电测量指示仪表

第一节

仪表的概论第二节

磁电系仪表第三节电磁系仪表第四节

电动系仪表第五节

感应系仪表第六节电测量指示仪表总结第二章电测量指示仪表一、分类：模拟式（机械式）电测量指示仪表：将被测量变换为人们能够感知的机械位移（如指针或光点的角位移等），并通过指示器指示出被测量的值。数字式电测量指示仪表：通过A/D转换器，先将被测量变换成离散量，再以数码的形式显示出被测量的数值。一.仪表的组成及原理（一）仪表的组成框图第一节仪表的概论测量线路被测量中间量测量机构偏转角测量线路的作用:由于测量结构中允许通过的电流较小,故必须通过一定电路将被测量转化为测量机构能接受的中间量

(二)测量机构的工作原理测量机构的作用:将与被测量呈一定函数关系的被测量转化为角位移，并能指示被测量的大小.它包括四部分:1.驱动装置作用：在测量机构中接受中间量,并使活动部分产生转动力矩.(M表示）组成：磁路系统,可动线圈或铁磁元件组成.2.控制装置作用：在机构中,对活动部分产生反作用力矩.组成：由弹性元件—游丝或张丝组成.反作用力矩公式:Mα=DαD为反作用力矩系数,α为偏转角.当M=Mα时，轴受力平衡，指针稳定.

3.阻尼装置作用：产生阻尼力矩(Mp表示).使活动部分较快稳定.只影想动态特性,对结果无影响.公式：Mp=-P(dα/dt)(P为阻尼力矩系数）通常阻尼装置处于临界状态，使活动部件达到稳定偏转时间最短。

4.指示装置组成：指示器与标度盘作用：显示处理后的结果。二.指示仪表的主要技术特性(一)指示仪表的误差和准确度1.误差:常用最大引用误差γm表示.定义为:

γm=（Δm/Am）*100%K=γm×1002.准确度:要注意选择等级K合适的仪表,更要注意根据被测量Ax选量限合适的仪表最好使Ax>=2Am/3.(二)仪表的灵敏度和常数1.灵敏度的定义

S=L/x=m（分格）/x2.常数C=1/S

仪表常数愈小,对被测量分辨力愈强一.用途:测直流电压,电流,电量与非电量.二.磁电系测量机构的工作原理动圈受电磁力矩为:M=BIWS

游丝受反作用力矩：Mα=Dα

当仪表的指针平衡时：M=Mα

可得：α=BWSI/D

令BWS/D=SI，则α=SII

由于铝框,动圈(在铝框上)本身偏转时，切割磁力线，产生感应电流，进而产生阻尼力矩，前者远大于后者.第二节磁电系仪表

三.多量限磁电系电流表由于测量机构允许通过的电流小，为了测量较大的电流必须配上一定的测量线路--分流器。电流表是将一被测的较大电流转化成一个较小的电流,流过表头,再使电流表表头标尺按实际刻度.四.多量限磁电系电压表1.说明:由于流过表头的Ig(满偏电流)很小，Rg(内阻)也不大,所以Ug为毫伏级,故需配上一定的测量线路,达到扩大量限的目的.m1=U1/Ug=(Rg+R1)/RgRf1=(m1-1)Rg同理可求:R2,R3。可计算各附加电阻值2.总结:电压表是将一被测的较大电压转化成一个毫伏级电压经过表头,再使表头标尺按实际电压刻度.五.磁电系欧姆表1.工作原理通过测量机构活动部分偏转大小来反映被测电阻值,故必须将被测电流转化为电阻,所以在测量线路中，既有被测电阻，还要有电源。

I=U/(Rg+R+Rx)

当U,R一定时,Rx与I对应,只要表头标尺按阻值刻度,就可测出被测电阻(R起限流作用).说明:当Rx为无穷时,I=0.

当Rx=0时,表头指针满偏满流：Ig=U/(Rg+R)=U/R0

中值电阻：R0=R+Rg2.欧姆表倍率多档欧姆表产生原因:测不同电阻时,共用一条标度尺,表笔短接时,Ig应相同.如书中例题.3.欧姆表的调零最常用方法是在表头上并接分流器.注意:再测电阻时,每换一档,都要调零.一般低于一般为2.5级六.带整流器的磁电系仪表与前面仪表的区别:测量机构与整流元件配合,可以测交流量.但所测的交流量为有效值。一般为1.5级其它与前面相似,结合书本自学.七.兆欧表1.作用:

专门用来检查和测量电气设备或供电线路的绝缘电阻.2.组成:

比率型磁电系测量机构与手摇发电机.3.工作原理：

α=F（I1/I2)(两动圈电流之比)由于I1/I2=Rv/(Rc+Rx)，Rv与Rc为定值故α=F[Rv/(Rc+Rx)]只与被测Rx有关,故可测电阻.八.磁电系检流计1.作用:测微小电流,电压与暂短的脉冲电压2.与一般仪表在结构上的区别:(1)采用悬丝或张丝悬挂动圈.(2)采用光指示读数装置(3)动圈无框架基于以上结构,检流计的灵敏度大大提高,可测微小量.1.主要构成:固定线圈，可动铁片。2.工作原理:圆线圈排斥式、扁线圈吸入式。3.特点:简单，价廉，利用测量机构本身即可测200A电流，过载能力强，可靠，交直流两用，应用广泛。第三节电磁系列仪表1.特点:交、直流两用，在交流指示仪表中准确度较高，频率范围宽，除能测量电流、电压外，还能测量功率、功率因数等。2.主要构成:由固定线圈（匝数多）、活动线圈组成3.工作原理:

利用载流导线间电动力作用而产生转动力矩。4.电流表的构成将电动系测量机构中的定圈和动圈串联或并联，并且配置一定的分流电阻。双量限：串联接法改成并联接法。第四节电动系仪表直流：α=KII1I2交流：α=KII1I2cosφ（同频率）5.电压表的构成将电动系测量机构中的定圈和动圈串联并且配置一定的附加电阻。

α=KVU26.功率表的构成

P=UIcosφ∝（）I1∝I，I2∝U（I2=U/RV）α=KPUIcosφPW**电流线圈电压线圈同极性端电流线圈、电压线圈的同极性端必须接在电压的同一极性上。一.优点转动力矩最大，测电能及功率二.工作原理交变磁通→感应流→转动力矩

i1→φ1→ie1（φ2）→T1（左→右）→φ1’→ie1’（φ2）i2→φ2→ie2（φ1）→T2（右→左）

T=T1-T2

Tav

=KIm1Im2cosφ

第五节感应系仪表结论：平均转矩Tav与i1，i2及cosφ相关。i1，i2的相位差：ψ=90-φ如ψ=0则Tav为零如ψ=90则Tav为最大如i1，i2为直流，则Tav为零故只可构成测量交流量的仪表三.感应系电度表1.结构与原理电磁铁A的线圈导线粗，匝数少，与负载串联，故

为负载电流电磁铁B的线圈导线细，匝数多，与负载并联，故负载电压在线圈中的电流为

转动力矩制动力矩：永久磁铁4的磁场铝盘中的感应电流（与ω成正比）二者相互作用所产生MT=KTω（KT为永久磁铁有关的力矩系数）铝盘转数n与被测电能的关系p：

当MT=Tav时，铝盘稳定转动故有：KPP=KTω

P=（KT/KP）ω=Sω在时间T内所做的功：

PT=TSω

W

=Sn（铝盘转过的圈数n就是电能）

C=1/S=n/W（电度表常数：圈数/度）1度电：1KW·h（千瓦·小时）一.性能比较二.仪表的选择

根据要求，注意性价比。种类、准确度、量程的选择内阻的选择（100倍）

仪表配套装置的选择仪表工作条件的选择第六节电测量指示仪表磁电系列：α=SIICP

测的是平均值带整流器的磁电系列：（K为2.22或1.11）

α=SI(KICP’)

（α与平均值相关，但按