电路与电子知识_常用电工电子仪器仪表简介

1、上一页上一页常用电工电子仪器仪表简介常用电工电子仪器仪表简介 一、实训目的一、实训目的 熟悉常用电工电子仪器仪表熟悉常用电工电子仪器仪表二、实训内容二、实训内容1)电工测量仪表的选择与使用。电工测量仪表的选择与使用。2)常用电子仪器选择与使用。常用电子仪器选择与使用。3)万用表的基本原理与使用。万用表的基本原理与使用。4)DA-16型晶体管毫伏表的使用方法。型晶体管毫伏表的使用方法。5)熟悉熟悉S101型函数信号发生器。型函数信号发生器。6)6)学习学习COS5020型示波器的使用。型示波器的使用。 上一页上一页3.1 3.1 电测量指示仪表简介电测量指示仪表简介 在工程实际的自动控制系统中，

2、通常是根据被控制在工程实际的自动控制系统中，通常是根据被控制对象的各种电信号来对其实施自动控制的。电测量就是通过对象的各种电信号来对其实施自动控制的。电测量就是通过借助各种电工电子仪器仪表，应用科学的测量技术对电路中的借助各种电工电子仪器仪表，应用科学的测量技术对电路中的电流、电压、电功率及电能等物理量进行测量。电流、电压、电功率及电能等物理量进行测量。3.1.1 3.1.1 常用电工电子仪器仪表的基本知识常用电工电子仪器仪表的基本知识 1.1.电工电子测量仪表分类电工电子测量仪表分类 电工电子仪表的种类繁多，分类方法也互不相同。按照电工电电工电子仪表的种类繁多，分类方法也互不相同。按照电工电

3、子仪表的结构和用途常可分为三种。子仪表的结构和用途常可分为三种。 （1）电测量指示仪表 电工测量仪表中，凡利用电磁力使其机械部分动作，并用指针电工测量仪表中，凡利用电磁力使其机械部分动作，并用指针或光标在刻度盘上指示出被测量值大小的仪表就称作电测量指示或光标在刻度盘上指示出被测量值大小的仪表就称作电测量指示仪表，是属于直读式仪表。各种交直流电流表、电压表以及万仪表，是属于直读式仪表。各种交直流电流表、电压表以及万用表等都是指示仪表。用表等都是指示仪表。 上一页上一页（2）比较式仪表 比较式仪器是将被测量与相应的标准量进行比较的仪表。比较式仪器是将被测量与相应的标准量进行比较的仪表。如各类电桥、

4、电位差计等。其特点是灵敏度和准确度都很高，如各类电桥、电位差计等。其特点是灵敏度和准确度都很高，一般用于高精度测量或校对指示仪表。一般用于高精度测量或校对指示仪表。 （3）其他电测量仪表 常见的电测量仪表还有数字式仪表、记录式仪表及用来扩大仪常见的电测量仪表还有数字式仪表、记录式仪表及用来扩大仪表量程装置的仪表，如分流器、测量用互感器等。这里只介绍指示表量程装置的仪表，如分流器、测量用互感器等。这里只介绍指示式仪表。式仪表。 2. 2. 电测量指示仪表的分类电测量指示仪表的分类 在电测量领域中，指示仪表的种类最多，具体分类方式介绍在电测量领域中，指示仪表的种类最多，具体分类方式介绍如下。如下。

5、（1）按内部测量机构的结构和工作原理分 有磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系等有磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系等类型。类型。 上一页上一页（2）按被测电量的性质分有电流表、电压表、功率表、电度表、欧姆表、相位表以及有电流表、电压表、功率表、电度表、欧姆表、相位表以及其他多用途的仪表，例如万用表等。其他多用途的仪表，例如万用表等。（3）按被测量的种类分有直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。有直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。（4）按仪表取得读数的方法分有指针式、数字式和记录式等。有指针式、数字式和记录式等。（5）按准确度等级分有有0.10.1、0.20.2、0.50.5、1.01.

6、0、1.51.5、2.52.5、和、和5.05.0等七级。一般等七级。一般0.10.1和和0.20.2级级仪表用作标准仪表；仪表用作标准仪表；0.50.5级至级至1.51.5级的仪表用于实验和实训时的电测级的仪表用于实验和实训时的电测量；量；1.51.5级至级至5.05.0级仪表用于工程测量。级仪表用于工程测量。（6）按使用方式及使用条件分可分为安装式仪表和可携式仪表，及可分为安装式仪表和可携式仪表，及A A、A A1 1、B B、B B1 1与与C C共五组。共五组。上一页上一页（7）按防御外界磁场或电场的性能分 有有、四个等级。四个等级。（8）按外壳防护性能分 可分为普通式、防尘式、防溅式

7、、防水式、水密式、气密式可分为普通式、防尘式、防溅式、防水式、水密式、气密式 、隔爆式等七种。隔爆式等七种。 以上介绍的指示仪表分类方法，从不同角度反映了指示仪表的以上介绍的指示仪表分类方法，从不同角度反映了指示仪表的各种技术性能。在指示仪表的表面标度盘上，通常都标有一些标志各种技术性能。在指示仪表的表面标度盘上，通常都标有一些标志符号来表明有关的技术性能，常见的表面符号及含义见下表：符号来表明有关的技术性能，常见的表面符号及含义见下表：仪表名称被 测 量符 号测量单位电流表电流A 、mA、A 安培、毫安、微安 电压表电压mV、V、kV 毫伏、伏特、千伏 功率表电功率W、kW 瓦特、千瓦 欧姆

8、表电阻、M 欧姆、兆欧 电度表电能kWh 度（千瓦时） 上一页上一页3.1.2 3.1.2 电测量指示仪表结构原理简介电测量指示仪表结构原理简介 电测量是利用仪表中通入电流后产生的电磁作用力驱动电测量是利用仪表中通入电流后产生的电磁作用力驱动指针偏转。指示式仪表除驱动装置、反作用装置和阻尼装置外，指针偏转。指示式仪表除驱动装置、反作用装置和阻尼装置外，还有指针和刻度盘构成的读数装置，以及起保护作用的外壳和装还有指针和刻度盘构成的读数装置，以及起保护作用的外壳和装在外壳上的校正器（调节螺丝等）。在实用中应用最广、数量最在外壳上的校正器（调节螺丝等）。在实用中应用最广、数量最大的是指示式仪表。大的

9、是指示式仪表。 1. 磁电系测量机构 磁电系测量机构如图磁电系测量机构如图1.3.11.3.1所示。所示。 磁电系测量机构具有准确度高、磁电系测量机构具有准确度高、刻度均匀、阻尼强与消耗能量小等优刻度均匀、阻尼强与消耗能量小等优点，可制成点，可制成0.10.5级的仪表。它的级的仪表。它的缺点是只能用来测量直流，而且结构缺点是只能用来测量直流，而且结构复杂，价格较贵，过载能力小。复杂，价格较贵，过载能力小。 目前用来测量直流量的仪表，目前用来测量直流量的仪表，测量机构几乎全是磁电系的。测量机构几乎全是磁电系的。 图1.3.1上一页上一页2. 电磁系仪表 电磁系测量机构如图电磁系测量机构如图1.3

10、.2所示，它属于推斥式类型。所示，它属于推斥式类型。 电磁系测量机构具有结构简单、过载能力强与交直流两用等优点。它的缺电磁系测量机构具有结构简单、过载能力强与交直流两用等优点。它的缺点是刻度不均匀，测量机构本身的磁场较弱，易受外磁场影响，以致准确度不高。点是刻度不均匀，测量机构本身的磁场较弱，易受外磁场影响，以致准确度不高。具有这种测量机构的仪表通常为具有这种测量机构的仪表通常为0.5级级2.5级。级。 3. 电动系仪表 电动系测量机构如电动系测量机构如图图1.3.3所示。所示。 电动系测量机构具电动系测量机构具有准确度高、使用范围有准确度高、使用范围广等优点，一般可制成广等优点，一般可制成0

11、.21.0级的仪表。它级的仪表。它不仅可测量交直流的电不仅可测量交直流的电流和电压，还可测量交流和电压，还可测量交流电的功率。它的缺点流电的功率。它的缺点是自身功率较大，过载是自身功率较大，过载能力小，且价格较贵。能力小，且价格较贵。 图1.3.2 图1.3.3上一页上一页3.2 3.2 电工测量仪表的选择与使用电工测量仪表的选择与使用 3.2.1 3.2.1 仪表选择仪表选择 1. 类型选择 各种仪表的选择除了根据用途选择仪表的种类外，还应根据各种仪表的选择除了根据用途选择仪表的种类外，还应根据使用环境和测量条件选择仪表的型式。如配电盘、开关板上仪表板使用环境和测量条件选择仪表的型式。如配电

12、盘、开关板上仪表板所用仪表等采用垂直安装方式，而实验室大多选用水平放置方式。所用仪表等采用垂直安装方式，而实验室大多选用水平放置方式。 2. 准确度选择 在使用仪表时，必须合理地选择仪表的准确度。准确度等级为在使用仪表时，必须合理地选择仪表的准确度。准确度等级为0.1和和0.2级的仪表通常作为标准表以校正其他仪表。实验室一般用级的仪表通常作为标准表以校正其他仪表。实验室一般用0.51.5级仪表。生产部门作监视生产过程的仪表一般为级仪表。生产部门作监视生产过程的仪表一般为1.02.5级。级。准确度等级为准确度等级为5.0级的仪表，通常只在组合式或多用途仪表上才使用。级的仪表，通常只在组合式或多用

13、途仪表上才使用。 3. 量程选择 仪表量程的选择应根据测量值的可能范围确定。被测量值范仪表量程的选择应根据测量值的可能范围确定。被测量值范围较小要选用较小的量程，这样可以得到较高的准确度。围较小要选用较小的量程，这样可以得到较高的准确度。 上一页上一页根据被测量值的大小选择合适量程 有两只毫安表，量程分别为有两只毫安表，量程分别为I I1m1m=200mA=200mA和和I I2m2m=50mA=50mA，两表准确度等级均，两表准确度等级均为为1.01.0级，用来测量级，用来测量40mA40mA的电流，则测量结果中可能出现的最大相对误差为：的电流，则测量结果中可能出现的最大相对误差为：对于量程

14、为对于量程为200mA200mA的毫安表，可能产生的最大绝对误差的毫安表，可能产生的最大绝对误差I I1m1m为：为： 因此，用此表测因此，用此表测40mA40mA的电流可能产生的最大相对误差的电流可能产生的最大相对误差 为：为： 对于量程为对于量程为50mA50mA的毫安表，可能产生的最大绝对误差的毫安表，可能产生的最大绝对误差I I2m2m为：为： 因此，用此表测因此，用此表测40mA40mA电流可能产生的最大相对误差电流可能产生的最大相对误差 为：为： 由以上计算可以看出，用的由以上计算可以看出，用的200mA200mA毫安表测毫安表测40mA40mA电流比用电流比用50mA50mA的毫

15、安表的毫安表所测得的结果具有更大的最大相对误差。即量程选择对测量结果的准所测得的结果具有更大的最大相对误差。即量程选择对测量结果的准确度有很大影响。确度有很大影响。 例：例：上一页上一页对于同一只仪表，被测量值越小，其测量时准确性就越低 在正常情况下用在正常情况下用0.5级量程为级量程为 10A 10A 的安培表来测量的安培表来测量 8A 8A 电流时，可电流时，可能产生的最大相对误差能产生的最大相对误差 为：为： 而用它来测量而用它来测量 1A 电流时，则可能产生的最大相对误差电流时，则可能产生的最大相对误差 为：为： 由此可见对于一只确定的仪表，测量值越小，其测量时准确性越低。因由此可见对

16、于一只确定的仪表，测量值越小，其测量时准确性越低。因此在选择量程时，应尽量使被测量的值接近于满标值。另一方面，也要防此在选择量程时，应尽量使被测量的值接近于满标值。另一方面，也要防止超出满标值而使仪表受损。因此可取被测量值为满标值的止超出满标值而使仪表受损。因此可取被测量值为满标值的2/3左右。最左右。最少也应使被测量的值超过满标值的一半。当被测电流大小无法估计时，少也应使被测量的值超过满标值的一半。当被测电流大小无法估计时，可用多量程仪表先置于大量程档，然后根据仪表的指示调整量程，可用多量程仪表先置于大量程档，然后根据仪表的指示调整量程，使其达到合适的量程档。使其达到合适的量程档。 例：例：

17、上一页上一页4. 仪表内阻 当仪表接入被测电路后，仪表线圈电阻会影响原有电路当仪表接入被测电路后，仪表线圈电阻会影响原有电路的参数和工作状态，以致于影响测量的准确性。例如电流表的参数和工作状态，以致于影响测量的准确性。例如电流表是串联接入被测电路的，仪表内阻增加了电路的阻值，也就是串联接入被测电路的，仪表内阻增加了电路的阻值，也就相应地减小了原电路的电流，这势必影响测量结果，所以要相应地减小了原电路的电流，这势必影响测量结果，所以要求电流表内阻越小越好。量程越大，内阻应越小。再如电压求电流表内阻越小越好。量程越大，内阻应越小。再如电压表是并联接入被测电路的，它的内阻减小了电路的阻值，使表是并联

18、接入被测电路的，它的内阻减小了电路的阻值，使被测电路两端的电压发生变化，影响测量结果，所以要求电被测电路两端的电压发生变化，影响测量结果，所以要求电压表内阻越大越好。量程越大，内阻应越大。采样式数字电压表内阻越大越好。量程越大，内阻应越大。采样式数字电压表具有极高的内阻，对被测电路电压影响很小。压表具有极高的内阻，对被测电路电压影响很小。 上一页上一页3.2.2 3.2.2 指针式仪表测量中应该注意的一般问题指针式仪表测量中应该注意的一般问题 1. 刻度 各种指针式仪表，不论是磁电式、电磁式还是电动式仪表，都采各种指针式仪表，不论是磁电式、电磁式还是电动式仪表，都采用面板刻度方式显示读数。根据

19、不同的测量原理，面板上的刻度有的是用面板刻度方式显示读数。根据不同的测量原理，面板上的刻度有的是均匀的，有的是不均匀的，例如磁电式仪表指针的偏转角均匀的，有的是不均匀的，例如磁电式仪表指针的偏转角= =RIRI （R R为仪为仪表结构常数），即与电流的大小成正比，面板上的刻度是均匀的：而电磁式表结构常数），即与电流的大小成正比，面板上的刻度是均匀的：而电磁式仪表指针的偏转角仪表指针的偏转角= =RIRI2 2，即与电流的平方成正比，在同一量程内，起始段，即与电流的平方成正比，在同一量程内，起始段电流越小，刻度越密，后面电流越大，刻度越稀。再如电动式仪表，它有两电流越小，刻度越密，后面电流越大，

20、刻度越稀。再如电动式仪表，它有两个线圈，若是用于测量电流或电压，由于指针的偏转角度个线圈，若是用于测量电流或电压，由于指针的偏转角度与通过两线圈的与通过两线圈的电流的乘积成正比，则面板刻度一定与上例一样是非线性的；若用于测量功电流的乘积成正比，则面板刻度一定与上例一样是非线性的；若用于测量功率，而功率率，而功率 P=UIP=UI（对于交流来说（对于交流来说 P=UIcosP=UIcos），这时一个线圈），这时一个线圈通电压，一个线圈通电流，从而使指针偏转角度通电压，一个线圈通电流，从而使指针偏转角度与功率与功率 P P 成正比，成正比，因此面板上功率刻度是线性均匀的。为了使面板显示清晰，非均匀

21、因此面板上功率刻度是线性均匀的。为了使面板显示清晰，非均匀刻度在起始段无刻度（刻度在起始段无刻度（0点除外），只在某一量值之上才开点除外），只在某一量值之上才开始标出数值。始标出数值。 上一页上一页2. 量程 仪表的量程是指允许测量的最大值，不同的量程有不同的允许测仪表的量程是指允许测量的最大值，不同的量程有不同的允许测量最大值，因此应根据被测量的数值选用合适的量程。实验室用仪表量最大值，因此应根据被测量的数值选用合适的量程。实验室用仪表大多是多量程仪表，常有好几个接线端钮，而指示面板刻度通常只有一大多是多量程仪表，常有好几个接线端钮，而指示面板刻度通常只有一条基本量程刻度，故测量中要注意量程

22、的选择应与对应的接线端钮相条基本量程刻度，故测量中要注意量程的选择应与对应的接线端钮相致，致，并应根据选定的量程把读得的指示值再乘以选定量程与基本量程之间的倍率并应根据选定的量程把读得的指示值再乘以选定量程与基本量程之间的倍率K（K=选定量程值（允许测量最大值）选定量程值（允许测量最大值）/指示量程值（最大刻度值）才是指示量程值（最大刻度值）才是实际测量值。实际测量值。3. 仪表的机械零位校正 大多数指针式仪表设有机械零位校正，校正器的位置通常装设在指针转大多数指针式仪表设有机械零位校正，校正器的位置通常装设在指针转轴对应的外壳上，当线圈中没有电流时，指针应指在零的位置。如果指针在轴对应的外壳

23、上，当线圈中没有电流时，指针应指在零的位置。如果指针在不通电时不在零位，应当调整校正器旋钮改变游丝的反作用力矩使指针指向不通电时不在零位，应当调整校正器旋钮改变游丝的反作用力矩使指针指向零点。仪表在校正前要注意仪表的放置位置必须与该表规定的位置相符。如零点。仪表在校正前要注意仪表的放置位置必须与该表规定的位置相符。如规定位置是水平放置，则不能垂直或倾斜放置，否则仪表指针规定位置是水平放置，则不能垂直或倾斜放置，否则仪表指针可能不是指向零位，这不属于零位误差。只有在放置正确的前提下可能不是指向零位，这不属于零位误差。只有在放置正确的前提下再确定是否需要调零，并且保证在全部测量过程中仪表都放置再确

24、定是否需要调零，并且保证在全部测量过程中仪表都放置在正确位置，以保证读数的正确性。在正确位置，以保证读数的正确性。 上一页上一页4. 联接 测量仪表接入电路时，应以尽量减少对原有电路的影响为原则。测量仪表接入电路时，应以尽量减少对原有电路的影响为原则。1.1.测量电压时测量电压时 若电路电阻较大，则应用高内阻电压表。若电压表若电路电阻较大，则应用高内阻电压表。若电压表已确定，则在保证允许误差的前提下选用较大的量程，因为在同一仪表已确定，则在保证允许误差的前提下选用较大的量程，因为在同一仪表中量程较大其内阻也相应增加，对电路影响就小。中量程较大其内阻也相应增加，对电路影响就小。2.2.测量电流时

25、测量电流时 若电路电阻很小，则应选用低内阻电流表。这在电路电若电路电阻很小，则应选用低内阻电流表。这在电路电阻与仪表内阻二者可以相比较（例如处于同一数量级或只差一个数量级）时阻与仪表内阻二者可以相比较（例如处于同一数量级或只差一个数量级）时显得特别重要，以便减少仪表接入误差。显得特别重要，以便减少仪表接入误差。3.3.仪表与被测量的联接仪表与被测量的联接 测量直流量必须把正、负端分辨清楚，测量直流量必须把正、负端分辨清楚，“+”端与电路正极性端相联接，端与电路正极性端相联接，“-”端与电路负极性端相联接，不能反接，以防端与电路负极性端相联接，不能反接，以防反偏而打坏指针。测量交流量应注意电路的

26、相线和零线，从保证仪表和人身反偏而打坏指针。测量交流量应注意电路的相线和零线，从保证仪表和人身的安全角度考虑联接方式。虽然从原理上说一般无极性要求，有时考虑的安全角度考虑联接方式。虽然从原理上说一般无极性要求，有时考虑到屏蔽和安全需要，通常把仪表黑端钮（公共端或用到屏蔽和安全需要，通常把仪表黑端钮（公共端或用“*”表示端）表示端）“*”与电路中性端（或地端）相连，而把红端钮（用表示端）与与电路中性端（或地端）相连，而把红端钮（用表示端）与电路相线端相连。电路相线端相连。 上一页上一页5. 仪表的读数方法 读取仪表的示值应在指针指示稳定时进行，若因电路原因造成读取仪表的示值应在指针指示稳定时进行

27、，若因电路原因造成指针振荡性指示，一般可以读取其平均值，若测量需要，应把其振幅指针振荡性指示，一般可以读取其平均值，若测量需要，应把其振幅量读出（即读出指针摆动范围）。为了得到正确的读数，在精度较高的量读出（即读出指针摆动范围）。为了得到正确的读数，在精度较高的仪表面板上设立了一个读数镜面，读数时应使视线置于实指针和镜中虚指仪表面板上设立了一个读数镜面，读数时应使视线置于实指针和镜中虚指针相重合的位置再读指示值，以保证读数的正确性，减少读数误差。针相重合的位置再读指示值，以保证读数的正确性，减少读数误差。6. 仪表的维护 各种仪表应在规定的正常工作条件下使用，即要求仪表的放置位置正常，各种仪表

28、应在规定的正常工作条件下使用，即要求仪表的放置位置正常，周围温度为周围温度为20，无外界电场和磁场（地磁场除外）的影响，用于工频的，无外界电场和磁场（地磁场除外）的影响，用于工频的仪表，电源频率应该是仪表，电源频率应该是50Hz正弦波。另外还应满足仪表本身规定的特殊条正弦波。另外还应满足仪表本身规定的特殊条件，例如恒温、防尘、防震等。以保证测量的准确度。件，例如恒温、防尘、防震等。以保证测量的准确度。 仪表在使用前应检查，注意端钮是否开裂、短接片是否可靠连接、外仪表在使用前应检查，注意端钮是否开裂、短接片是否可靠连接、外引线有无开断、指针有无卡涩现象等。仪表应定期进行准确度校验，保引线有无开断

29、、指针有无卡涩现象等。仪表应定期进行准确度校验，保证其测量性能。仪表不使用时，应在断电条件下存放。如表内有电池证其测量性能。仪表不使用时，应在断电条件下存放。如表内有电池时应将电池取出，防止电池漏液腐蚀机芯。精度越高的仪表，对时应将电池取出，防止电池漏液腐蚀机芯。精度越高的仪表，对存放环境条件的要求也越高。存放环境条件的要求也越高。上一页上一页3.2.3 3.2.3 常用电量的测量常用电量的测量 1. 1. 电流的测量电流的测量（1）直流电流的测量 测量直流电流一般用磁电式仪表。测量时电流表必须串联在电路中，测量直流电流一般用磁电式仪表。测量时电流表必须串联在电路中，因为电流表内阻很小，如果不

30、慎把电流表并接在负载两端，电流表将因流因为电流表内阻很小，如果不慎把电流表并接在负载两端，电流表将因流过很大的电流而烧毁。过很大的电流而烧毁。 由于测量时，电流表是串接在被测电路中的，为了减少对被测电路工作由于测量时，电流表是串接在被测电路中的，为了减少对被测电路工作状态的影响，要求电流表的内阻越小越好，否则将产生较大的测量误差。状态的影响，要求电流表的内阻越小越好，否则将产生较大的测量误差。 电流表表头允许流过的电流都很小，一般在几十电流表表头允许流过的电流都很小，一般在几十AA到几十到几十 mAmA范围内。范围内。测量大电流时都采用分流的方法，分流电阻有内附和外接两种。较大的分流测量大电流

31、时都采用分流的方法，分流电阻有内附和外接两种。较大的分流器采用外接方式。内附方式中，有些电流表的正端有好几个接线端钮，分器采用外接方式。内附方式中，有些电流表的正端有好几个接线端钮，分别用于测量不同量程的电流：也有些电流表采用插拨铜塞的方法选用量别用于测量不同量程的电流：也有些电流表采用插拨铜塞的方法选用量程，选用时要注意铜塞的位置。变换量程必须在仪表不通电的前提下程，选用时要注意铜塞的位置。变换量程必须在仪表不通电的前提下进行，以防烧坏电流表，也可以用一根短路线把电流表两接线端钮进行，以防烧坏电流表，也可以用一根短路线把电流表两接线端钮短接后再改变量程，操作完成后再去除短路线，然后再读取短接

32、后再改变量程，操作完成后再去除短路线，然后再读取测量值。测量值。 上一页上一页（2）交流电流的测量 测量交流电流一般用电磁式仪表，若进行精密测量时使用电动测量交流电流一般用电磁式仪表，若进行精密测量时使用电动式仪表。一般不采用并联分流器的方法，而是把固定线圈分成几段，用式仪表。一般不采用并联分流器的方法，而是把固定线圈分成几段，用线圈绕组的串并联方式来改变量程。当被测电流很大时，用电流互感器作线圈绕组的串并联方式来改变量程。当被测电流很大时，用电流互感器作电流变换，以此扩大电流表量程。电流表的端子分为零线端和相线（俗称电流变换，以此扩大电流表量程。电流表的端子分为零线端和相线（俗称火线）端。另

33、外由于电磁式或电动式仪表指针偏转角度与电流的平方成正比，火线）端。另外由于电磁式或电动式仪表指针偏转角度与电流的平方成正比，所以仪表面板刻度是不均匀的，只有当偏转角度较大时读数才较准确。所以仪表面板刻度是不均匀的，只有当偏转角度较大时读数才较准确。 用示波器也可以测量电流的波形。这时在被测电流支路中串入一个小电用示波器也可以测量电流的波形。这时在被测电流支路中串入一个小电阻，被测电流在该电阻上产生电压，用示滤器测量这个电压（如图阻，被测电流在该电阻上产生电压，用示滤器测量这个电压（如图1.3.4所所示），便得到电流的波形。示），便得到电流的波形。 图图1.3.4中串联电阻的选择应考虑下中串联电

34、阻的选择应考虑下列几方面：列几方面：R R 的值应足够小，当它串入的值应足够小，当它串入被测电路中时应对被测电路无影响；被测电路中时应对被测电路无影响；R R的值也不能过小，否则因被测电流的值也不能过小，否则因被测电流在在其上产生的电压太小会使示波器的光点其上产生的电压太小会使示波器的光点偏转太小，影响用示波器测量电流的准偏转太小，影响用示波器测量电流的准确度。确度。 图 1.3.4上一页上一页2. 2. 电压的测量电压的测量 测量直流电压时，常用磁电式电压表。测量交流电压时，常用测量直流电压时，常用磁电式电压表。测量交流电压时，常用电磁式电压表。在测量电压时，应把电压表并联在被测负载的两端。

35、电磁式电压表。在测量电压时，应把电压表并联在被测负载的两端。为了使电压表并入后不影响电路原来的工作状态，要求电压表的内阻远为了使电压表并入后不影响电路原来的工作状态，要求电压表的内阻远大于被测负载的电阻。一般测量机构本身的电阻不是很大，所以在电压表大于被测负载的电阻。一般测量机构本身的电阻不是很大，所以在电压表内串有阻值很大的附加电阻。特别是测量直流高压时都采用串接电阻的方法内串有阻值很大的附加电阻。特别是测量直流高压时都采用串接电阻的方法扩大量程。而测量交流高压时，一般通过电压互感器把电压降低后再测量。扩大量程。而测量交流高压时，一般通过电压互感器把电压降低后再测量。 测量电压的方法常用的有

36、电压表测量法和示波器测量法两种。测量电压的方法常用的有电压表测量法和示波器测量法两种。（1）电压表测量法 直接测量法。这种方法简便直观，是电压测量的最基本方法。即将电压表直接测量法。这种方法简便直观，是电压测量的最基本方法。即将电压表并接在被测电路两端，直接由电压表的读数确定测量结果（电压值）的测量并接在被测电路两端，直接由电压表的读数确定测量结果（电压值）的测量方法。用此法进行测量时，首先应根据被测电压的特点（如频率的高低，幅方法。用此法进行测量时，首先应根据被测电压的特点（如频率的高低，幅度的大小等）和被测电路的状态（如内阻的数值等）来选择合适的电度的大小等）和被测电路的状态（如内阻的数值

37、等）来选择合适的电压表。一般以电压表的使用频率范围，测量电压范围和输入阻抗的高压表。一般以电压表的使用频率范围，测量电压范围和输入阻抗的高低作为选择电压表的依据。低作为选择电压表的依据。 上一页上一页其基本要求是：l 输入阻抗高。在测量电压时，电压表并联在被测电路输入阻抗高。在测量电压时，电压表并联在被测电路两端。因此，为了减小测量仪表对被测电路的影响，要求电压两端。因此，为了减小测量仪表对被测电路的影响，要求电压表的输入阻抗应尽可能高些。表的输入阻抗应尽可能高些。l 测量交流电压时，要注意电压表适用的频率范围，所测电压测量交流电压时，要注意电压表适用的频率范围，所测电压的频率应与这个频率范围

38、相适应。一般交流电表，如万用表的交流的频率应与这个频率范围相适应。一般交流电表，如万用表的交流档只适宜于测几十赫到几十千赫的交流电压，毫伏表能测档只适宜于测几十赫到几十千赫的交流电压，毫伏表能测1 1赫到赫到2 2兆兆赫的交流电压。赫的交流电压。l 要有较高的精度。指针式仪表的精度按引用误差分成要有较高的精度。指针式仪表的精度按引用误差分成0.050.05、0.10.1、0.20.2、0.50.5、1.51.5、2.52.5、5.05.0等几个等级。在电压测量中，直流等几个等级。在电压测量中，直流电压的测量精度一般比交流电压的测量精度高，通常在较高精度电压的测量精度一般比交流电压的测量精度高，

39、通常在较高精度的电压测量中，采用数字式电压表。的电压测量中，采用数字式电压表。 上一页上一页 补偿法。用这种方法测量电压时补偿法。用这种方法测量电压时,可以消除电压表内阻对测可以消除电压表内阻对测量结果的影响。测量线路如图量结果的影响。测量线路如图1.3.5所示。所示。 图图1.3.5中中R两端的电压是待测的。电压表两端的电压是待测的。电压表V的内阻不够高时，会的内阻不够高时，会给电压的测量带来误差。如按图给电压的测量带来误差。如按图1.3.5接入内阻很低的稳压电源，尽管电接入内阻很低的稳压电源，尽管电压表的内阻不够高，用它来测量稳压电源的输出电压压表的内阻不够高，用它来测量稳压电源的输出电压

40、UW，是不会有问题的。，是不会有问题的。 为了确定为了确定R两端的电压，先调两端的电压，先调UW使之与使之与UR接近，然后在接近，然后在ab间接入灵敏间接入灵敏度高的电压表度高的电压表V 。调。调UW使使V的指示为零，这时的指示为零，这时UR=UW；电压表；电压表V的读数，的读数，就是就是UR的值。由以上分析可见，当电压表的值。由以上分析可见，当电压表V的指示为零时，测量电路不从的指示为零时，测量电路不从被测电路中吸取电流，所以对被测电路无影响。被测电路中吸取电流，所以对被测电路无影响。 图1.3.5上一页上一页（2）示波器测量法 用示波器测量电压最主要的特点是能够正确地测定波形的峰值用示波器

41、测量电压最主要的特点是能够正确地测定波形的峰值及波形各部分的大小，因此在需要测量某些非正弦波形的峰值或某部及波形各部分的大小，因此在需要测量某些非正弦波形的峰值或某部分波形的大小时，就必须用示波器进行测量了。下面主要介绍标尺法。分波形的大小时，就必须用示波器进行测量了。下面主要介绍标尺法。 双踪示波器使用前，首先要用校准信号校准各档灵敏度，然后，将被双踪示波器使用前，首先要用校准信号校准各档灵敏度，然后，将被测信号接入测信号接入Y Y输入端，从示波器荧光屏上直接读出被测电压波形的高度输入端，从示波器荧光屏上直接读出被测电压波形的高度（格数），则被测电压幅值（格数），则被测电压幅值= =灵敏度（

42、灵敏度（V/DIVV/DIV数）数）高度（高度（DIVDIV）。）。 这种方法存在因这种方法存在因Y Y 轴放大器增益的不稳定所产生的测量误差。轴放大器增益的不稳定所产生的测量误差。 用示波器测幅值时要注意的是，被测信号必须从直流输入端接入，否用示波器测幅值时要注意的是，被测信号必须从直流输入端接入，否则将会造成信号的直流成分被滤去，只剩下交流成分，而使结果不符合实则将会造成信号的直流成分被滤去，只剩下交流成分，而使结果不符合实际值。际值。 3. 3. 功率的测量功率的测量 （1）直流电路和单相交流电路功率的测量 在直流电路中，功率在直流电路中，功率P=UIP=UI，直流电路和电阻负载（，直流

43、电路和电阻负载（ cos=1 cos=1 ）的单）的单相交流电路，可以直接用伏特表和安培表测出电压和电流，两者相乘相交流电路，可以直接用伏特表和安培表测出电压和电流，两者相乘即得出功率值，但应考虑伏特表和安培表的接法，以减小误差，必即得出功率值，但应考虑伏特表和安培表的接法，以减小误差，必要时应根据表的内阻，将测量结果加以修正，以消除误差。要时应根据表的内阻，将测量结果加以修正，以消除误差。上一页上一页 在单相交流电路中，在单相交流电路中，P=UIcosP=UIcos，因此功率表上有，因此功率表上有4个端钮，个端钮，其中电压端钮应并接在负载两端以反映电压，而电流端钮应串联在其中电压端钮应并接在

44、负载两端以反映电压，而电流端钮应串联在负载回路中以反映电流，功率表表面按功率值来刻度。负载回路中以反映电流，功率表表面按功率值来刻度。 功率表的接线规则。功率表系电动式仪表也称为瓦特表，指针转矩功率表的接线规则。功率表系电动式仪表也称为瓦特表，指针转矩方向与两线圈的电流方向有关，因此要规定一个能使指针正向偏转的方向与两线圈的电流方向有关，因此要规定一个能使指针正向偏转的“对对应端应端”。表盘上标记。表盘上标记“*”（或（或“”）的端钮分别称为电流线圈和电压线圈）的端钮分别称为电流线圈和电压线圈的的发电机端（即对应端）。接线时要使两线圈的发电机端（即对应端）。接线时要使两线圈的“对应端对应端”接

45、在电源的同一极接在电源的同一极性上，使功率表指针作正向偏转（功率表接入电路的方法如图性上，使功率表指针作正向偏转（功率表接入电路的方法如图1.3.6所示，所示，图例中电流量程选择图例中电流量程选择1A，电压量程选择，电压量程选择300V）。）。 图1.3.6上一页上一页 按此规定功率表的正确接线有两种方式，如图按此规定功率表的正确接线有两种方式，如图1.3.71.3.7（a a）、）、（b b）所示，图中）所示，图中R Rd d为与电压线圈串联的附加电阻。除此之外的接为与电压线圈串联的附加电阻。除此之外的接线方式都是错误的，可能造成指针反偏或不能读出功率。在一般情况线方式都是错误的，可能造成指

46、针反偏或不能读出功率。在一般情况下，考虑到电流线圈的功耗比电压线路的功耗小，如果负载电阻较大，下，考虑到电流线圈的功耗比电压线路的功耗小，如果负载电阻较大，可略去电流线圈的功耗不计，这时采用电压线圈接电源端（见图可略去电流线圈的功耗不计，这时采用电压线圈接电源端（见图1.3.71.3.7（a a）的接线方式较好。在精密测量时，或电源本身的功率不大而仪表的损耗不能的接线方式较好。在精密测量时，或电源本身的功率不大而仪表的损耗不能忽略时，则功率表的读数中应引入校正值，即从读数中减去仪表本身的消耗忽略时，则功率表的读数中应引入校正值，即从读数中减去仪表本身的消耗功率。此时采用电压线圈接负载端（见图功

47、率。此时采用电压线圈接负载端（见图1.3.71.3.7（b b）的方式较好。）的方式较好。 图1.3.7上一页上一页 功率测量量程的选择。选择功率表的量程应根据所测功率测量量程的选择。选择功率表的量程应根据所测负载的电压和电流的最大值，来分别选择电压量程和电流量负载的电压和电流的最大值，来分别选择电压量程和电流量程。通常功率表有二个电流量程和三个电压量程，功率表是否程。通常功率表有二个电流量程和三个电压量程，功率表是否过载，不能仅仅根据表的指针是否超过满偏转来确定。因为当功过载，不能仅仅根据表的指针是否超过满偏转来确定。因为当功率表的电流线圈没有电流时，即使电压线圈已经过载而将要烧坏，率表的电

48、流线圈没有电流时，即使电压线圈已经过载而将要烧坏，功率表的读数却仍然是零；反之亦然。所以，必须保证功率表的电功率表的读数却仍然是零；反之亦然。所以，必须保证功率表的电流线圈和电压线圈都不过载。一定要使电压量程能承受负载电压，流线圈和电压线圈都不过载。一定要使电压量程能承受负载电压，电流量程大于负载电流，不能只考虑功率大小。当功率因数很低时，电流量程大于负载电流，不能只考虑功率大小。当功率因数很低时，即使电压和电流均达到额定值，根据即使电压和电流均达到额定值，根据 P=UIcosP=UIcos ，这时功率也不，这时功率也不能达到额定值。可见功率表量程的选择，实则是选择电压和电流能达到额定值。可见

49、功率表量程的选择，实则是选择电压和电流的额定值。在实际测量中，还应接入电流表和电压表，以监视的额定值。在实际测量中，还应接入电流表和电压表，以监视负载电流和电压不超过功率表的额定电压和额定电流值。负载电流和电压不超过功率表的额定电压和额定电流值。上一页上一页 功率表的读数方法。在多量程功率表中，刻度盘上只有一条功率表的读数方法。在多量程功率表中，刻度盘上只有一条标尺，它不标瓦特数，只标出分格数。因此，被测功率须按下式换标尺，它不标瓦特数，只标出分格数。因此，被测功率须按下式换算得出算得出 ： P = C 式中式中P 为被测功率，单位为瓦特（为被测功率，单位为瓦特（W）；）； C 为电表功率常数

50、，单位为电表功率常数，单位为瓦为瓦/格；格；为电表偏转指示格数。为电表偏转指示格数。普通功率表的功率常数为：普通功率表的功率常数为： 式中，式中，U UN N 为电压线圈额定量程，为电压线圈额定量程，I IN N 为电流线圈额定量程，为电流线圈额定量程，m m 为标尺满刻为标尺满刻度总格数。度总格数。 低功率因数功率表的功率常数为：低功率因数功率表的功率常数为： 式中，式中，coscosN N 为电表额定功率因数，在电表刻度盘上标出。为电表额定功率因数，在电表刻度盘上标出。测量交流低功率因数负载功率时，应采用低功率因数功率表。测量交流低功率因数负载功率时，应采用低功率因数功率表。 上一页上一页

51、（2）三相功率的测量 一表法测三相对称负载功率。在对称三相负载系统中，可用一只一表法测三相对称负载功率。在对称三相负载系统中，可用一只功率表测量其中一相负载功率，三相功率等于功率表读数乘功率表测量其中一相负载功率，三相功率等于功率表读数乘3。 二表法测三相三线制的功率。二表法适用于三相三线制，不论对称与二表法测三相三线制的功率。二表法适用于三相三线制，不论对称与否都可以使用，其接线方法如图否都可以使用，其接线方法如图1.3.8（a）所示。其特点是两功率表的电）所示。其特点是两功率表的电流线圈串入任意两根传输导线（流线圈串入任意两根传输导线（“*”或或“”端接电源侧），电压线圈的对端接电源侧），

52、电压线圈的对应端与电流线圈相连接，电压线圈的另一端应与没有电流线圈串入的那根传应端与电流线圈相连接，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。输线相接。 图1.3.8上一页上一页 可以证明两只功率表读数可以证明两只功率表读数 P P1 1、P P2 2 之和恰好等于三相交流之和恰好等于三相交流总功率。设负载为星形无中线，接线方式如图总功率。设负载为星形无中线，接线方式如图1.3.8（a），每只功），每只功率表所测电压为线电压，电流为线电流，功率表读数为：率表所测电压为线电压，电流为线电流，功率表读数为： P P1 1 = U= UAC AC I IA A coscos1 1 P P

53、2 2 = U= UBC BC I IB B coscos2 2其中：其中： 1 1 为线电压为线电压U UAC AC 与线电流与线电流I IA A 的相位差角的相位差角, , 2 2 为线电压为线电压U UBC BC 与线电与线电流流I IB B 的相位差角。的相位差角。 P = PP = P1 1 + P+ P2 2 上式也说明只要是三相三线制，不论负载是否对称，三相总功率都可以上式也说明只要是三相三线制，不论负载是否对称，三相总功率都可以用二表法测得，其值为两表读数的代数和。用二表法测得，其值为两表读数的代数和。 上一页上一页 当电路对称时，利用电压和电流的相量图可得出：当电路对称时，利

54、用电压和电流的相量图可得出： P P1 1 = U= UAB AB I IA A coscos（ + 30 + 30） P P2 2 = U= UCB CB I IC C coscos（ - 30 - 30） 式中式中 为相电压与相电流之间的夹角。可知在电路对称情况为相电压与相电流之间的夹角。可知在电路对称情况下，两只瓦特表的读数与功率因数有着一定的关系，下面研究几种下，两只瓦特表的读数与功率因数有着一定的关系，下面研究几种特殊情况，特殊情况， 当负载为纯电阻性，即当负载为纯电阻性，即 = = 0 0 时时， 有有 P P1 1 = P = P2 2 。 当当 = = 6060时，时， P P

55、1 1 = = 0 0 ； = - = - 6060时，时， P P2 2 = = 0 0 。 当负载的功率因数低于当负载的功率因数低于0.5时，即时，即 6060时，将有一只瓦特时，将有一只瓦特表的平均转矩为负值，则指针反偏。在这种情况下，为了读出瓦特表的平均转矩为负值，则指针反偏。在这种情况下，为了读出瓦特表的指示，应将倒转的瓦特表的电流线圈两端对调，但得到的读表的指示，应将倒转的瓦特表的电流线圈两端对调，但得到的读数应取负值，这时三相总功率等于两个瓦特表读数的代数和。数应取负值，这时三相总功率等于两个瓦特表读数的代数和。 上一页上一页4. 4. 电能的测量电能的测量 电能的测量通常用感应

56、式电度表。对于单相负载用单相电能的测量通常用感应式电度表。对于单相负载用单相电度表，对于三相负载用三相电度表。电度表，对于三相负载用三相电度表。（1）单相电度表 单相电度表的工作原理见感应式仪表，其正确接线如图单相电度表的工作原理见感应式仪表，其正确接线如图1.3.91.3.9所示。所示。 配线时应采取进线端接电源端，出线端接负载端，电流线圈应配线时应采取进线端接电源端，出线端接负载端，电流线圈应接于火线，而不要接零线。单相电度表的使用，首先是正确选择额接于火线，而不要接零线。单相电度表的使用，首先是正确选择额定电压、额定电流和准确度，额定电压应与负载额定电压相符。额定电压、额定电流和准确度，

57、额定电压应与负载额定电压相符。额定电流应大于或等于负载最大电流，准确度分为定电流应大于或等于负载最大电流，准确度分为0.50.5级、级、1.01.0级、级、2.02.0级和级和3.03.0级。级。 （2） 三相有功电度表 三相电力系统多采用三相电度表。有二表法和三表法之分，三相电力系统多采用三相电度表。有二表法和三表法之分，基本结构与单相电度表相同，但铝盘装在一个公用转轴上，用基本结构与单相电度表相同，但铝盘装在一个公用转轴上，用一个计算机构（计数器）读出三相总电能。一个计算机构（计数器）读出三相总电能。 上一页上一页 二元件三相电度表用于三相三线制电能的测量，它的二元件三相电度表用于三相三线

58、制电能的测量，它的原理和二表法测功率相同，接线图如图原理和二表法测功率相同，接线图如图1.3.101.3.10所示。在三相所示。在三相系统中大多数电能测量采用这种方式。系统中大多数电能测量采用这种方式。 图1.3.9 图1.3.10 三元件三相电度表用于三相四线制电能的测量，它三元件三相电度表用于三相四线制电能的测量，它的原理与三表法测功率相同，在此不再赘述。的原理与三表法测功率相同，在此不再赘述。 上一页上一页3.3 3.3 常用电子仪器选择与使用常用电子仪器选择与使用 3.3.1 3.3.1 常用的电子仪器常用的电子仪器 在实验实践中，测试相关的电参数及分析电子电路的静态和动在实验实践中，

59、测试相关的电参数及分析电子电路的静态和动态的工作情况时，常用的电子仪器有：直流稳压电源、示波器、低频态的工作情况时，常用的电子仪器有：直流稳压电源、示波器、低频信号发生器、晶体管毫伏表、数字式或指针式万用表、晶体管特性分析信号发生器、晶体管毫伏表、数字式或指针式万用表、晶体管特性分析仪等。它们分别可用于电路的各参数的测量。仪等。它们分别可用于电路的各参数的测量。 各仪表的功能如下。各仪表的功能如下。（1）直流稳压电源：直流稳压电源是把交流电源转换成直流电源的装置，）直流稳压电源：直流稳压电源是把交流电源转换成直流电源的装置，在实训中可为电子电路提供工作电源。在实训中可为电子电路提供工作电源。（

60、2）示波器：可用来观察电路中各测试点的波形，监测电路的工作情况，）示波器：可用来观察电路中各测试点的波形，监测电路的工作情况，也可用于测量小信号的周期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等。也可用于测量小信号的周期、幅度、相位差及观察电路的特性曲线等。（3）低频信号发生器（或函数信号发生器）：为测量电路提供各种频率、）低频信号发生器（或函数信号发生器）：为测量电路提供各种频率、幅度、及波形的输入信号。幅度、及波形的输入信号。（4）晶体管毫伏表：用于测量电路的输入、输出信号的有效值。）晶体管毫伏表：用于测量电路的输入、输出信号的有效值。（5）数字式或指针式万用表：一般用于测量电路的静态工作点和直）