北京交通大学电子一电工讲课用13测量1

1、 次次 序序被测量的种类被测量的种类 仪表名称仪表名称 符符 号号 电流表电流表 毫安表毫安表 电压表电压表 千伏表千伏表 功率表功率表 千瓦表千瓦表 电度表电度表 相位表相位表 频率表频率表 欧姆表欧姆表 兆欧表兆欧表1 电电 流流2 电电 压压3 电功率电功率4 电电 能能5 相位差相位差 6 频频 率率7 电电 阻阻AmAmAVkVkVWkWkWf M MkWhkWh型型 式式符符 号号被测量的种类被测量的种类磁电式磁电式整流式整流式电磁式电磁式电动式电动式电流的种类与频率电流的种类与频率电流、电压、电流、电压、电阻电阻电流、电压电流、电压电流、电压电流、电压电流、电压、电电流、电压、电

2、功率、功率因数、功率、功率因数、电能量电能量直直 流流工频和较高频率的交工频和较高频率的交流流直流和工频交流直流和工频交流直流及工频与较高频直流及工频与较高频率的交流率的交流 100%m AA 最大基本误差最大基本误差仪表的最大量程（满标值）仪表的最大量程（满标值） 1.25V502.5% mUU 12.5%100%101.2510 3.1%100%401.2540 在选用仪表在选用仪表的量程时，一的量程时，一般应使被测量般应使被测量的值超过仪表的值超过仪表满标值的一半满标值的一半以上。以上。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相交流三相交流仪

3、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 直读式仪表测量各种电量的基本原理直读式仪表测量各种电量的基本原理 利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部分利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部分受到转矩而发生转动。转动转矩与通入的电流之间有受到转矩而发生转动。转动转矩与通入的电流之间有T = f ( I )1 1）产生转动转矩）产生转动转矩 T T 的部分的部分 使仪表可动部分受到转矩而发生转动。使仪表可动部分受到转矩而发生转动。3 3）阻尼器）阻尼器 能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部能产生制动力

4、（阻尼力）的装置，使仪表可动部分能迅速静止在平衡位置。分能迅速静止在平衡位置。直读式仪表的基本组成部分直读式仪表的基本组成部分2 2）产生阻转矩）产生阻转矩TC TC 的部分的部分 当阻转矩当阻转矩TCTC等于转动转矩等于转动转矩T T 时，仪表可动部分时，仪表可动部分平衡在一定的位置。平衡在一定的位置。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OO线圈线圈 线圈通入电流线圈通入电流 I I 电磁力电磁力 F 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 I 电磁力电磁力 F F 线圈受到转矩线圈受到转矩 T T 线圈和

5、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T T与线圈受到的转矩与线圈受到的转矩TCTC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 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；阻尼强；消耗刻度均匀；灵敏度和准确度高；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、

6、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TCTC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 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 I 磁场磁场 线圈通入电流

7、线圈通入电流 I I 磁场磁场 固定和可动铁片均被固定和可动铁片均被磁化磁化( (同一端的极性是相同的同一端的极性是相同的) ) 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；可用于交直流；能测量较构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量较大的电流；允许较大的过载。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流刻度不均匀；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。（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

8、定线圈可动线圈可动线圈 产生阻尼力产生阻尼力 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 ( i1 ) I1 ( i1 ) 磁场磁场 可动线圈中的电流可动线圈中的电流 I2 ( i2 ) I2 ( i2 )与磁场相互作用与磁场相互作用电磁力电磁力 F F 线圈受到转矩线圈受到转矩 T 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通入直流时，通入直流时，T=k1I1I2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TCTC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 T = TC 时，可动部分停

9、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) )的乘积成正比。的乘积成正比。 仪表的转动转矩仪表的转动转矩 通入直流时，通入直流时，T=k1I1I2 = kI1I2 （直流）（直流） = kI1I2 cos （交流）（交流）4. 优点：可用于交直流；准确度较高。优点：可用于交直流；准确度较高。 缺点：受外界磁场影响大；不能承受较大过载。缺点：受外界磁场影响大；不能承受较大过载。3. 用途用途 测量交直流电压、电流及功率。测量交直流电压、电流及功率。IRRRIA000 IRRRI

10、A0A0 100A IIRR1 :00A IIRR解解0.100510.005120 0V00RRRUU 0V00RRRUU 1)(00V UURR1)( :00V UURR解解10k1)50300(2000 零欧姆零欧姆调整调整机械零机械零位调整位调整200100504030201050100200300400500246810101522A-V-010V-dB-10V.mA10V+dB+50010 100500255110k1k10010150550500500100VAmAV转换开关转换开关 DT-830 DT-830型万用表的面板图型万用表的面板图POWEROFF ONBEChFE晶体

11、管晶体管插孔插孔显示器电源开关电源开关转换开关转换开关输入输入插座插座hFEDCAVACACADCV10AmACOMV213 cos21IkI UIcosk Pk AZiABZCZiBiC TIUtiuTP0AACAAC1 cosd1AZiABZCZiBiC TIUtiuTP0BBCBBC2 cosd1AUCUBIAICIBUACUBCU cosIUll3 *ABC 三相功率表的连接图三相功率表的连接图兆欧表构造示意图兆欧表构造示意图10001000500500200200100100303010100 0F2NSUI2RxRI1+ +- -MF2IF1F1永永久久磁磁铁铁磁场是不磁场是不均匀

12、的均匀的RRUI11xRRUI2210001000500500200200100100303010100 0F2NSUI2RxRI1+ +- -MF2IF1F1)( 21IIf 或或)()()(3112221ffkfkII RRRRIIx1221)()()(1221xxRfRRRRfIIf342RRRRx42RR3R2004) 1j() 1j(RCRRCRxx 042RRRRx024CCCCx 被测电容器被测电容器被测电感元件被测电感元件)C 1)( (0032 jRLjRRRxx 20020032)(1)(CRCRRRRx 200032)(1CRCRRLx 电阻丝电阻丝特殊胶水特殊胶水薄纸片薄纸片被测试件被测试件 RR ll llRRk 即即0UUURRRRRRRRU)(432132410URRRRRRRRRRRU )(432113241410URR