电工测量天津大学PPT课件

1、 要求 课前 预习 课中 遵守实验室规则 课后 书写实验报告 考核成绩： 基本实验 60% 研究型实验15% 实验考核 10% 笔试考核 15% 课程简介 周次实验内容 实验地点 综合实验楼 6、7 实验一、外特性604 实验四、串联电路频率特性604 8、9 实验三、信号发生器与示波器604 实验七、滤波电路604 10、11 实验五、交流参数测定504 实验十、阻容移相与选频604 12、13 实验六、三相电路观测504 实验九、三相功率测量504 14、15 实验八、动态电路研究604 实验十一、回转器604 16、17研究型实验604、504 18、19笔试考核、实验考核实验十三、负阻

2、器观测604 理论课上课地点 第五周 周二晚19：00 23-316(电1电5) 周日晚19：00 23-114(自动化和电6) 第一部分 常用电工仪表及仪器 第一章 电工测量的基本知识 第一章 电工测量的基本知识 一、电工测量的特点 二、测量仪表的分类 三、测量误差 四、有效数字 1.1 电工测量的特点 电工测量 根据电磁现象的基本规律，用电工仪表对各种电量、非电量进行的测量 电工测量特点 1.灵敏 2.准确 3. 测量范围广 4.便于控制，可实现连续测量和自动测量，易实现遥测、遥控 5. 可测量各种电量和非电量 1.2 测量仪表的分类 按被测量种类分类 按测量的种类按测量的种类仪表名称仪表

3、名称符号符号 电流电流电流表（安培表、毫安表）电流表（安培表、毫安表）A 、mA、 A 电压电压电压表（伏特表、毫伏表）电压表（伏特表、毫伏表）V、mV 电功率电功率功率表（瓦特表）功率表（瓦特表）W 电能量电能量电度表电度表kWh 相位差相位差相位表相位表 频率频率频率表频率表Hz 电阻电阻欧姆表欧姆表 绝缘电阻绝缘电阻兆欧表兆欧表M 1.2 测量仪表的分类 1.2 测量仪表的分类 常见的仪表符号 符号符号所代表的意义所代表的意义 直流直流 交流交流 交直流使用交直流使用 仪表垂直放置仪表垂直放置 仪表水平放置仪表水平放置 与水平成与水平成30度放置度放置 0.5 准确度级（以量限百分数表示

4、的准确度等准确度级（以量限百分数表示的准确度等 级）级） 本仪表绝缘经本仪表绝缘经2KV耐压试验耐压试验 调零器调零器 仪表防外磁场等级仪表防外磁场等级 0 .真值 1. 绝对误差 2. 相对误差 3. 测量误差的分类 4. 直读仪表的引用误差 5. 仪表的准确度等级 三、测量误差 1) 系统误差 a. 基本误差 b. 附加误差 c. 方法误差 2) 偶然误差 三、测量误差 仪表准确度等级 仪表等级仪表等级0.050.10.20.30.51.01.52.02.55.0 基本误差基本误差(%) （引用误差）（引用误差） 0.050.10.20.30.51.01.52.02.55.0 例题 有两只

5、毫安表，量程分别为I1m100mA，I2m50mA，两表均为1.0级，用来 测量40mA的电流，求测量结果中可能出现的最大相对误差。 标准表实验室用表一般生产用表 用100mA的电流表测40mA电流比用50mA的 表所测结果具有更大的最大相对误差。 量程的选择对测量结果的准确度有很大 影响。 第一章 电工测量的基本知识 一、电工测量的特点 二、测量仪表的分类 三、测量误差 四、有效数字 2-1 磁电式仪表 2-2 整流式仪表 2-3 电磁式仪表 2-4 电动式仪表 2-5 数字式仪表 第二章 直读式仪表 2-1 磁电式仪表 磁电式仪表的基本结构 一、 磁电式仪表工作原理 a 二、 磁电式电流表

6、和电压表 Ig Rg I Rs 电流表的基本电路 IgRg R2R1R3 12 3-+ R 多量程电流表的基本电路 2-1 磁电式仪表 2-1 磁电式仪表 二、 磁电式电流表和电压表 R2R1R3 U1U2 电压表的基本电路 U3 Ig Rg 二、 磁电式电流表和电压表 2-1 磁电式仪表 2-1 磁电式仪表 2-1 磁电式仪表 三、磁电式电流表和电压表的特点 1灵敏 2 准确 3刻度均匀 4过载能力差 5用于测直流，不能直接测交流量， 要测交流量需加转换电路。 2-1 磁电式仪表 四、 磁电式欧姆表 100 50 20 1000 50010 5 0 2-2 带变换器的磁电式仪表 一、整流电路

7、 2-2 整流式仪表 三、整流式仪表的特点 1灵敏度高； 2刻度均匀； 3、准确度较低； 4用于测正弦交流有效值； 5多用于测电压 2-3 电磁式仪表 一、作用原理 电磁式仪表的基本结构 2-3 电磁式仪表 二、量程表示 1.电流表 二倍量程小量程 2-3 电磁式仪表 二、量程表示 2.电压表 R2R1R3 U1U2 电压表的基本电路 U3 Ig Rg 2-3 电磁式仪表 三、电磁式仪表的特点 1刻度不均匀； 2准确度不高，易受外界电磁环境影响； 3一般用于测交流量； 4受频率影响较大，用于规定的频率下(如50Hz)； 5灵敏度低； 6过载能力强，结构简单。 2-4 电动式仪表 一、作用原理

8、二、电动式安培表和伏特表 三、电动式瓦特表 四、三相功率的测量 2-4 电动式仪表 电动式仪表的偏转机构 一、作用原理 )cos( 2121 IIIKI 2-4 电动式仪表 二、电动式安培表和伏特表 )cos( 2121 IIIKI I I 2-4 电动式仪表 三、电动式瓦特表 1.原理线路 2.量程表示 3.使用注意 + - U I * * Z R 图 2- 13 电 动 式 瓦 特 表 的 原 理 线 路 I 1 I 2 I U 2-4 电动式仪表 三、电动式瓦特表 2. 量程表示 2-4 电动式仪表 三、电动式瓦特表 3. 使用注意事项 电动式瓦特表接线方法 原则：电流线圈串联在电路中，

9、电压线圈并联在电路中 接线：电流线圈的标记端接电源侧，另一端接负载侧； 电压线圈的标记端与电流线圈的标记端接在一起 另一端钮接负载的另一侧。 待 测 阻 抗 V 2-4 电动式仪表 u + - S A W V * * 三、电动式瓦特表 3. 使用注意事项 2-4 电动式仪表 四、三相功率的测量 * A B C N * W 三 相 负 载 A B C W2 W1 * * * * NA U BN U CN U 30o CA U BC U AC U A I 30o 30o B I 三相Y接 三相接 两瓦计法测三相功率 AB U BC U CA U AB I B I AC U 30o A I BC I

10、 30o P1=UACIAcos 1=UlIlcos( 30) P2=UBCIBcos 2=UlIlcos( +30) P1=UACIAcos 1=UACIAcos( 30) P2=UBCIBcos 2=UBCIBcos( +30) IUP ll cos3 60o 负数正数 60o 负数正数 60o 负数正数 感性 容性 ll IU 2 3 ll IU 2 3 零 =60o P1P2P =P1+P2 ll IU 2 3 ll IU 2 3 = 60o零 =0 ll IU 2 3 ll IU 2 3 ll IU3 电阻 四、三相功率的测量 两瓦计法测三相功率 二只瓦特表的电流线圈分别串入任意二根

11、传输导线(*号端接电源侧)， 电压线圈的对应端与电流线圈相接，电压线圈的另一端应与没有电流线圈串 入的那根传输线相接。 1 2 1 12 2 四、三相功率的测量 2-4 电动式仪表 1 2 2-5 数字式仪表概述 一、数字仪表测量机构 二、数字仪表的技术特性和应用范围 三、常用的数字式仪表 2-5 数字式仪表概述 一、数字仪表测量机构数字电压基本表 1.结构 该基本表主要由AD转换器、数码显示器和少量的外围阻容元件组成。 其中AD转换器是数字电压基本表的核心。 一、数字仪表测量机构数字电压基本表 双积分AD转换器 1.结构 (1) AD转换器数字电压基本表的核心 (2) 数码显示器 它的作用是

12、将输入的模拟电压信号转变成数字量输出，并驱动显 示器。 一、数字仪表测量机构数字电压基本表 1.结构 (1) AD转换器数字电压基本表的核心 (2) 数码显示器 2.工作原理 2-5 数字式仪表概述 二、数字仪表的技术特性和应用范围 技术特性 (1)准确度高 (2)灵敏度高 (3)测量速率高 (4)适应性强 (5)输入阻抗高 (6)仪表功耗小 (7)读数方便，操作简便 2-5 数字式仪表概述 三、常用的数字式仪表 多量程数字直流电流表五量程数字直流电压表 2-5 数字式仪表概述 三、常用的数字式仪表 2-5 数字式仪表概述 三、常用的数字式仪表 数字式万用表 第三章 比较式仪器-直流单双电桥

13、检流计是用以测量电桥平衡的专用磁电式装置. 灵敏度高但准确度不一定高。 为了提高灵敏度，通常采用如下措施： （1）减小弹簧反抗力矩； （2）加长指针； （3）采用电子放大电路。 注意事项： （1）检流计只用于测直流； （2）要逐渐提高检流计的分流比例； （3）不用或搬动检流计时，要用“短路”阻尼，以防止检流计指针剧烈摆 动。 第三章 比较式仪器-直流单双电桥 第四章 示波器工作原理及使用 一、工作原理 二、工作方式 三、使用注意事项 第四章 示波器工作原理及使用 一、工作原理 阴极阴极 被灯丝灯丝加热 发射电子 控制栅极控制栅极 用来调节电子束的大小直接与“亮度亮度”旋钮旋钮挂钩 第一阳极第一

14、阳极 给电子束加速，使其获得足够能量，撞到屏幕上 第二阳极第二阳极 一、二阳极间有电位差，用来聚焦，使线很清晰 第四章 示波器工作原理及使用 二、工作方式 第四章 示波器工作原理及使用 三、注意事项 (1)采集信号的测试端子是并联接入待测电路两端的,只测取电压信 号 三、注意事项 (2)依据观测对象特性不同，正确选择不同工作方式。 观测信号随时间变化之波形，可直接采用Y输入工作方式 为了对两个信号波形进行比较，可用双线同时观测 若观测元件伏安关系或磁滞回线等，则用X-Y工作方式。 第四章 示波器工作原理及使用 第四章 示波器工作原理及使用 三、注意事项 (3)输入信号的共地问题 Y1(X)和Y

15、2(Y)两路输入的“地”（黑夹子）在示波器内部是一点。 同时观测两路输入波形时，两路输入电缆的黑夹子应接在同一点上。 第四章 示波器工作原理及使用 三、注意事项 (3)输入信号的共地问题 第一章 电工测量的基本知识 一、电工测量的特点 二、测量仪表的分类 三、测量误差 四、有效数字 1.1 电工测量的特点 电工测量 根据电磁现象的基本规律，用电工仪表对各种电量、非电量进行的测量 电工测量特点 1.灵敏 2.准确 3. 测量范围广 4.便于控制，可实现连续测量和自动测量，易实现遥测、遥控 5. 可测量各种电量和非电量 R2R1R3 U1U2 电压表的基本电路 U3 Ig Rg 二、 磁电式电流表和电压表 2-1 磁电式仪表 2-3 电磁式仪表 二、量程表示 2.电压表 R2R1R3 U1U2 电压表的基本电路 U3 Ig Rg 2-4 电动式仪表 三、电动式瓦特表 1.原理线路 2.量程表示 3.使用注意 + - U I * * Z R 图 2- 13 电 动 式 瓦 特 表 的 原 理 线 路 I 1 I 2 I U 2-4 电动式仪