电工仪表的使用-常见仪表及基础知识.ppt

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1、第13章 电工仪表的使用,常见仪表及基础知识第1节 电流及电压表第2节 功率表第3节 万用表、兆欧表,电工仪表的应用,电工仪表的应用,常见仪表电压表,电流表,功率表,频率表,功率因数表,万用表,兆欧表,整步表（同步表）,同步表,电工仪表是实现电工测量过程所需工具的总称。,电工测量仪表的基础知识,按测量方法:可分为比较式和直读式两类。比较式仪表需将被测量与标准量进行比较后才能得出被测量的数量，常用的比较式仪表有电桥、电位差计等。直读式仪表将被测量的数量由仪表指针在刻度盘上直接指示出来，常用的电流表、电压表等均属直读式仪表。按被测量的种类:可分为电流表、电压表、功率表、频率表、相位表等。按电流的种

2、类:可分为直流、交流和交直流两用仪表。按工作原理:可分为磁电式、电磁式、电动式仪表等。按显示方法:可分为指针式（模拟式）和数字式。按准确度:可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共7个等级。0.1级表示测量的最大绝对误差为表量程的0.1%，以此类推。,电工仪表的分类,准确度:是指测量结果（简称示值）与被测量真实值（简称真值）间相接近的程度，是测量结果准确程度的量度。误差:是指示值与真值的偏离程度。准确度与误差本身的含义是相反的，但两者又是紧密联系的，测量结果的准确度高，其误差就小，因此，在实际测量中往往采用误差的大小来表示准确度的高低。由于制造工艺的限制及测量时外界环境因

3、素和操作人员的因素，误差是不可避免的。根据引起误差的原因不同，仪表误差可分为基本误差和附加误差。基本误差:是在规定的温度、湿度、频率、波形、放置方式以及无外界电磁场干扰等正常工作条件下，由于仪表本身的缺点所产生的误差。附加误差:是由于外界因素的影响和仪表放置不符合规定等原因所产生的误差。附加误差有些可以消除或限制在一定范围内，而基本误差却不可避免。,电工仪表的误差和准确度,电工测量中常用的指针式仪表有磁电式、电动式、电磁式3种。这些仪表的结构虽然不同，但工作原理却是相同的，都是利用电磁现象使仪表的可动部分受到电磁转矩的作用而转动，从而带动指针偏转来指示被测量的大小。,指针式仪表的结构及工作原理

4、,电工测量仪表上的几种符号,1.结构,螺旋弹簧,(1)固定部分 马蹄形永久磁铁、极掌NS及圆柱形铁心等。,(2)可动部分 铝框及线圈，两根半轴O和O，螺旋弹簧及指针。,极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中产生均匀的辐射方向的磁场。,磁电式仪表,线圈通入电流而产生的磁场与永久磁铁相互作用使指针偏转,2.工作原理,(1)转动转矩T 的产生,(2)阻转矩TC的产生,在线圈和指针转动时，螺旋弹簧被扭紧而产生阻转矩TC。,线圈通入电流 I 电磁力 F,线圈受到的转矩 T=k1I,线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转矩 T 线圈和指针转动，,弹簧的TC与指针的偏转角成正比，即 TC=k2,当弹簧

5、的阻转矩T与线圈受到的转矩TC达到平衡时，可动部分停止转动，此时有,T=TC,当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即TC=T 时，可转动部分便停止转动，T=k1I，TC=k2。,仪表的标度尺上作均匀刻度。,3.阻尼作用的产生,当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通，在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。,即指针的偏转角,结论:指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。,4.用途,5.优点：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。缺点：只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。,测量直流电压、直流电

6、流及电阻。,1.结构,主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固定的铁片、固定在转轴上的可动铁片。,电磁式仪表,线圈通入电流 产生磁场 固定和可动铁片均被磁化，可动片因受斥力而带动指针转动。,2.工作原理,仪表的转动转矩 T=k I,弹簧的阻转矩 TC=k2,弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即,当 T=TC 时，可动部分停止转动，,即指针的偏转角,结论: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。,线圈通入电流 I 磁场,线圈通入电流 I 磁场 固定和可动铁片均被磁化(同一端的极性是相同的),可动片因受斥力而带动指针转动，,交流为有效值,因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平

7、方成正比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。,与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力 空气阻尼器。,3.用途,4.优点：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。缺点：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。,测量交流电压、交流电流。,1.结构,有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈与指针及空气阻尼器的活塞都固定在轴上。,电动式仪表,固定线圈中通过的电流 产生磁场，可动线圈中通过的电流 与磁场相互作用使指针转动。,不能承受较大过载,2.工作原理,固定线圈中的电流 I1(i1)磁场 可动线圈中的电流 I2(i2)与磁场相互作用电磁

8、力 F 线圈受到转矩 T 线圈和指针转动，,仪表的转动转矩通入直流时，T=k1I1I2,通入交流时，T=k1I1I2cos,i1和i2的有效值,i1和i2之间的相位差,弹簧的阻转矩 TC=k2,弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即,当 T=TC 时，可动部分停止转动，,即指针的偏转角,结论:指针偏转的角度与两个电流(对交流为有效值)的乘积成正比。,仪表的转动转矩 通入直流时，T=k1I1I2,通入交流时，T=k1I1I2cos,=kI1I2（直流）,=kI1I2 cos（交流）,i1和i2之间的相位差,4.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。,3.用途 测量交直流电压、电流及功率。,