电工仪表的使用常见仪表及基础知识

1、第13章 电工仪表的使用常见仪表及基础知识第1节 电流及电压表第2节 功率表第3节 万用表 、兆欧表电工仪表的应用电工仪表的应用常见仪表电压表电流表功率表频率表功率因数表万用表兆欧表整步表（同步表）同步表n按测量方法按测量方法:可分为比较式和直读式两类。可分为比较式和直读式两类。 比较式仪表需将被测量与标准量进行比较后才能得出被比较式仪表需将被测量与标准量进行比较后才能得出被测量的数量，测量的数量，常用的比较式仪表有电桥、常用的比较式仪表有电桥、电位差计等。电位差计等。 直读式仪表将被测量的数量由仪表指针在刻度盘上直接直读式仪表将被测量的数量由仪表指针在刻度盘上直接指示出来，常用的电流表、电压

2、表等均属直读式仪表。指示出来，常用的电流表、电压表等均属直读式仪表。n按被测量的种类按被测量的种类:可分为电流表、电压表、功率表、频率表可分为电流表、电压表、功率表、频率表、相位表等。、相位表等。n按电流的种类按电流的种类:可分为直流、交流和交直流两用仪表。可分为直流、交流和交直流两用仪表。n按工作原理按工作原理:可分为磁电式、电磁式、电动式仪表等。可分为磁电式、电磁式、电动式仪表等。n按显示方法按显示方法:可分为指针式（模拟式）和数字式。可分为指针式（模拟式）和数字式。n按准确度按准确度:可分为可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和和5.0共共7个等个等级级 。0.1级表示测

3、量的最大绝对误差为表量程的级表示测量的最大绝对误差为表量程的0.1%，以此，以此类推。类推。是指测量结果（简称示值）与被测量真实值（简称真值）间相接近的程度，是测量结果准确程度的量度。是指示值与真值的偏离程度。准确度与误差本身的含义是相反的，但两者又是紧密联系的，测量结果的准确度高，其误差就小，因此，在实际测量中往往采用误差的大小来表示准确度的高低。 由于制造工艺的限制及测量时外界环境因素和操作人员的因素，误差是不可避免的。根据引起误差的原因不同，仪表误差可分为基本误差和附加误差。是在规定的温度、湿度、频率、波形、放置方式以及无外界电磁场干扰等正常工作条件下，由于仪表本身的缺点所产生的误差。是

4、由于外界因素的影响和仪表放置不符合规定等原因所产生的误差。附加误差有些可以消除或限制在一定范围内，而基本误差却不可避免。 电工测量中常用的指针式仪表有电工测量中常用的指针式仪表有磁电磁电式、电动式、电磁式式、电动式、电磁式3种。种。 这些仪表的结构虽然不同，但工作原这些仪表的结构虽然不同，但工作原理却是相同的，都是利用电磁现象使仪表理却是相同的，都是利用电磁现象使仪表的可动部分受到电磁转矩的作用而转动，的可动部分受到电磁转矩的作用而转动，从而带动指针偏转来指示被测量的大小。从而带动指针偏转来指示被测量的大小。符符 号号意意 义义3 或或 2 kv 或或 或或 直直 流流交交 流流交直流交直流三

5、相交流三相交流仪表绝缘试验电压仪表绝缘试验电压2000v仪表直立放置仪表直立放置仪表水平放置仪表水平放置仪表倾斜仪表倾斜60度放置度放置 60 螺旋弹簧螺旋弹簧i ii ins指针指针永久磁铁永久磁铁圆柱形圆柱形铁心铁心o o线圈线圈 线圈通入电流线圈通入电流 i 电磁力电磁力 f线圈受到的转矩线圈受到的转矩 t = k1ifsnf 线圈通入电流线圈通入电流 i 电磁力电磁力 f 线圈受到转矩线圈受到转矩 t 线圈和指针转动，线圈和指针转动， 当弹簧的阻转矩当弹簧的阻转矩 与线圈受到的转矩与线圈受到的转矩达到平达到平衡时，可动部分停止转动，此时有衡时，可动部分停止转动，此时有t = tc t

6、= k1i kiikk21 即指针的偏转角即指针的偏转角 结论结论: : 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。 5.优点：优点： 刻度均匀；灵敏度和准确度高刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗；阻尼强；消耗 电能量小；受外界磁场影响小。电能量小；受外界磁场影响小。 缺点：缺点： 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。 测量直流电压、直流电流及电阻。测量直流电压、直流电流及电阻。圆形线圈圆形线圈小室小室312450固定铁片固定铁片可动铁片可动铁片线圈通入电流 产生磁场 固定和可动铁片均被磁化，可动片因受斥力

7、而带动指针转动。 仪表的转动转矩仪表的转动转矩 t = k i 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩 tc = k2 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩tc与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即成正比，即 当当 t = tc 时，可动部分停止转动，时，可动部分停止转动， 即指针的偏转角即指针的偏转角 2221kiikk 结论结论: : 指针偏转的角度与直流电流或交流电流指针偏转的角度与直流电流或交流电流 有效值的平方成正比。有效值的平方成正比。 线圈通入电流线圈通入电流 i 磁场磁场 线圈通入电流线圈通入电流 i 磁场磁场 固定和可动铁片均被磁固定和可动铁片均被磁化化( (同一端的极性是相同的同一端的极性是相同的

8、) ) 可动片因受斥力而带可动片因受斥力而带动指针转动，动指针转动， 4. 优点：优点： 构造简单；价格低廉；构造简单；价格低廉；可用于交直流可用于交直流；能测量；能测量较大的电流；允许较大的过载。较大的电流；允许较大的过载。 缺点：缺点： 刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡流（测量交流时）的影响，因此准确度不高流（测量交流时）的影响，因此准确度不高。 测量交流电压、交流电流。测量交流电压、交流电流。螺旋弹簧螺旋弹簧固定线圈固定线圈可动线圈可动线圈 产生阻尼力产生阻尼力 固定线圈中通过的电流 产生磁场，可动线圈中通过的电流 与磁场相互作用使指针转动

9、。不能承受较大过载不能承受较大过载ff可动线圈可动线圈固定线圈固定线圈 固定线圈中的电流固定线圈中的电流 i1 ( ) 磁场磁场 可动线圈中的电流可动线圈中的电流 i2 ( )与磁场相互作用与磁场相互作用电磁电磁力力 f 线圈受到转矩线圈受到转矩 t 线圈和指针转动，线圈和指针转动， 仪表的转动转矩仪表的转动转矩弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩 tc = k2 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩tc与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即成正比，即 当当 t = tc 时，可动部分停止转动，时，可动部分停止转动， 即指针的偏转角即指针的偏转角 结论结论: : 指针偏转的角度与两个电流指针偏转的角度与两个电流( (对交流为有效值对交流为有效值) )