第三章_常用電工儀表及測量

1、 電氣測量主要是指測量一些電的物理量，如電流、電氣測量主要是指測量一些電的物理量，如電流、電壓、電功率、電能、電阻和頻率等。電壓、電功率、電能、電阻和頻率等。 電氣作業(yè)人員無論是在電氣設備的安裝、調試、運電氣作業(yè)人員無論是在電氣設備的安裝、調試、運行、維修中，還是對電氣產品進行檢測試驗中，都經常行、維修中，還是對電氣產品進行檢測試驗中，都經常需要進行電氣測量。電氣作業(yè)人員在進行電氣測量時要需要進行電氣測量。電氣作業(yè)人員在進行電氣測量時要能合理選擇與正確使用測量儀表，就必需熟悉電工儀表能合理選擇與正確使用測量儀表，就必需熟悉電工儀表的結構、原理及使用方法。否則，不但不能得到正確的的結構、原理及使

2、用方法。否則，不但不能得到正確的測量結果，而且容易發(fā)生嚴重事故。測量結果，而且容易發(fā)生嚴重事故。 本章對電氣測量知識和如何正確使用測量儀表進行本章對電氣測量知識和如何正確使用測量儀表進行簡要介紹。簡要介紹。 電氣測量儀表的品種、規(guī)格繁多，但基本上可以分電氣測量儀表的品種、規(guī)格繁多，但基本上可以分為三大類，即電測為三大類，即電測、和和。1、 能將被測量轉換為儀表可動部分的機械偏轉角，并通能將被測量轉換為儀表可動部分的機械偏轉角，并通過指示器直接顯示出被測量的大小。過指示器直接顯示出被測量的大小。 結構簡單、可靠性高、使用維護方便。結構簡單、可靠性高、使用維護方便。 44C2-A電表電表 500型

3、萬用表型萬用表1、 指示儀表按準確度等級、使用環(huán)境、防護性能、工作指示儀表按準確度等級、使用環(huán)境、防護性能、工作原理等又可分為以下幾種。原理等又可分為以下幾種。 （1）按準確度等分，可分為）按準確度等分，可分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共共7個等級。個等級。 準確度較高（準確度較高（0.1， 0.2， 0.5）的儀表常用來進行）的儀表常用來進行精密測量或校正其他儀表。精密測量或校正其他儀表。 （2）按使用環(huán)境條件分，要分為）按使用環(huán)境條件分，要分為A、B、C三組類型。三組類型。A：0 40 B：-20 50 C：-40 60 1、 （3）按外殼防護性能分，可分為普通

4、、防塵、防濺、）按外殼防護性能分，可分為普通、防塵、防濺、防水、水密、氣密、隔爆等類型。防水、水密、氣密、隔爆等類型。 （4）按儀表防御外界磁場或電場影響的性能分，可）按儀表防御外界磁場或電場影響的性能分，可分為分為、四等。四等。 （5）按使用方式分，可分為安裝式、便攜式等。）按使用方式分，可分為安裝式、便攜式等。 （6）按工作原理分，可分為磁電系、電磁系、電動）按工作原理分，可分為磁電系、電磁系、電動系、感應系、靜電系、整流系等。系、感應系、靜電系、整流系等。2、 在測量過程中，通過被在測量過程中，通過被測量與同類標準量進行比較，測量與同類標準量進行比較，然后根據比較結果，才能確定然后根據比

5、較結果，才能確定被測量大小。被測量大小。 準確度高，使用較復準確度高，使用較復雜。雜。： QJ-23電橋電橋 QJ-47電橋電橋 直流比較儀表和交流比較儀表。直流比較儀表和交流比較儀表。 如電位差計和直流電橋屬于直流比較儀表，交流電如電位差計和直流電橋屬于直流比較儀表，交流電橋屬于交流比較儀表。橋屬于交流比較儀表。3、 采用數字測量技術，并采用數字測量技術，并以數碼的形式直接顯示出被測以數碼的形式直接顯示出被測量的大小。量的大小。 使用方便，準確度高。使用方便，準確度高。DT-2008數字萬用表數字萬用表： 數字式儀表種類很多，常用的有電壓表、電流表、萬用表、數字式儀表種類很多，常用的有電壓表

6、、電流表、萬用表、頻率表等。頻率表等。 儀表的表面標記、符號是識別儀表種類，表明儀表儀表的表面標記、符號是識別儀表種類，表明儀表的用途、構造、準確度等級、正常工作條件和環(huán)境要求的用途、構造、準確度等級、正常工作條件和環(huán)境要求等的標志。等的標志。 幾種常用電氣測量儀表的標記、符號見表幾種常用電氣測量儀表的標記、符號見表3-2（P48） 被測量單位符號見表被測量單位符號見表3-3 （P49）1、 測量時儀表的讀數和實際值之間的差異稱為儀表的誤差。測量時儀表的讀數和實際值之間的差異稱為儀表的誤差。（1）基本誤差）基本誤差 基本誤差是在正常工作條件下本身所固有的它是由于結構和制作基本誤差是在正常工作條

7、件下本身所固有的它是由于結構和制作而產生的誤差。而產生的誤差。 一般包括活動部件的摩擦誤差；活動部件不對稱而產生的不平衡一般包括活動部件的摩擦誤差；活動部件不對稱而產生的不平衡誤差；傾斜誤差；刻度誤差；彈簧變形誤差以及內部電磁場誤差等。誤差；傾斜誤差；刻度誤差；彈簧變形誤差以及內部電磁場誤差等。（2）附加誤差）附加誤差 附加誤差是儀表受外界條件的影響所引起的誤差。附加誤差是儀表受外界條件的影響所引起的誤差。 它包括溫度附加誤差；外磁場和外電場附加誤差以及頻率附加誤它包括溫度附加誤差；外磁場和外電場附加誤差以及頻率附加誤差等。差等。2、（1）絕對誤差）絕對誤差 指儀表的指示值指儀表的指示值AX與

8、被測量的實際值與被測量的實際值A0之間的差值之間的差值稱為測量的絕對誤差。即稱為測量的絕對誤差。即 = AX - A0 被測量的實際值被測量的實際值A0系指范型儀表（精度高的標準表）系指范型儀表（精度高的標準表）的指示值。的指示值。2、（2）相對誤差）相對誤差 指絕對誤差指絕對誤差占被測量實際值占被測量實際值A0的百分數，即的百分數，即 %A1000 %Ax100 相對誤差給出了測量誤差的明確概念，用它對不同的相對誤差給出了測量誤差的明確概念，用它對不同的測量誤差進行比較很方便，所以它是一種較為常用的測量測量誤差進行比較很方便，所以它是一種較為常用的測量誤差的表示形式。誤差的表示形式。在實際測

9、量中，常常用儀表的指示值在實際測量中，常常用儀表的指示值AX代替實際值代替實際值A0進行相對誤差的近似估算。即進行相對誤差的近似估算。即2、（3）引用誤差）引用誤差m 相對誤差可以表示測量結果的準確度，但卻不能說明相對誤差可以表示測量結果的準確度，但卻不能說明儀表本身的準確程度。儀表本身的準確程度。 一般采用引用誤差來反映儀表的準確度，即一般采用引用誤差來反映儀表的準確度，即 絕對誤差絕對誤差與儀表量程（最大讀數）與儀表量程（最大讀數） Am的比值的百的比值的百分數，即分數，即%Amm100 引用誤差實際指儀表在最大讀數時的相對誤差，即引用誤差實際指儀表在最大讀數時的相對誤差，即滿滿刻度相對誤

10、差刻度相對誤差。3： 由于指示儀表在測量時，絕對誤差由于指示儀表在測量時，絕對誤差會多少有些變化，會多少有些變化，因而造成的誤差也會隨之變化，所以，工程上規(guī)定以最大因而造成的誤差也會隨之變化，所以，工程上規(guī)定以最大引用誤差來表示儀表的準確度。即引用誤差來表示儀表的準確度。即 儀表最大絕對誤差儀表最大絕對誤差m與儀表最大量程數與儀表最大量程數Am比值的百比值的百分數，叫做儀表的準確度。分數，叫做儀表的準確度。%AKmm100 因此，被測量值越接近滿刻度，最大引用誤差越小，因此，被測量值越接近滿刻度，最大引用誤差越小，儀表的基本誤差也越小，準確度越高。儀表的基本誤差也越小，準確度越高。3、 國家標

11、準規(guī)定，電工儀表精度分為七個等級國家標準規(guī)定，電工儀表精度分為七個等級（P50 表表3-4）準確度等級準確度等級0.10.20.51.01.52.55.0基本誤差基本誤差0.10.20.51.01.52.55.00.1、0.2 級儀表作為標準表（又稱范型儀表）級儀表作為標準表（又稱范型儀表）0.5、1.0、1.5 級儀表多用于實驗室級儀表多用于實驗室1.5、2.5、5.0 級儀表則用于電氣工程測量級儀表則用于電氣工程測量3、 在選用儀表時，除了考慮儀表的準確度以外，還要選在選用儀表時，除了考慮儀表的準確度以外，還要選擇合適的量限，以提高測量的精度。擇合適的量限，以提高測量的精度。 前面已經說過

12、，儀表的準確度以最大引用誤差來衡量，前面已經說過，儀表的準確度以最大引用誤差來衡量，而測量精度以該處可能產生的最大誤差來衡量。而測量精度以該處可能產生的最大誤差來衡量。 準確度高的儀表在使用不合理時產生的相對誤差可能準確度高的儀表在使用不合理時產生的相對誤差可能會大于準確度低的儀表。會大于準確度低的儀表。3、 為了測量為了測量20V電壓，如果選用準確度為電壓，如果選用準確度為0.5級的，但量限為級的，但量限為150V的電壓表，則測量結果中可能出現的最大絕對誤差為的電壓表，則測量結果中可能出現的最大絕對誤差為 m=m Am=0.5 150=0.75V 測量測量20V時的相對誤差為時的相對誤差為

13、為了測量為了測量20V電壓，如果選用準確度為電壓，如果選用準確度為1.5級的，但量限為級的，但量限為30V的電壓表，則測量結果中可能出現的最大絕對誤差為的電壓表，則測量結果中可能出現的最大絕對誤差為 m=m Am=1.5 30=0.45V 測量測量20V時的相對誤差為時的相對誤差為%.%.%Axm8310020750100 %.%.%Axm2210020450100 3、 由此可見，測量結果的精度，不僅與儀表的準確度等由此可見，測量結果的精度，不僅與儀表的準確度等級有關，而且與它的量限也有關。級有關，而且與它的量限也有關。 因此，在選擇儀表的量限時，被測值應盡量使指針指因此，在選擇儀表的量限時

14、，被測值應盡量使指針指在刻度標尺的三分之二以上。在刻度標尺的三分之二以上。 電工指示儀表的任務就是把被測電量、磁量或電參電工指示儀表的任務就是把被測電量、磁量或電參數轉換為儀表可動部分的機械偏轉角，在轉換過程中，數轉換為儀表可動部分的機械偏轉角，在轉換過程中，使兩者都保持一定的函數關系，從而用指針偏轉的角度使兩者都保持一定的函數關系，從而用指針偏轉的角度大小反映被測量的數值。大小反映被測量的數值。 指示儀表一般由指示儀表一般由和和構成。構成。被測量被測量測量機構能接受的過渡量測量機構能接受的過渡量偏轉角偏轉角 =F(y)=(x)xy=f(x)測量線路測量線路測量機構測量機構 測量線路的作用是把

15、各種不同的被測量按一定的比例測量線路的作用是把各種不同的被測量按一定的比例轉換為能被測量機構所接受的過渡量。轉換為能被測量機構所接受的過渡量。 測量線路通常由電阻器、電容器、電感器等電子元件測量線路通常由電阻器、電容器、電感器等電子元件組成，不同的儀表其測量線路各不相同。組成，不同的儀表其測量線路各不相同。 如：電流采用分流器，電壓采用分壓器等。如：電流采用分流器，電壓采用分壓器等。 指示儀表一般由指示儀表一般由和和構成。構成。被測量被測量測量機構能接受的過渡量測量機構能接受的過渡量偏轉角偏轉角 =F(y)=(x)xy=f(x)測量線路測量線路測量機構測量機構 測量機構的作用是將被測量測量機構

16、的作用是將被測量x（或過渡量（或過渡量y）轉換成儀）轉換成儀表可動部分的機械偏轉角表可動部分的機械偏轉角，它是電工指示儀表的核心。，它是電工指示儀表的核心。 1）轉動力矩裝置）轉動力矩裝置 在被測量或過渡量的作用下，能產生使儀表偏轉的轉在被測量或過渡量的作用下，能產生使儀表偏轉的轉動力矩。而且這個轉動力矩的大小要隨被測量或過渡量的動力矩。而且這個轉動力矩的大小要隨被測量或過渡量的變化而按一定的關系變化。變化而按一定的關系變化。 根據測量機構產生轉動力矩的原理的不同，指示儀表根據測量機構產生轉動力矩的原理的不同，指示儀表可分為磁電系、電磁系、電動系等等。可分為磁電系、電磁系、電動系等等。 2）反

17、作用力裝置）反作用力裝置 在可動部分偏轉時，能產生隨偏轉角增加而增加的反在可動部分偏轉時，能產生隨偏轉角增加而增加的反作用力矩，以平衡轉動力矩，使偏轉角能夠反映被測量的作用力矩，以平衡轉動力矩，使偏轉角能夠反映被測量的大小。大小。 反作用力矩一般由反作用力矩一般由游絲游絲或或張絲張絲產生，還有利用磁力來產生，還有利用磁力來產生反作用力矩的，其大小與偏轉角成正比。產生反作用力矩的，其大小與偏轉角成正比。 3）阻尼力矩裝置）阻尼力矩裝置 在可動部分作偏轉運動時，能產生適當的阻尼力矩以在可動部分作偏轉運動時，能產生適當的阻尼力矩以限制其擺動，從而使可動部分盡快地穩(wěn)定在平衡的位置上。限制其擺動，從而使

18、可動部分盡快地穩(wěn)定在平衡的位置上。 阻尼力矩一般由阻尼力矩一般由空氣阻尼器空氣阻尼器和和磁感應阻尼器磁感應阻尼器產生，空產生，空氣阻尼器的阻尼力矩是利用空氣阻力產生的；磁感應阻尼氣阻尼器的阻尼力矩是利用空氣阻力產生的；磁感應阻尼器的阻尼力矩是利用可動部分在磁場中運動時產生的電磁器的阻尼力矩是利用可動部分在磁場中運動時產生的電磁力產生的。力產生的。 4）支撐裝置）支撐裝置 測量機構中的可動部分要隨被測量大小而偏轉，必須測量機構中的可動部分要隨被測量大小而偏轉，必須有支撐裝置，支撐裝置的摩擦力應盡可能小，以保證儀表有支撐裝置，支撐裝置的摩擦力應盡可能小，以保證儀表工作的準確度。工作的準確度。 電工

19、指示儀表內的支撐裝置有電工指示儀表內的支撐裝置有軸尖軸承軸尖軸承支撐裝置和支撐裝置和張張絲彈片絲彈片支撐裝置。支撐裝置。 5）讀數裝置）讀數裝置 應能直接指示出被測量的大小。應能直接指示出被測量的大小。 電工指示儀表指示被測量大小一般由電工指示儀表指示被測量大小一般由指示裝置指示裝置完成，完成，指示裝置由指示裝置由指針指針和和標度尺標度尺組成。組成。注意注意： 為了消除視覺誤差，有些儀表標度尺下面還安裝一塊為了消除視覺誤差，有些儀表標度尺下面還安裝一塊反射鏡，當看到指針和指針在鏡中的影像重合時才能讀數。反射鏡，當看到指針和指針在鏡中的影像重合時才能讀數。 主要由固定的永久磁鐵和活動的通電線圈兩

20、部分組成。主要由固定的永久磁鐵和活動的通電線圈兩部分組成。 磁電系儀表的核心部分是測量機構（又叫表頭），它磁電系儀表的核心部分是測量機構（又叫表頭），它是根據通電線圈在磁場中受電磁力的作用而偏轉的原理制是根據通電線圈在磁場中受電磁力的作用而偏轉的原理制成的。成的。 （1）準確度和靈敏度高）準確度和靈敏度高 由于永久磁鐵磁性很強，能在很小電流下產生很大的由于永久磁鐵磁性很強，能在很小電流下產生很大的轉矩，所以摩擦力小，溫度和外磁場所造成的誤差小。轉矩，所以摩擦力小，溫度和外磁場所造成的誤差小。 （2）刻度均勻）刻度均勻 由于指針的偏轉角與被測電流的大小成正比，所以該由于指針的偏轉角與被測電流的大

21、小成正比，所以該系列儀表刻度均勻，易讀數。系列儀表刻度均勻，易讀數。 （3）功率消耗小）功率消耗小 由于通過測量機構的電流很小，所以本身消耗功率很由于通過測量機構的電流很小，所以本身消耗功率很小。小。 （ 4）過載能力小）過載能力小 由于被測電流要通過游絲與線圈連通，而線圈的導線由于被測電流要通過游絲與線圈連通，而線圈的導線又很細，所以，一旦過載，易引起游絲彈性變化，甚至燒又很細，所以，一旦過載，易引起游絲彈性變化，甚至燒表。表。 （5）只能測量直流）只能測量直流 由于永久磁鐵的極性是固定的，所以只有線圈流入直由于永久磁鐵的極性是固定的，所以只有線圈流入直流電流，表的可動部分才能產生穩(wěn)定的偏轉

22、。流電流，表的可動部分才能產生穩(wěn)定的偏轉。 主要由固定線圈和裝在轉軸上的可動鐵片組成?？煞种饕晒潭ň€圈和裝在轉軸上的可動鐵片組成?？煞譃闉楹秃蛢煞N。兩種。 電磁系儀表和磁電系儀表一樣，也是依靠電磁相互作電磁系儀表和磁電系儀表一樣，也是依靠電磁相互作用原理制成的。但它與磁電系儀表的區(qū)別是其磁場是由被用原理制成的。但它與磁電系儀表的區(qū)別是其磁場是由被測電流產生的。測電流產生的。 （1）既可測量直流，又可測量交流，但測量直流時有）既可測量直流，又可測量交流，但測量直流時有磁滯誤差，只有當鐵片采用優(yōu)質坡莫合金材料時，才可以磁滯誤差，只有當鐵片采用優(yōu)質坡莫合金材料時，才可以制成交直流兩用儀表。制成交直

23、流兩用儀表。 （2）可直接測量較大電流，過載能力強，結構簡單，）可直接測量較大電流，過載能力強，結構簡單，制造成本低。（被測電流不是游絲導入導出，而是通過固制造成本低。（被測電流不是游絲導入導出，而是通過固定線圈）定線圈） （3）標尺刻度不均勻，因為指針偏轉角與被測電流的）標尺刻度不均勻，因為指針偏轉角與被測電流的平方成正比，所以標尺具有平方律的特性，即起始段分布平方成正比，所以標尺具有平方律的特性，即起始段分布較密，而末段分布稀疏。較密，而末段分布稀疏。 （4）易受外磁場影響。因為它的磁場是由固定線圈通）易受外磁場影響。因為它的磁場是由固定線圈通入電流而產生，強度較弱，所以極易受外界磁場干擾

24、。入電流而產生，強度較弱，所以極易受外界磁場干擾。 磁屏蔽磁屏蔽 將測量機構裝在用導磁性能良好的材料做成的屏蔽罩內，有時采將測量機構裝在用導磁性能良好的材料做成的屏蔽罩內，有時采用多層磁屏蔽。用多層磁屏蔽。： 無定位結構無定位結構 把測量機構的固定線圈分成完全相同的兩個部分，而且進行反串，把測量機構的固定線圈分成完全相同的兩個部分，而且進行反串，當線圈通電后，兩線圈產生的磁場方向相反，但其總轉矩卻是相加的，當線圈通電后，兩線圈產生的磁場方向相反，但其總轉矩卻是相加的，一旦有外磁場存在，一個線圈的磁場若被消弱，另一個線圈的磁場勢一旦有外磁場存在，一個線圈的磁場若被消弱，另一個線圈的磁場勢必增強，

25、因兩個線圈的結構完全對稱，所以外磁場對測量機構的總作必增強，因兩個線圈的結構完全對稱，所以外磁場對測量機構的總作用相互抵消，使得儀表放置的位置如何，外磁場總是抵消的。用相互抵消，使得儀表放置的位置如何，外磁場總是抵消的。 主要由分段的固定線圈和裝在固定線圈內的可動線圈主要由分段的固定線圈和裝在固定線圈內的可動線圈構成。構成。 電動系儀表是利用通過電流的固定線圈代替磁電系儀電動系儀表是利用通過電流的固定線圈代替磁電系儀表的永久磁鐵，由于固定線圈可以通過直流，也可以通過表的永久磁鐵，由于固定線圈可以通過直流，也可以通過交流，從而既可測量直流，又可測量交流。它不但可以做交流，從而既可測量直流，又可測

26、量交流。它不但可以做成交、直流兩用而準確度較高的電壓表、電流表，還可以成交、直流兩用而準確度較高的電壓表、電流表，還可以做成功率表和功率因素表等。做成功率表和功率因素表等。 （1）準確度高。由于這種儀表內沒有鐵磁物質，不存）準確度高。由于這種儀表內沒有鐵磁物質，不存在磁滯后誤差，準確度等級最高可達在磁滯后誤差，準確度等級最高可達0.1級。級。 （2）交直流兩用，并且能測量非正弦電流有效值。）交直流兩用，并且能測量非正弦電流有效值。 （3）能構成多種類儀表：）能構成多種類儀表： 將固定和可動線圈串聯，就是電動系電流表；將固定將固定和可動線圈串聯，就是電動系電流表；將固定和可動線圈分別與分壓電阻串

27、聯，就是電動式電壓表；另和可動線圈分別與分壓電阻串聯，就是電動式電壓表；另外還能組成功率表、相位表等。外還能組成功率表、相位表等。 （4）電動系功率表刻度標尺均勻。）電動系功率表刻度標尺均勻。 （1）儀表易受外磁場影響。）儀表易受外磁場影響。 （2）本身消耗功率大。）本身消耗功率大。 （3）過載能力小。）過載能力小。 （4）電動系電流、電壓表刻度不均勻，因為指針偏轉）電動系電流、電壓表刻度不均勻，因為指針偏轉角角與電流電壓的平方成正比，所以刻度有平方律特性。與電流電壓的平方成正比，所以刻度有平方律特性。 鐵磁電動系測量機構主要是為了克服電動系測量機構鐵磁電動系測量機構主要是為了克服電動系測量機

28、構本身磁場弱，易受外磁場影響的缺點而設計的。本身磁場弱，易受外磁場影響的缺點而設計的。 為了增大工作磁場，采用了把固定線圈繞在鐵芯上，為了增大工作磁場，采用了把固定線圈繞在鐵芯上，而可動線圈內增加一個鐵芯。這樣就增加了儀表的偏轉力而可動線圈內增加一個鐵芯。這樣就增加了儀表的偏轉力矩。矩。 鐵磁電動系鐵磁電動系儀表和電動系儀儀表和電動系儀表的工作原理是表的工作原理是相同的。相同的。 （1）儀表本身磁場很強，所以外磁場對其影響要顯著）儀表本身磁場很強，所以外磁場對其影響要顯著降低。降低。 （2）由于鐵芯有磁滯損耗和渦流損耗，降低了儀表的）由于鐵芯有磁滯損耗和渦流損耗，降低了儀表的準確度，一般用作開

29、關板式儀表。準確度，一般用作開關板式儀表。成成 （1）驅動元件：）驅動元件： 它由電壓元件（電壓線圈、鐵芯）和電流元件（電流它由電壓元件（電壓線圈、鐵芯）和電流元件（電流線圈和鐵芯）兩部分組成，用來產生轉動力矩。線圈和鐵芯）兩部分組成，用來產生轉動力矩。電壓元件：電壓元件： 在在E字形字形鐵芯上繞有匝鐵芯上繞有匝數多、而且導數多、而且導線截面較小的線截面較小的線圈，該線圈線圈，該線圈使用時與負載使用時與負載并聯，故稱電并聯，故稱電壓線圈。壓線圈。 （1）驅動元件：）驅動元件： 它由電壓元件（電壓線圈、鐵芯）和電流元件（電流它由電壓元件（電壓線圈、鐵芯）和電流元件（電流線圈和鐵芯）兩部分組成，用

30、來產生轉動力矩。線圈和鐵芯）兩部分組成，用來產生轉動力矩。電流元件：電流元件： 在在U字形字形鐵芯上繞有匝鐵芯上繞有匝數少、而且導數少、而且導線截面較大的線截面較大的線圈，該線圈線圈，該線圈使用時與負載使用時與負載串聯，故稱電串聯，故稱電流線圈。流線圈。 （2）轉動元件：）轉動元件： 由圓形鋁盤和轉軸組成，轉軸上裝有傳遞鋁盤轉數的由圓形鋁盤和轉軸組成，轉軸上裝有傳遞鋁盤轉數的蝸桿，儀表工作時，驅動元件產生轉動力矩，驅動鋁盤轉蝸桿，儀表工作時，驅動元件產生轉動力矩，驅動鋁盤轉動。動。 （3）制動元件：）制動元件： 由永久磁鐵組成，用來在鋁盤轉動時產生制動力矩，由永久磁鐵組成，用來在鋁盤轉動時產生

31、制動力矩，使鋁盤轉數與被測功率成正比。使鋁盤轉數與被測功率成正比。 （4）積算機構：）積算機構： 用來計算鋁盤轉數，實現累計電能的目的，它由齒輪、用來計算鋁盤轉數，實現累計電能的目的，它由齒輪、滾軸及計數器等組成。（計度器）滾軸及計數器等組成。（計度器） 感應系儀表是利用電磁感應的原理制作的，它由載流感應系儀表是利用電磁感應的原理制作的，它由載流線圈產生交變磁場，使可動部分導體中產生感應電流，感線圈產生交變磁場，使可動部分導體中產生感應電流，感應電流又和交變磁場相互作用，產生驅動力矩，使儀表工應電流又和交變磁場相互作用，產生驅動力矩，使儀表工作。作。 綜上所述，現將常用測量機構的主要特性和應用

32、情況綜上所述，現將常用測量機構的主要特性和應用情況列于表列于表3-5。以便于分析比較。（。以便于分析比較。（P5455） 在進行電氣測量時，必須首先選擇合適的儀表，并且在進行電氣測量時，必須首先選擇合適的儀表，并且在測量過程中，采用正確的使用方法。這樣，才能得到準在測量過程中，采用正確的使用方法。這樣，才能得到準確有效的測量數據，否則，不但不能得到正確的測量數據，確有效的測量數據，否則，不但不能得到正確的測量數據，而且可能引起人身設備事故，所以正確選擇和使用儀表是而且可能引起人身設備事故，所以正確選擇和使用儀表是非常重要的。非常重要的。要正確地選擇和使用儀表必須熟悉儀表的結構、原理要正確地選擇

33、和使用儀表必須熟悉儀表的結構、原理和技術特性，各種系列的儀表的結構、原理及特點我們前和技術特性，各種系列的儀表的結構、原理及特點我們前面已經介紹，下面簡要介紹一下使用儀表的基本要求。面已經介紹，下面簡要介紹一下使用儀表的基本要求。 （1）選擇儀表的類型。）選擇儀表的類型。 根據被測量的性質選擇儀表的類型，如根據被測量是根據被測量的性質選擇儀表的類型，如根據被測量是直流還是交流，來選擇直流儀表還是交流儀表或選用直流直流還是交流，來選擇直流儀表還是交流儀表或選用直流檔還是交流檔。測量交流時還要考慮是正弦還是非正弦，檔還是交流檔。測量交流時還要考慮是正弦還是非正弦，是工頻還是高頻。是工頻還是高頻。

34、（2）選擇儀表的內阻。）選擇儀表的內阻。 根據測量線路及被測量電路阻抗大小選擇儀表的內阻，根據測量線路及被測量電路阻抗大小選擇儀表的內阻，如電壓表的內阻越大越好，電流表的內阻越小越好。一般如電壓表的內阻越大越好，電流表的內阻越小越好。一般當電壓表內阻當電壓表內阻Rv100R（R為與電壓表并聯的被測電路的總為與電壓表并聯的被測電路的總電阻），就可以忽略電壓表內阻的影響。電阻），就可以忽略電壓表內阻的影響。 （3）選擇儀表的準確度）選擇儀表的準確度 根據實際工程要求和經濟性，合理選擇儀表的準確度，根據實際工程要求和經濟性，合理選擇儀表的準確度，準確度等級越高，儀表價格也越高，且維修也越困難。一準確

35、度等級越高，儀表價格也越高，且維修也越困難。一般控制屏上儀表的準確度等級規(guī)定為：交流電壓表、電流般控制屏上儀表的準確度等級規(guī)定為：交流電壓表、電流表、功率表準確度等級為表、功率表準確度等級為1.52.5級；直流電流表、電壓表級；直流電流表、電壓表準確度等級為準確度等級為1.5級，與測量儀表連接的分流器，附加電阻級，與測量儀表連接的分流器，附加電阻的準確度要求不低于的準確度要求不低于0.5級，測量用互感器準確度等級至少級，測量用互感器準確度等級至少應為應為1.0級。實驗室用測量儀表的準確度等級為級。實驗室用測量儀表的準確度等級為0.51.5級，級，0.1級至級至0.2級儀表通常作標準表用于精密測

36、量。級儀表通常作標準表用于精密測量。 （4）選擇儀表量程。）選擇儀表量程。 根據被測量的大小，選用適當的量程，使被測量大小根據被測量的大小，選用適當的量程，使被測量大小為儀表測量上限的的為儀表測量上限的的1/22/3以上。若不知道被測量的大致以上。若不知道被測量的大致數值范圍，則應先用儀表最大量程檔進行點測，以判定被數值范圍，則應先用儀表最大量程檔進行點測，以判定被測量的大致范圍。測量的大致范圍。 （5）選擇儀表的工作條件。）選擇儀表的工作條件。 儀表使用條件分為儀表使用條件分為A組、組、B組和組和C組。組。A組儀表一般在組儀表一般在0 40的條件下使用，的條件下使用， B組儀表一般在組儀表一

37、般在-20 50的條件下使用，的條件下使用， C組儀表一般在組儀表一般在-40 60的條的條件下使用。件下使用。 不同的儀表，接線也不同，不能亂接和接錯。不同的儀表，接線也不同，不能亂接和接錯。 一般電流表（或功率表、電能表電流線圈）串聯接一般電流表（或功率表、電能表電流線圈）串聯接入電路，電壓表（或功率表、電能表電壓線圈）并聯接入電路，電壓表（或功率表、電能表電壓線圈）并聯接入電路；入電路； 直流表要注意直流表要注意“+”、“-”端子，在不知極性的情況端子，在不知極性的情況下，也可采用點測法判定極性；下，也可采用點測法判定極性； 電流互感器原邊串入電路，副邊所有電流表（或電電流互感器原邊串入

38、電路，副邊所有電流表（或電流線圈）串聯，電壓互感器原邊并入被測電路，副邊所流線圈）串聯，電壓互感器原邊并入被測電路，副邊所有電壓表（或電壓線圈）并聯。有電壓表（或電壓線圈）并聯。 互感器二次繞組有兩種，應把測量儀表接在準確度互感器二次繞組有兩種，應把測量儀表接在準確度較高的端子上，而將繼電保護接在準確度低一級的端子較高的端子上，而將繼電保護接在準確度低一級的端子上；上； 功率表和電能表的接線必須注意端子的極性符號。功率表和電能表的接線必須注意端子的極性符號。 一般由磁電系測量機構構成，由于磁電系測量機構中，一般由磁電系測量機構構成，由于磁電系測量機構中，通電的可動線圈導線很細，而且電流還要通過

39、游絲，所以通電的可動線圈導線很細，而且電流還要通過游絲，所以允許直接通過的電流很小，所以它本身只能用作微安表或允許直接通過的電流很小，所以它本身只能用作微安表或毫安表。毫安表。 為了測量較大電流，必須采用分流器，磁電系電流表為了測量較大電流，必須采用分流器，磁電系電流表通常由測量機構和分流器并聯構成。通常由測量機構和分流器并聯構成。rc：測量機構內阻：測量機構內阻Ic：測量機構的滿偏電流：測量機構的滿偏電流RfL：分流電阻：分流電阻I：擴大量程的電流：擴大量程的電流n：電流量程擴大倍數：電流量程擴大倍數Ic rc= Irc RfLrc +RfLIIc= n=rc +RfLRfL n= rcRf

40、L+ 1n-1RfL=rc 從上式說明，要使電從上式說明，要使電流表量程擴大流表量程擴大n倍，所并聯倍，所并聯的分流電阻的分流電阻RfL應為測量機應為測量機構內阻構內阻 rc的的1/（n-1）倍。）倍。解：解： 電流量程擴大倍數：電流量程擴大倍數： 例如：例如： 有一只內阻為有一只內阻為200，滿刻度為滿刻度為500A的磁電系測的磁電系測量機構，若要將其改制成量機構，若要將其改制成量程為量程為1A的直流電流表，的直流電流表，應并聯多大的分流電阻？應并聯多大的分流電阻？IIcn=150010-6=2000（倍）（倍）n-1RfL=rc2000-1200=0.1 應并聯分流電阻：應并聯分流電阻：

41、由上式可見由上式可見,對于相同的測量機構對于相同的測量機構,配以不同的分流配以不同的分流器器,便可制成不同量程的電流表。便可制成不同量程的電流表。 分流器用溫度系數很小的錳銅電阻制成。為了防止分流器用溫度系數很小的錳銅電阻制成。為了防止通過電流時溫度過高而造成誤差，分流器要有足夠的散通過電流時溫度過高而造成誤差，分流器要有足夠的散熱面積。熱面積。 當電流較小時，分流器一般裝在電流表內部，稱為當電流較小時，分流器一般裝在電流表內部，稱為內附式分流器內附式分流器。 當電流在當電流在50A以上時，分流器一般裝在電流表外部，以上時，分流器一般裝在電流表外部，稱為稱為外附式分流器外附式分流器。 外附式分

42、流器外附式分流器有兩對接線端鈕，粗的一對稱有兩對接線端鈕，粗的一對稱“電流電流接頭接頭” ，串接于被測的大電流電路中，細的一對叫，串接于被測的大電流電路中，細的一對叫“電電位接頭位接頭”，和磁電系測量機構并聯。，和磁電系測量機構并聯。 分流器一般不標明電阻數值，而標明分流器一般不標明電阻數值，而標明“額定電流額定電流”和和“額定電壓額定電壓”值，額定電壓一般都統(tǒng)一規(guī)定為值，額定電壓一般都統(tǒng)一規(guī)定為75mV和和45mV。 當測量機構的電壓量限當測量機構的電壓量限(即電流量限與內阻的乘積即電流量限與內阻的乘積)等于分流器的電壓額定值時，則它的電流限量等于分流等于分流器的電壓額定值時，則它的電流限量

43、等于分流器的額定值。器的額定值。 例如：例如：100A的直流電流表，注明配用的直流電流表，注明配用100A、75mV的分流器。如果將它配上的分流器。如果將它配上500A、75mV的分流器時，它的分流器時，它的量程就可擴大的量程就可擴大5倍，表的讀數就要乘以倍，表的讀數就要乘以5，才是所測得，才是所測得的實際電流值。的實際電流值。 在進行直流電流測量在進行直流電流測量時，電流表應串接在被測時，電流表應串接在被測電路中。電路中。 接線時將被測電流的的流入端接電流表的接線時將被測電流的的流入端接電流表的“+”接線接線端鈕，而流出端接端鈕，而流出端接“-”接線端鈕。接線端鈕。 電流表量程的選擇應根據被

44、測量電流的大小而定。電流表量程的選擇應根據被測量電流的大小而定。如事先估計不出被測電流大小的范圍，則應先使用量程如事先估計不出被測電流大小的范圍，則應先使用量程較大的電流表測試，然后再換一個合適量程的電流表。較大的電流表測試，然后再換一個合適量程的電流表。 根據歐姆定律可知，一只內阻為根據歐姆定律可知，一只內阻為rc，滿刻度電流為，滿刻度電流為Ic的的磁電系測量機構，本身是一只磁電系測量機構，本身是一只Uc=Icrc的直流電壓表，只是的直流電壓表，只是其電壓量程很小。其電壓量程很小。 如果要測量更高的電壓，就必須擴大其電壓量程。方如果要測量更高的電壓，就必須擴大其電壓量程。方法就是將測量機構串

45、聯一只電阻法就是將測量機構串聯一只電阻Rv。 上式說明，要使電壓表上式說明，要使電壓表量程擴大量程擴大m倍，需要串聯的倍，需要串聯的分壓電阻分壓電阻Rv是測量機構內阻是測量機構內阻rc的的(m-1)倍。倍。rc：測量機構內阻：測量機構內阻Ic：測量機構的滿偏電流：測量機構的滿偏電流Uc：測量機構額定電壓測量機構額定電壓Rv：分壓電阻：分壓電阻U：擴大量程的電壓：擴大量程的電壓m：電壓量程擴大倍數：電壓量程擴大倍數Rv= (m-1)rcrc + RvUrcUc=rcUUc=rc + Rv= m例如：例如： 一只內阻為一只內阻為500 ，滿，滿刻度為刻度為100 A的磁電系測量的磁電系測量機構，要

46、改制成機構，要改制成50V量程的量程的直流電壓表，應串聯多大的直流電壓表，應串聯多大的分壓電阻？分壓電阻？Rv=(m-1)rc=(1000-1) 500=499500 ()解：解： 測量機構額定電壓測量機構額定電壓：Uc= Ic rc=100 10-6 500 =0.05V電壓量程擴大倍數電壓量程擴大倍數：UUcm =500.05= 1000(倍倍)應串聯的分壓電阻應串聯的分壓電阻： 直流電壓表由磁電系測量機構與分壓電阻串聯而成，直流電壓表由磁電系測量機構與分壓電阻串聯而成，通過選擇不同的分壓電阻即可得到不同量程的電壓表。通過選擇不同的分壓電阻即可得到不同量程的電壓表。 分壓電阻分內附、外附，

47、一般分壓電阻分內附、外附，一般600V以下用內附，高于以下用內附，高于600V用外附。用外附。 直流電壓表在測量時，直流電壓表在測量時，與被測負載并聯。與被測負載并聯。 磁電系電壓表在使用時應將被測電壓高電位端接電磁電系電壓表在使用時應將被測電壓高電位端接電壓表的壓表的“+”接線端鈕，低電位端接接線端鈕，低電位端接“-”接線端鈕。接線端鈕。 電壓表量程的選擇應根據被測量電壓的大小而定。電壓表量程的選擇應根據被測量電壓的大小而定。如事先估計不出被測電壓大小的范圍，則應先使用量程如事先估計不出被測電壓大小的范圍，則應先使用量程較大的電壓表測試，然后再換一個合適量程的電壓表。較大的電壓表測試，然后再

48、換一個合適量程的電壓表。 交流電流表一般由電磁系或電動系測量機構構成。交流電流表一般由電磁系或電動系測量機構構成。構成：構成： 由于電磁系測量機構的由于電磁系測量機構的固定線圈允許通過較大電流，固定線圈允許通過較大電流，用電磁系測量機構構成電流用電磁系測量機構構成電流表時一般不必并分流電阻而表時一般不必并分流電阻而直接構成。直接構成。 其固定線圈分成二段，兩段固定線圈由串聯通過改其固定線圈分成二段，兩段固定線圈由串聯通過改變連接片的位置改成并聯時，量程擴大一倍。變連接片的位置改成并聯時，量程擴大一倍。 交流電流表一般由電磁系或電動系測量機構構成。交流電流表一般由電磁系或電動系測量機構構成。構成

49、：構成： 在量程較小時，把在量程較小時，把定圈和動圈串聯構成。定圈和動圈串聯構成。 在量程較大時，動在量程較大時，動圈和定圈并聯。通過分圈和定圈并聯。通過分流電阻使流過定圈電流流電阻使流過定圈電流較大而流過動圈的電流較大而流過動圈的電流較小（因動圈允許通過較?。ㄒ騽尤υ试S通過的電流?。?。的電流?。?。 電動系電流表改變量程的電動系電流表改變量程的方法也可以通過把固定線圈分方法也可以通過把固定線圈分段，改變其串并聯連接方式來段，改變其串并聯連接方式來實現。實現。 當被測電流不是很大時，只要把交流電流表直接串入當被測電流不是很大時，只要把交流電流表直接串入測量回路即可，交流電流表的接線不必考慮極性。

50、當被測測量回路即可，交流電流表的接線不必考慮極性。當被測電流較大時，則采用加接電流互感器來實現。電流較大時，則采用加接電流互感器來實現。 電流表經電流互感器接入時，電流表經電流互感器接入時，若電流互感器的變比若電流互感器的變比I1/I2為為K，則，則所測得的電流應為電流表的讀數所測得的電流應為電流表的讀數乘以乘以K。 電流互感器二次側嚴禁開路，在回路中也不允許裝電流互感器二次側嚴禁開路，在回路中也不允許裝保險絲。如需要在帶負載的情況下裝拆儀表，必須先把保險絲。如需要在帶負載的情況下裝拆儀表，必須先把電流互感器二次側短路，才能將儀表連接線拆開。電流互感器二次側短路，才能將儀表連接線拆開。 交流電

51、壓表可由電磁系測量機構與分壓電阻串聯構成，交流電壓表可由電磁系測量機構與分壓電阻串聯構成，或由電動系測量機構的動圈與定圈串聯后再與分壓電阻串或由電動系測量機構的動圈與定圈串聯后再與分壓電阻串聯構成。聯構成。 當被測交流電壓不是很大時，可把交流電壓表與被測當被測交流電壓不是很大時，可把交流電壓表與被測負載并聯直接測量，交流電壓表的接線不必考慮極性問題。負載并聯直接測量，交流電壓表的接線不必考慮極性問題。 當被測交流電壓較大時，則需通過電壓互感器進行測當被測交流電壓較大時，則需通過電壓互感器進行測量。所測電壓為電壓表讀數乘以互感器變比。量。所測電壓為電壓表讀數乘以互感器變比。單相電能表的構成單相電

52、能表的構成： 感應系電能表由感應系測量機構構成，其電流線圈與感應系電能表由感應系測量機構構成，其電流線圈與負載串聯，流過負載的電流，其電壓線圈與負載并聯，反負載串聯，流過負載的電流，其電壓線圈與負載并聯，反映負載的電壓。映負載的電壓。 感應系測量機構的轉速與負載的有功功率成正比，負感應系測量機構的轉速與負載的有功功率成正比，負載功率越大，則其轉速越快，通過其積算機構，即可測出載功率越大，則其轉速越快，通過其積算機構，即可測出負載在一定時間內所消耗的電能。負載在一定時間內所消耗的電能。單相電能表的接線單相電能表的接線： 單相電能表的接線有兩種，即順入式和跳入式。單相電能表的接線有兩種，即順入式和

53、跳入式。： 當負載電流超過電當負載電流超過電度表額定值時，電能表度表額定值時，電能表需經電流互感器接入電需經電流互感器接入電路，此時，要注意電度路，此時，要注意電度表的標定電流必須是表的標定電流必須是5A。其讀數要乘以電流互感其讀數要乘以電流互感器變比才是負載實際消器變比才是負載實際消耗的電能。耗的電能。： （1）相線與零線不能接反。若接反，可能造成漏計電）相線與零線不能接反。若接反，可能造成漏計電量或短路。量或短路。 （2）電能表電源的進出線不能接反，若接反將造成計）電能表電源的進出線不能接反，若接反將造成計量錯誤。量錯誤。 （3）經電流互感器接入的電能表必須注意互感器的極）經電流互感器接入

54、的電能表必須注意互感器的極性。若極性接反，將造成錯誤計量。性。若極性接反，將造成錯誤計量。： 三相二元件電能表由二個三相二元件電能表由二個電能測量單元組裝在一起來構電能測量單元組裝在一起來構成的，它能測量三相三線制電成的，它能測量三相三線制電路的有功電能。路的有功電能。： 其接線方式有直接接入式和經電流互感器接入式二其接線方式有直接接入式和經電流互感器接入式二種。種。： 三三 相三元件電能表由三相三元件電能表由三個電能測量單元組裝在一起個電能測量單元組裝在一起而構成的，它主要用于三相而構成的，它主要用于三相四線制電路計量電能，它能四線制電路計量電能，它能保證三相負荷不對稱時也能保證三相負荷不對

55、稱時也能正確計量。正確計量。： 其接線方式有直接接入式和經電流互感器接入式二種。其接線方式有直接接入式和經電流互感器接入式二種。在負載電流較大時，則將電能表與電流互感器配合接線來在負載電流較大時，則將電能表與電流互感器配合接線來計量電能。計量電能。： （1）電壓相序不能接錯。三相電能表都要求按正相序接入，如）電壓相序不能接錯。三相電能表都要求按正相序接入，如果相序接錯，將造成錯誤計量或增大誤差。果相序接錯，將造成錯誤計量或增大誤差。 （2）對于經電壓電流互感器接入的三相電能表，必須注意電壓、）對于經電壓電流互感器接入的三相電能表，必須注意電壓、電流對應的相序和互感器的極性。如果相序不對應或互感

56、器極性接反，電流對應的相序和互感器的極性。如果相序不對應或互感器極性接反，將造成計量錯誤。將造成計量錯誤。 （3）三相四線制有功電能表的零線一定要接入，如果零線不接）三相四線制有功電能表的零線一定要接入，如果零線不接入電表或斷線，那么雖然電度表還會運行，但由于中心點位移，會引入電表或斷線，那么雖然電度表還會運行，但由于中心點位移，會引起較大計量誤差。起較大計量誤差。 （4）零線和相線不能接錯，否則除造成計量誤差外，電度表電）零線和相線不能接錯，否則除造成計量誤差外，電度表電壓線圈還可能由于承受線電壓而燒毀。壓線圈還可能由于承受線電壓而燒毀。 1）安裝在干燥及不受震動的場所，且便于安裝、試）安裝

57、在干燥及不受震動的場所，且便于安裝、試驗和抄表工作。驗和抄表工作。 2）安裝在定型產品的開關柜（箱）內或裝置在電度）安裝在定型產品的開關柜（箱）內或裝置在電度表板、電度表箱或配電盤上。表板、電度表箱或配電盤上。 3）按供電方案確定的位置安裝。）按供電方案確定的位置安裝。 4）下列場所不應安裝電度表：有易燃、易爆危險的場）下列場所不應安裝電度表：有易燃、易爆危險的場所；有腐蝕性氣體或高溫的場所；有磁場影響及多灰塵的所；有腐蝕性氣體或高溫的場所；有磁場影響及多灰塵的場所；潮濕場所。場所；潮濕場所。 1）電度表表板底口距地面不應低于）電度表表板底口距地面不應低于1.8m。 2）電度表箱暗裝時，底口距

58、地面不應底于）電度表箱暗裝時，底口距地面不應底于1.4m ；明裝不應低于；明裝不應低于1.8m，特殊情況者不低于，特殊情況者不低于1.2m 。 3）電度表裝置在露天、共公場所及人易接觸的地方應加裝表箱。）電度表裝置在露天、共公場所及人易接觸的地方應加裝表箱。 在室外裝設電度表時，電度表箱應有防止雨水侵入的措施，表箱在室外裝設電度表時，電度表箱應有防止雨水侵入的措施，表箱頂部沿箱門處呈坡形，其前后檐應超出表箱頂部沿箱門處呈坡形，其前后檐應超出表箱100mm。 1）一次側為雙線圈的電流互感器，電度計量應采用）一次側為雙線圈的電流互感器，電度計量應采用0.5級的一套級的一套線圈；線圈； 2）二次回路

59、的總阻抗不應超過銘牌的規(guī)定；）二次回路的總阻抗不應超過銘牌的規(guī)定； 3）要采用絕緣銅導線，電流回路截面不小于）要采用絕緣銅導線，電流回路截面不小于2.5mm2，電壓回路不，電壓回路不小于小于1.5mm2； 4）電流回路在接線端子的排列次序規(guī)定為：從左到右，）電流回路在接線端子的排列次序規(guī)定為：從左到右，U、V、W、N；電壓回路的排列次序為，；電壓回路的排列次序為，U、V、W或或 U、V、W、N； 5）導線中間不允許有接頭，壓接螺栓必須牢固；）導線中間不允許有接頭，壓接螺栓必須牢固； 6）二次線應排列整齊，導線兩端應穿帶有編號的塑料標記頭。）二次線應排列整齊，導線兩端應穿帶有編號的塑料標記頭。

60、電度表裝有電度表裝有10進位的指針式或滾輪式，可抄讀出電度進位的指針式或滾輪式，可抄讀出電度表的指示值，進而可以得出電能值，其讀數方法相同。表的指示值，進而可以得出電能值，其讀數方法相同。 用電量用電量=本次讀數本次讀數 - 前次讀數前次讀數 用電量用電量=（本次讀數（本次讀數 - 前次讀數）前次讀數）電流互感器變比電流互感器變比： 有一只有一只DR8型型5A、380/220V的三相四線有功電度表，的三相四線有功電度表，經過經過100/5A的電流互感器接入線路，上月讀數是的電流互感器接入線路，上月讀數是99913，本月讀數是本月讀數是00015，求本月的用電量？，求本月的用電量？ =（本月讀數