第二章 电工测量指示仪表的一般知识

1、第二章第二章电测量指示仪表的一般知识电测量指示仪表的一般知识第二章电测量指示仪表的一般知识第二章电测量指示仪表的一般知识主要内容主要内容分类和型号分类和型号基本结构及工作原理基本结构及工作原理主要技术要求主要技术要求表面标记表面标记使用方法使用方法第一节电测量指示仪表分类和型号第一节电测量指示仪表分类和型号 电测量指示仪表电测量指示仪表 测量电量的指示仪表测量电量的指示仪表 功能功能 直接测量电量：电流、电压、功率、相位、频率、直接测量电量：电流、电压、功率、相位、频率、电阻、电感等电阻、电感等 间接测量非电量：温度、湿度、速度、压力等间接测量非电量：温度、湿度、速度、压力等 电测量指示仪表的

2、分类电测量指示仪表的分类 据仪表的工作原理：据仪表的工作原理：磁电系电磁系电动系整流系感应系热电系电子系第一节电测量指示仪表分类和型号第一节电测量指示仪表分类和型号 据被测量的特征据被测量的特征 据被测量的性质据被测量的性质 按仪表的使用方法按仪表的使用方法电流表电压表功率表欧姆表电度表频率表相位表万用表直流仪表交流仪表直交流两用仪表安装式仪表便携式仪表第一节电测量指示仪表分类和型号第一节电测量指示仪表分类和型号 按仪表的准确度等级按仪表的准确度等级七七个等级个等级 按仪表对外电磁场的防御能力按仪表对外电磁场的防御能力四四个等级个等级 防御能力最强，附加误差最小防御能力最强，附加误差最小 按仪

3、表使用条件分为按仪表使用条件分为A、B、C3组组按仪表工作温度按仪表工作温度A组：组：040 B组：组：- 2050 C组：组：- 40600.10.20.51.01.52.05.0第一节电测量指示仪表分类和型号第一节电测量指示仪表分类和型号 电测量指示仪表的型号电测量指示仪表的型号安装式安装式用途号（国际通用符号）设计序号（数字）系列代号形状第二位代号形状第一位代号仪表面板、外壳尺寸编仪表工作原理系列磁电系磁电系C电磁系电磁系T电动系电动系D感应系感应系G整流系整流系L静电系静电系Q第一节电测量指示仪表分类和型号第一节电测量指示仪表分类和型号 说明说明 型号按规定的标准编写型号按规定的标准编

4、写 为区别各类仪表，再加一个类别号为区别各类仪表，再加一个类别号电度表电度表D电桥电桥Q数字用表数字用表P便携式便携式用途号（国际通用符号）设计序号（数字）组别号仪表工作原理系列第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理 基本组成基本组成指示仪表测量机构测量线路作用：将被测电量变换成仪表可动部分的偏转角位移作用：将被测电量变换成仪表可动部分的偏转角位移第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理 测量机构的基本工作性能测量机构的基本工作性能测量机构测量机构：接受被测量后能够产生转动的机构：接受被测量后能够产生转动的机构测量机构可动部分固定部分指示器光标式指针式第二节基本结构及工作原理

5、第二节基本结构及工作原理 产生转动力矩产生转动力矩测量机构可动部分转动力矩指示器转动电磁场相互作用磁电系仪表固定永久磁铁通有直流电流的可动线圈电磁系仪表通有电流的固定线圈可动铁片第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理 转动力矩大小：转动力矩大小：电动系仪表通有电流的固定线圈通有电流的可动线圈感应系仪表通有交流电流的固定线圈可动铝盘中所感应的电流x,FM1转动力矩被测量可动部分的偏转角位移第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理 产生反作用力矩产生反作用力矩反作用力矩：反作用力矩：与转动力矩方向相反与转动力矩方向相反测量机构可动部分转动力矩指示器转动总是偏转怎么办？反作用力矩

6、2FM 转动力矩与反作用力矩相等，方向相反被测量大小第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理产生方式产生方式 利用机械力具有机构反作用力的仪表利用机械力具有机构反作用力的仪表变形后的恢复原状的力：弹力、扭力变形后的恢复原状的力：弹力、扭力 利用电磁力流比结构式仪表利用电磁力流比结构式仪表 如：比率表如：比率表 利用磁场中导体的涡流利用磁场中导体的涡流如：感应系仪表如：感应系仪表第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理 产生阻尼力矩产生阻尼力矩阻尼力矩：阻尼力矩： 与运动方向相反，大小与运动速度有关的力矩与运动方向相反，大小与运动速度有关的力矩 只影响可动部分的运动过程，而不影响

7、转动力矩和反只影响可动部分的运动过程，而不影响转动力矩和反作用力矩的平衡关系作用力矩的平衡关系指示器摆动指示器静止在某位置转动力矩与反作用力矩相等无法读数理想状态惯性存在阻尼器第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理常用阻尼器：常用阻尼器： 空气阻尼器空气阻尼器阻尼片受空气阻力作用产生阻尼片受空气阻力作用产生 磁感应阻尼器磁感应阻尼器阻尼片切割磁铁的磁力线产生阻尼片切割磁铁的磁力线产生xy第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理 测量线路测量线路测量机构测量线路（测量变换器）中间量偏转角位移被测量所起作用？测量机构电流电压两电流乘积前提：电量在一定范围其它电量被测量过大过小变换

8、装置第二节基本结构及工作原理第二节基本结构及工作原理通过测量线路通过测量线路作用于测量机构作用于测量机构 xy xfyf取决于测量线路的性质取决于测量机构的结构单值第三节主要技术要求第三节主要技术要求 主要考虑的技术指标主要考虑的技术指标 准确度准确度 灵敏度灵敏度 稳定性稳定性 可靠性可靠性 仪表的功率损耗仪表的功率损耗 读数装置读数装置 过载能力过载能力 绝缘强度绝缘强度第三节主要技术要求第三节主要技术要求 足够的准确度足够的准确度仪表最大基本误差仪表最大基本误差准确度等级准确度等级 合适的灵敏度合适的灵敏度 灵敏度灵敏度 仪表的标度尺均匀仪表的标度尺均匀xSmmAS量限最大偏转角位移灵敏

9、度与偏转角位移无关灵敏度与偏转角位移无关第三节主要技术要求第三节主要技术要求 仪表常数仪表常数仪表标度尺均匀：仪表标度尺均匀： 仪表的分辨能力：仪表的分辨能力：仪表灵敏度反映了仪表能测量的最小被测量仪表灵敏度反映了仪表能测量的最小被测量S1CmmAC每偏转一小格所代表的每偏转一小格所代表的被测量的数值被测量的数值第三节主要技术要求第三节主要技术要求 稳定性和可靠性好稳定性和可靠性好 误差随时间变动及受外界条件的影响小误差随时间变动及受外界条件的影响小 仪表的功率损耗小仪表的功率损耗小 良好的读数装置良好的读数装置 标尺尽可能均匀刻度标尺尽可能均匀刻度 不均匀的刻度，标有黑圆点（有效工作部分起点

10、）不均匀的刻度，标有黑圆点（有效工作部分起点）使用仪表消耗电能产生热能附加误差改变工作状态方法误差功耗过大第三节主要技术要求第三节主要技术要求 足够的过载能力足够的过载能力 过载：被测量（负载）超过仪表量限（额定值）过载：被测量（负载）超过仪表量限（额定值） 足够的绝缘强度足够的绝缘强度 足够大的绝缘电阻足够大的绝缘电阻 承受的试验电压高于承受的试验电压高于22.5倍额定电压值，不低于倍额定电压值，不低于600V负载超过额定值，并延时温度升高仪表损坏热过载或延时过载第四章电测量指示仪表的表面标记第四章电测量指示仪表的表面标记 常用的电测量指示仪表的表面标记符号常用的电测量指示仪表的表面标记符号

11、书上表书上表4-1（8种类型）种类型） 可查阅国标可查阅国标GB7676-87第五节正确使用第五节正确使用 合理选择仪表合理选择仪表 根据被测量的性质选择仪表的类型根据被测量的性质选择仪表的类型被测量频率范围直流电交流电直流仪表交流仪表正弦交流电非正弦交流电有效值有效值交流电流（电压）表平均值最大值电磁或电动系电流（电压）表整流系表峰值表第五节正确使用第五节正确使用 根据测量要求选择仪表的准确度等级根据测量要求选择仪表的准确度等级 仪表的选择与其它条件配合仪表的选择与其它条件配合 一般原则一般原则0.1-0.2级标准表及精确测量0.5-1.5级实验室测量1.0-5.0级工业测量第五节正确使用第

12、五节正确使用例：用两只电压表测量实际值为例：用两只电压表测量实际值为40V的电压。一只准确度等级的电压。一只准确度等级为为0.5，量限为，量限为100V的电压表，另一只准确度等级为的电压表，另一只准确度等级为1.0，量，量限为限为50V的电压表。的电压表。求：两只电压表分别测量时可能产生的最大相对误差？求：两只电压表分别测量时可能产生的最大相对误差？解：用解：用0.5级电压表测量时，最大绝对误差为：级电压表测量时，最大绝对误差为： 产生的最大相对误差为：产生的最大相对误差为：V5 . 0100%5 . 0Axm1n1max1m%25. 1%100405 . 0%100Ax0m1n1第五节正确使

13、用第五节正确使用用用1.0级电压表测量时，最大绝对误差为：级电压表测量时，最大绝对误差为： 产生的最大相对误差为：产生的最大相对误差为：结论：结论：1、不能认为准确度等级高的仪表一定比准确度低的仪、不能认为准确度等级高的仪表一定比准确度低的仪表测量更准确表测量更准确2、被测量值、被测量值A0越接近仪表的量限时，相对误差就越小越接近仪表的量限时，相对误差就越小V5 . 050%00. 1Axm2n2max2m%25. 1%100405 . 0%100Ax0m2n2仪表量限的选择对测量的准确度有关选择量限时，应使被测量值A0超过量限的2/3以上第五节正确使用第五节正确使用 根据被测量的大小选用适当

14、量限的仪表根据被测量的大小选用适当量限的仪表依据电源、连接方式、参数变化，估计被测量的最大依据电源、连接方式、参数变化，估计被测量的最大数值，然后量限选为该最大值的数值，然后量限选为该最大值的1.2-1.5倍倍 根据被测量对象的阻抗大小选择仪表的内阻根据被测量对象的阻抗大小选择仪表的内阻问题：问题：测量负载电阻测量负载电阻RL两端两端的电压时，当接入电的电压时，当接入电压表时，出现的问题？压表时，出现的问题？+_UsR0RL第五节正确使用第五节正确使用 情况一：假设情况一：假设Us180V,R0=RL=20k，电压表内阻为，电压表内阻为Rv=20k，量限为，量限为100V。接入前：接入前：接入

15、后：接入后：RL与与Rv相当于并联，等效电阻为：相当于并联，等效电阻为：电阻电阻RL两端电压为：两端电压为：V90URRRUsL0LRLk10RRRRLVLVV603Us第五节正确使用第五节正确使用 情况二：选用内阻为情况二：选用内阻为Rv200k，量限为，量限为100V的电压表的电压表则则RL两端的电压为两端的电压为89.55V结论：结论：1、电压表的内阻越大越好、电压表的内阻越大越好电压表内阻电压表内阻Rv100RL（与电压表并联的被测对象总电（与电压表并联的被测对象总电阻），可略去内阻的影响阻），可略去内阻的影响2、电流表的内阻越小越好、电流表的内阻越小越好电流表内阻电流表内阻RA1/100RL（与电流表串联的总电阻），（与电流表串联的总电阻），可略去内阻的影响）可略去内阻的影响）第五节正确使用第五节正确使用 根据使用场所及工作条件选择仪表根据使用场所及工作条件选择仪表 外界环境条件要考虑外界环境条件要考