电工仪表与测量第一章课件

1、第一章1.掌握电工仪表的型号；2.掌握电工仪表的组成和作用。1.熟练掌握电工测量方法；2.正确地选择和使用电工仪表；3.掌握电工仪表的保养方法。1.直接测量法2.间接测量法3.比较测量法一、电工仪表的分类二、电工仪表的型号三、电工仪表的标志一、仪表的误差二、误差的表示方法第一章一、足够的准确度二、合适的灵敏度三、良好的读数装置和阻尼装置四、仪表的变差小五、仪表本身的功率消耗要尽量小六、受外界的条件影响小七、有一定的过载能力和足够的绝缘强度一、测量误差的分类及产生原因二、减小测量误差的有效方法一、电工指示仪表的组成二、测量机构的工作原理一、电工仪表的合理选择二、电工仪表的正确使用第一章三、电工仪

2、表的维护与保养3.掌握电工仪表的保养方法。表1-1常用的电工测量单位名称与符号单位符号单位符号单位符号千安kA千瓦kW千欧k安培A瓦特W欧姆毫安mA兆乏Mvar毫欧m微安A千乏kvar微欧千伏kV乏尔var法拉F伏特V兆赫MHz微法F毫伏mV千赫kHz皮法pF微伏V赫兹Hz亨利H兆瓦MW兆欧M毫亨mH3.掌握电工仪表的保养方法。图1-1直接测量法2.间接测量法图1-2间接测量法3.比较测量法(1) 零值法在测量过程中，用改变标准量趋近被测量，当两者的差值为零时，来读取标准量即为被测量的方法，叫做零值法。(2) 差值法与上述零值法的测量过程相类似，但却是通过被测量与标准量的差值，来确定被测量值的

3、测量方法，叫做差值法。(3) 代替法在测量过程中，将被测量与标准量分别接入同一测量装置或电路，而使仪表的读数不变，则此时的被测量即为已知的标准量，这种方法就叫做代替法。一、电工仪表的分类1.指示仪表(1) 按测量机构的结构和工作原理分类可分为磁电系、电磁系、电动系(铁磁电动系)、感应系、静电系及整流系仪表等类型。(2) 按被测量分类可分为电流表、电压表、功率表、相位表、电能表、功率因数表、频率表、欧姆表、绝缘电阻表等类型。(3) 按所测的电流种类分类可分为直流、交流以及交直流两用仪表。(4) 按准确度等级分类共分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七个等级。(5) 按使用条

4、件分类仪表规定在湿度为85%的条件下使用，分成A、A1、B、B1、C五组类型。一、电工仪表的分类(6) 按外壳防护性能分类有普通式、防尘式、防溅式、防水式、气密式、水密式、隔爆式等七种类型。(7) 按防御外界磁场或电场的性能分类可分为、四个等级。(8) 按使用方法分类有安装式和便携式两种。2.比较仪表3.数字仪表二、电工仪表的型号图1-3电工仪表产品型号的编制规则三、电工仪表的标志表1-2常见电工仪表标志符号1仪表工作原理的图形符号名称符号名称符号名称符号三、电工仪表的标志表1-2常见电工仪表标志符号磁电系仪表电动系仪表感应系仪表磁电系比率表电动系比率表静电系仪表电磁系仪表铁磁电动系仪表整流系

5、仪表(带半导体整流器和磁电系测量机构)电磁系比率表铁磁电动系比率表热电系仪表(带接触式热变换器和磁电系测量机构)2电流种类的符号三、电工仪表的标志表1-2常见电工仪表标志符号名称符号名称符号名称符号名称符号直流交流(单相)直流和交流具有单元件的三相平衡负载交流三、电工仪表的标志表1-2常见电工仪表标志符号3准确度等级的符号名称符号名称符号名称符号以标度尺量限百分数表示的准确度等级，例如15级15以标度尺长度百分数表示的准确度等级，例如15级以指示值百分数表示的准确度等级，例如15级4工作位置的符号名称符号名称符号名称符号三、电工仪表的标志表1-2常见电工仪表标志符号标度尺位置为垂直的标度尺位置

6、为水平的标度尺位置与水平面倾斜成一角度，例如605绝缘强度的符号名称符号名称符号不进行绝缘强度试验绝缘强度试验电压为2kV6端钮、调零器的符号名称符号名称符号名称符号名称符号三、电工仪表的标志表1-2常见电工仪表标志符号负端钮公共端钮与外壳相连接的端钮调零器正端钮接地用的端钮与屏蔽相连接的端钮7按外界条件分组的符号名称符号名称名称符号三、电工仪表的标志表1-2常见电工仪表标志符号级防外磁场(例如磁电系)级防外磁场及电场B组仪表级防外电场(例如静电系)级防外磁场及电场C组仪表级防外磁场及电场A组仪表一、仪表的误差1.基本误差2. 附加误差二、误差的表示方法1.绝对误差例1-1用同一只标准表和同一

7、校验电路，分别校验甲、乙两电压表，当标准表的电压值为220V时，甲、乙两表的指示值各为220.7V和219.6V。求两表的绝对误差并指出哪只表较为准确?解由式(1-1)得：A1A1-A0220.7V-220V0.7VA2A2-A0219.6V-220V-0.4V计算结果表明，绝对误差有正负之分。指示值比实际值大为正，指示值比实际值小为负。为了在测量同一量时便于比较，常用绝对误差的绝对值|来表示仪表准确度的高低，|越小，准确度越高。2.相对误差二、误差的表示方法3.引用误差一、足够的准确度一、足够的准确度表1-3各级仪表的基本误差准确度等级01020510152550基本误差(%)0102051

8、0152550一、足够的准确度例1-2当分别用准确度等级为1.0级、量程为10A的甲电流表和用准确度等级为0.5级、量程为100A的乙电流表测量同样为8A电流时，问各自出现的最大相对误差是多少?试比较用哪只表测量较为合理?解从式(1-5)可得出其最大绝对误差分别为Amax1K%Am1100%1.0%10A100%0.1AAmax2K%Am2100%0.5%100A100%0.5A测量同样为8A电流时，从式(1-4)可得出其最大相对误差分别为m1Amax1A100%0.1A8A100%1.25%m2Amax2A100%0.5A8A100%6.25%计算表明，虽然甲表的准确度等级比乙表低，但由于量

9、程选择比较合适，因此其测量的最大相对误差反而比乙表小。也就是说，选用甲表较为合理。二、合适的灵敏度二、合适的灵敏度一、测量误差的分类及产生原因1.系统误差(1) 工具误差测量工具本身存在的误差。(2) 附加误差超出所限定的正常条件下进行测量而产生的误差。(3) 方法误差由于测量方法的不完善，或因采用间接测量后进行近似计算而导致的误差。(4) 人为误差由于测量人员获取数据时的某些不良习惯或生理缺陷而引发的误差。2.偶然误差3.疏失误差二、减小测量误差的有效方法1.系统误差的消除(1) 测量仪表的校正对准确度要求较高的测量，可引入校正值修正。(2) 误差产生根源的消除正确选择测量方法，合理配置测量

10、仪表及附加仪器、设备，改善配线及安装质量，保证测量仪表在规定的条件下使用，减少外界各种因素的影响。(3) 特殊测量方法的采用下面列举两种方法：1) 正、负误差补偿法。2) 替代法。2.偶然误差的消除一、电工指示仪表的组成1.测量机构2.测量电路二、测量机构的工作原理1.转动力矩装置2.反作用力矩装置二、测量机构的工作原理图1-5游丝产生的反作用力矩装置1指针2轴3平衡锤4游丝5调零器二、测量机构的工作原理3.阻尼装置图1-6仪表的阻尼器a) 空气阻尼器b) 磁感应阻尼器1阻尼器盒2、3阻尼片4永久磁铁二、测量机构的工作原理4.读数装置图1-7磁感应阻尼器的工作原理二、测量机构的工作原理图1-8

11、仪表的标度尺二、测量机构的工作原理图1-9仪表的指示器a) 矛形指针b) 刀形指针c) 光标式指示器1灯泡2光具组3反射镜4光标5.支承装置一、电工仪表的合理选择(1)合理选择的指导思想根据提出测量任务的技术要求，应具体问题具体分析，合理地选择测量方法、测量电路和测量仪表。(2)仪表类型的选择选择直流型或交流型的仪表，要根据被测量的电流性质来确定。(3)仪表准确度等级的选择理论上，似乎仪表的准确度等级越高，则测量的准确性越高。(4)仪表量程的选择量程选择的合理与否，与测量的准确性密不可分。(5)仪表内阻的选择仪表内阻的大小，反映仪表本身的功耗。(6)仪表工作条件的选择每一种电工仪表的使用说明书

12、中都规定有工作环境条件，选择仪表时应使测量的工作环境条件与其规定相符合。一、电工仪表的合理选择(7)仪表绝缘强度的选择对仪表及附加装置的绝缘强度高低的选择，应根据被测电路电压的高低来确定，防止测量过程中损坏仪表及发生人身伤害事故。一、电工仪表的合理选择表1-4各种电工指示仪表的性能比较形式性能磁电系整流系电磁系电动系铁磁电动系静电系感应系测量基本量(不加说明时为电流或电压)直流或交流的恒定分量交流平均值(在正弦交流下刻度一般按有效值刻度)交流有效值或直流交流有效值或直流，交、直流功率及相位、频率等交流有效值或直流，交、直流功率及相位、频率等直流或交流电压交流电能及功率一、电工仪表的合理选择表1

13、-4各种电工指示仪表的性能比较形式性能磁电系整流系电磁系电动系铁磁电动系静电系感应系频率范围一般用于直流451000Hz(有的可达5000Hz)一般用于50Hz一般用于50Hz一般用于50Hz可用于高频一般用于50Hz准确度等级一般为0525级，高的可达01005级0525级0225级一般为0510级，高的可达01005级1525级1025级1050级一、电工仪表的合理选择表1-4各种电工指示仪表的性能比较量程(大致范围) 电流几微安几十安培几十微安几十安培几毫安几十安培几十毫安几十安培几十毫安几十安培电压几微伏1kV1伏数千伏10V1kV10V几百伏几十伏500kV几十伏几百伏功率损耗小小大

14、大大极小大非正弦交流有效值测量非正弦交流有效值的误差很大可测非正弦交流有效值可测非正弦交流有效值可测非正弦交流有效值可测非正弦交流有效值可测非正弦交流有效值一、电工仪表的合理选择表1-4各种电工指示仪表的性能比较防御外磁场能力强强弱弱强强标度尺分度特性均匀接近均匀不均匀不均匀(功率刻度均匀)不均匀不均匀过载能力小小大小小大大力矩(当通过表头电流相同时)大大小小较大小最大价格(对同一准确度等级的仪表的大致比较)贵贵便宜最贵较便宜贵便宜一、电工仪表的合理选择表1-4各种电工指示仪表的性能比较主要应用范围作直流电表作万用电表作板式及一般实验室电表作板式交、直流标准表及一般实验室电表作板式电表作高压电

15、压表作电能表二、电工仪表的正确使用(1) 正确设计电路和接线方法根据测量对象的种类、测量要求和测点的结构情况，正确设计电路和接线方法。(2) 正确操作测量前要检查仪表指针的指零，不在零位时需要调零。三、电工仪表的维护与保养1) 轻取轻放仪表，防止剧烈的振动和撞击。2) 始终保持仪表的整洁。3) 仪表要保持干燥，切不可放置在潮湿、过冷或过热的场所，更要防止有害气体的腐蚀。4) 妥善保管仪表的附件及专用接线，确保配件齐全。5) 按照规定定期检查和校验仪表，保证仪表的测量准确度。6) 仪表保管工作要落实到人，建立和完善必要的管理制度。1.什么叫做电工测量?常用的电工测量方法有哪几种?2.常用的电工指示仪表中有哪些标志符号?各表示什么含义?3.测量误差有哪几类?试述其产生的原因及消除的方法。4.仪表误差的表示法有哪几种?试写出数学表达式并说明表示的含义。三、电工仪表的维护与保养5.电工指示仪表有哪些准确度等级?为