表与功率表的相同点与不同点： 相同的在于两者都有测量功率的部分， 不同 是功率表不需要计度器，而电度表则需要有计度器。 因此，只要配以计度器，所有的功率测量的方法，如一表法、两表法、三表法均 以用在电能的测量中，三相电度表下是基于这种原理而制成的。由此可以看出, 际使用的电能表也有两元件和三元件的结构。 .三相三线有功电度表 1.基本结构按两表法原理制成，通常为两元件结构，如图6-9所示。 2. 原理 由于作用在转轴上的转矩是由两组元件产生的转矩之和，并与三相电 的有功功率成正比，因此铝盘的转数可以反映有功功率的大小。 3. 常用型号国产的DS8、DS15、DS18等。 4. 接线方法 与两表法的