光源電路的電氣測量

58/58光源電路的電氣測量 電氣測量的范圍涉及內(nèi)容十分廣泛，本書中只敘述光源電路中有關(guān)的電器基本測量知識，其中包括基礎(chǔ)知識，光源電路電氣測量中應(yīng)用的儀器儀表介紹，光源及有關(guān)的電源與附件的電參數(shù)測量等內(nèi)容。電氣測量的基礎(chǔ)知識10-1-1測量與誤差測量的基本概念測量，是人們借助于專門的設(shè)備，通過實驗的方法，對客觀事物取得數(shù)量觀念的認(rèn)識過程。測量的結(jié)果可能是純粹的數(shù)字，也可能是一條曲線，或者是某種圖形。不論是何種形式，其結(jié)果總包含有一定的數(shù)值及單位。由于種種因素的影響，測量結(jié)果中不可避免地存在著誤差，所以在表示測量結(jié)果時，一般要注明測量誤差數(shù)值或誤差范圍。測量的過程實質(zhì)上是一個比較過程，即把一個被測量與一個充當(dāng)測量單位的已知量進行比較，確定它是該測量單位的若干倍或若干分之一。體現(xiàn)測量單位的器具稱為量具，在使用量具測量時，一般都要配以相應(yīng)的比較儀。然而，這種測量方法使用時很麻煩，并且有一些參量的測量又無相應(yīng)的量具，因此在實際工程測量中，廣泛使用直讀式儀表或儀器。比較儀、直讀式儀表或儀器都屬于測量儀器。在實際工作中，為了完成某種測量任務(wù)，需要把幾臺測量儀器以及輔助設(shè)備組成一個整體，這個整體就稱為測量裝置。在實際測量中，對各種參量進行綜合測量的有關(guān)測量儀器和測量裝置的組合，稱為測試系統(tǒng)。在近代測量中，有些參量的測量必須經(jīng)過變換才能既方便又精確地進行。測量的過程既然是一個比較過程，就必然涉及到計量的有關(guān)知識，如測量的基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)，量值的傳遞和鑒定，以及對比。其中經(jīng)常要做的一項工作就是，由上一級計量機構(gòu)的基準(zhǔn)或標(biāo)準(zhǔn)，對本部門或本單位的量具、儀表或儀器進行檢定。測量方法的分類直接測量：用已經(jīng)由標(biāo)準(zhǔn)量定標(biāo)好的測量儀器對某一未知量直接進行測量，得知未知量的數(shù)值，這就是直接測量。如用電壓表測量電壓。間接測量：對幾個與被測量有確切函數(shù)關(guān)系的參量進行直接測量，然后通過函數(shù)關(guān)系求得被測量。這就是間接測量。如直接測量某電阻R的阻值及其兩端的電壓V值，然后由公式I=V/R求出被測量電流I的值。組合測量：當(dāng)各個未知量以一定的組合形式出現(xiàn)，通過直接測量和間接測量測得數(shù)據(jù)后，再解一組聯(lián)立方程，最后求出未知量的數(shù)值，這就是組合測量。在測量中主要的、經(jīng)常使用的方法是直接測量和間接測量。誤差與修正值測量誤差與修正值測量者通過使用一定的測量儀器對被測量進行測量，總希望獲得被測量的真值。但是實際的測量結(jié)果與被測量的真值之間總存在著誤差。真值是指在一定的時間、空間條件下，某參量所體現(xiàn)的真實數(shù)值，這個真實數(shù)值是利用理想無誤差的測量儀器獲得的。絕對誤差令被測量的真值為A0,測量儀器的示值為x，則絕對誤差為：Δx=x-A0由于真值A(chǔ)0一般無法求得，因此在實際中是用上一級標(biāo)準(zhǔn)儀器的示值A(chǔ)代替真值A(chǔ)0,當(dāng)然A不等于A0，但A總比x更接近于A0，所以通常以x與A之差(儀器的示值誤差)表示絕對誤差：Δx=x-A0修正值與Δx的絕對值對等，但符號相反，用C表示：C=-Δx=A-x 通常由上一級標(biāo)準(zhǔn)通過檢定給出受檢測量儀器的修正值，利用修正值便可求出被測量的實際值：A=x+C.必須說明兩點：根據(jù)我國有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，絕對誤差定義為：Δx=A-x。儀器的示值與讀數(shù)是有區(qū)別的。讀數(shù)是指從測量儀器的刻度盤、指針、顯示器等直接讀到的數(shù)字。而示值是該讀數(shù)所代表的被測量的數(shù)值。如一只電流表線性該度為0~100，量程為500mA，當(dāng)指針指到85分度時，讀數(shù)為85，而示值為：x=85/100×500=425(mA)。相對誤差為了判斷測量結(jié)果的精確度，經(jīng)常采用相對誤差的表示形式。實際相對誤差：絕對誤差Δx與被測量的實際值A(chǔ)之比以百分?jǐn)?shù)形式表示，就是實際相對誤差，即νA=Δx/A×100%。示值相對誤差：絕對誤差Δx與測量儀器的示值x之比以百分?jǐn)?shù)形式表示，就是示值相對誤差，即：νX=Δx/x×100%如果νA和νX很小，則A與x很接近，二者的差別不大，當(dāng)然，如果誤差本身很小，就需要注意區(qū)別了。一般在實際測量中，為了計算方便，相對誤差就是示值相對誤差。滿度相對誤差(引用誤差)：滿度相對誤差又稱滿度誤差，就是指絕對誤差Δx與測量儀器的滿度值xm之比以百分?jǐn)?shù)形式表示，即νm=Δx/xm×100%。xm就是測量儀器某一量程的上限–––––常數(shù)，所以滿度相對誤差(引用誤差)實際上給出的是絕對誤差。電工儀表的精確度分級正是按νm之值來確定的。因此在使用這類儀表進行測量時，為了減少測量中的示值誤差，在選擇量程時應(yīng)使指針盡可能接近于滿度值，一般最好能工作在不小于滿度值2/3以上的區(qū)域。允許誤差允許誤差是指根據(jù)一定的技術(shù)要求，規(guī)定某一類測量儀器不應(yīng)超過的最大范圍。允許誤差只表示某一類測量儀器可能的最大誤差范圍，并不是某臺具體測量儀器的實際誤差。允許誤差的表示方法可以是絕對誤差形式，也可以是相對誤差的形式。測量誤差的主要來源測量誤是指用測量儀器進行測量時，所得到的數(shù)值與被測量的實際值之差，有時簡稱為誤差。根據(jù)產(chǎn)生誤差的原因，測量誤差的主要來源有：儀器誤差：這是由于儀器本身性能不完善所引起的誤差，如讀數(shù)誤差、內(nèi)部噪聲引起的誤差、穩(wěn)定誤差和動態(tài)誤差等。使用誤差：又稱操作誤差，是指在使用儀器的過程中，由于安裝、調(diào)節(jié)等操作不當(dāng)所引起的誤差。人身誤差：這是指由于人的感覺器官和運動器官不完善所引起的誤差。影響誤差：又稱環(huán)境誤差，是指受到外界環(huán)境影響，如溫度、濕度、氣壓、電磁場和機械震動等所引起的誤差。方法誤差：又稱理論誤差，是指使用的測量方法不完善，依據(jù)的理論不完備等所引起的誤差。誤差的性質(zhì)和分類系統(tǒng)誤差：是指在一定條件下誤差的數(shù)值保持恒定或按某種已知的函數(shù)規(guī)律變化的誤差，又稱系差。包括有恒定系差和變值系差。隨機誤差：又稱偶然誤差或隨差，是一種具有隨機變量特點的在一定條件下服從統(tǒng)計規(guī)律的誤差。粗大誤差：是指在一定條件下測量結(jié)果顯著地偏離其實際值所對應(yīng)的誤差，又稱粗差。其性質(zhì)可能是系統(tǒng)誤差，也可能是隨機誤差，但不論是哪一種，其絕對值都特別大。產(chǎn)生的原因有：①測量方法不當(dāng)；②隨機因素的影響；③測量人員的粗心；由于這些原因產(chǎn)生的誤差又稱疏失誤差。近似數(shù)與有效數(shù)字在測量中得到的數(shù)，有準(zhǔn)確數(shù)和近似數(shù)之分；在近似數(shù)中有一部分是不可靠數(shù)字。準(zhǔn)確數(shù)和近似數(shù)兩者總稱為有效數(shù)字。在有效數(shù)字中，尤其是要注意“0”的使用，不可隨意取舍。只與計量單位有關(guān)的“0”不計入有效數(shù)字；小數(shù)點以后的“0”不能隨意省略；若數(shù)目很大，“0”也不能隨意取舍，尤其要注意表示方法，不能因表示方法不同而影響有效數(shù)字；只有在注明具體被表示數(shù)字誤差的條件下，“0”的取舍才可以不十分嚴(yán)格。儀表讀數(shù)的化整規(guī)定在不同準(zhǔn)確度級別的儀表中，它們的標(biāo)度尺分度不一樣，讀數(shù)也就不是隨意的，有著嚴(yán)格的檢定規(guī)程，在具體測量中必須注意。表10-1就是檢定規(guī)程中的“化整規(guī)定”。舉例說明：對于標(biāo)度尺分度為100的0.1級儀表，在小數(shù)點以后可以讀兩位數(shù)，但最后一位數(shù)必須是2的整數(shù)倍(即偶數(shù))，這樣誤差就取到0.02%。對于標(biāo)度尺分度為100的0.2級儀表，在小數(shù)點以后可以讀兩位數(shù)，但最后一位數(shù)必須是5的整數(shù)倍，這樣讀數(shù)誤差就取到0.05%。對于標(biāo)度尺分度為100的0.5級儀表，在小數(shù)點以后只能讀一位數(shù)，這位數(shù)可以是0~9的任何數(shù)，這樣誤差就取到0.1%。表10-110-1-2測量技術(shù)與測量儀器在光源電路的電氣測量中，所應(yīng)用的測量技術(shù)與測量儀器由被測量的電參量決定，在被測量的電參量中，有直流和交流兩類，交流又分為正弦交流、非正弦交流和脈沖等幾種。根據(jù)電參量的特點，還有電壓、電流、功率、頻率、阻抗、波形等等，所用的測量技術(shù)也各不相同。從目前實際測量的情況分析，主要的測量技術(shù)有直流電測量技術(shù)(包括電壓、電流、功率、功率因素、交流阻抗等)，脈沖測量技術(shù)等。測量儀器主要有兩大類：電氣測量指示儀表(又稱電工儀表)和電子測量儀器。從發(fā)展看，電子測量儀器的應(yīng)用將會愈來愈多，因為電子測量儀器具有很多特點：頻率范圍極寬、量程非常廣、精確度很高，可以遙測、快測，甚至測量過程可以自動化，測量內(nèi)容也大大超過電氣測量指示儀表的內(nèi)容范圍。目前在光源電路的測量中，仍以電氣測量指示儀表為主，電子測量儀器正在逐步擴大其應(yīng)用范圍。常用電氣測量指示儀表10-2-1分類電氣測量指示儀表種類繁多，應(yīng)用廣泛，根據(jù)不同的原則可以分成很多類別。根據(jù)工作原理分類則有：磁電系、電磁系、電動系、感應(yīng)系、靜電系和熱電系等。 根據(jù)測量參數(shù)分類則有：電流表、電壓表、功率表、歐姆表、電度表、相位表、頻率表和多用途儀表等。 根據(jù)使用方式分類則有：開關(guān)板式和便攜式。 根據(jù)測量方法分類則有：直讀式和比較式。 根據(jù)工作電流分類則有：交流表、直流表和交直流兩用表等。 根據(jù)精確度分類，則有：.01、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0等七個級別。 另外還可以根據(jù)對電磁場防御能力分類(分Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四級)和根據(jù)使用條件分類(分A、B、C三組)，還有根據(jù)儀表尺寸等分類和有關(guān)附件分類的。10-2-2電氣測量指示儀表的組成和基本工作原理電氣測量指示儀表的主要作用是將被測電量變換成儀表活動部分的偏轉(zhuǎn)角位移。電氣測量指示儀表組成如圖10-1所示。圖10-1電氣測量指示儀表組成的方框圖測量線路的作用是將被測之量變換成測量機構(gòu)可以直接測量的電磁量。測量機構(gòu)是儀表是主要工作部分，它的作用在于使電磁能變?yōu)槭箖x表可動部分偏轉(zhuǎn)的機械能，從而使被測參量能夠顯示出來。測量機構(gòu)有固定和可動兩部分，其主要作用是：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩、反作用力矩和阻尼力矩。其中，轉(zhuǎn)動力矩和反作用力矩是儀表指示的兩個不可缺一的重要因素；由于它們的相互作用，最后決定儀表指針的穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)位置。這就是電氣測量指示儀表的基本工作原理，不同種類的儀表就是采用不同的方法和結(jié)構(gòu)來產(chǎn)生上述幾種力矩的。10-2-3常用儀表磁電系儀表原理磁電系儀表是利用永久磁鐵的磁場與載流線圈相互作用的原理而制成的。測量機構(gòu)中的固定部分就是永久磁鐵，活動部分就是載流線圈(又稱載流載圈)。磁電系儀表的原理性結(jié)構(gòu)如圖10-2所示。圖10-2磁電系儀表的原理性結(jié)構(gòu)圖當(dāng)可動線圈通過電流I時，在動圈兩側(cè)產(chǎn)生作用力F1和F2，如參數(shù)選擇適當(dāng)，則有：F1=F2=F=BNIl,式中：B為空氣隙中的磁感應(yīng)強度； N為載流動圈的匝數(shù)； I為載流動圈流過的電流； l為載流動圈受力邊的長度。在載流動圈上產(chǎn)生的力矩M為：式中：b為載流動非受力邊的長度； S為載流動圈的有效面積，S=bl 當(dāng)轉(zhuǎn)動力矩和反作用力矩平衡時，儀表的載流動圈將有一個穩(wěn)定的偏轉(zhuǎn)角α，則式中:W為游絲(或張絲)的反作用力矩系數(shù).因S,B,N和W均為定值,通常用SL代替,則有:式中:SL稱為儀表的電流靈敏度,而1/SL稱為儀表的電流常數(shù). 如果載流動圈的電阻R已知，則α可換算成與動圈兩端所加電壓U的關(guān)系式了：式中：Sr為儀表的電壓靈敏度，1/Sr稱為儀表的電壓常數(shù)。特點和應(yīng)用磁電系儀表的特點是靈敏度高、工作穩(wěn)定可靠、消耗功率小、精密度高等，缺點是過載能力差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價格昂貴等。磁電系儀表的型號以“C”代表，符號為“⊙”。磁電系儀表只能在直流電路中測量電流(幾微安到幾千安；外附分流器)、電壓(幾毫伏到幾千伏；外附電阻)等參數(shù)。如果配以整流器或變送器，也可以測量交流電路的電參數(shù)和其它非電量參數(shù)。電磁系儀表原理電磁系儀表是一種交直流兩用的電氣測量指示儀表，其測量機構(gòu)的固定部分是一個固定線圈，簡稱定圈；活動部分是一個可動鐵芯，它被置于固定線圈內(nèi)，由軟磁材料制成。根據(jù)固定部分與可動部分相互的關(guān)系，有三種類型的結(jié)構(gòu)形式：=1\*romani吸引型：由扁平型的固定線圈和可動鐵芯組成，當(dāng)被測以流過固定線圈時，定圈吸引可動鐵芯使得指針產(chǎn)生相應(yīng)偏移(圖10-3)。圖10-3吸引型測量機構(gòu)示意圖=2\*romanii排斥型：測量機構(gòu)的固定部分由圓筒形固定線圈和固定于線圈內(nèi)壁上的鐵芯兩部分組成；可動部分仍由可動鐵芯組成，當(dāng)被測電流流過固定線圈時，固定于線圈內(nèi)壁上的鐵芯被磁化，固定的鐵芯與可動鐵芯之間產(chǎn)生排斥力，使可動鐵芯及相應(yīng)的指針產(chǎn)生偏移(圖10-4)。圖10-4排斥型測量機構(gòu)示意圖=3\*romaniii排斥吸引型：測量機構(gòu)的固定部分由圓筒形固定線圈和固定于線圈內(nèi)壁兩側(cè)上、下的兩組鐵芯等兩部分組成；可動部分由兩個可動鐵芯組成，當(dāng)被測電流流過固定線圈時，固定于線圈內(nèi)壁上的鐵芯被磁化，在兩組固定鐵芯與兩組可動芯之間分別產(chǎn)生吸引力和排斥力，使可動鐵芯及相應(yīng)的指針產(chǎn)生偏移(圖10-5)。圖10-5排斥--吸引型三種結(jié)構(gòu)型式雖有不同，但都有同樣的工作原理。當(dāng)被測電流方向改變時，固定線圈的磁場方向及鐵芯被磁化的極性同時改變，所以相互之間的吸引、排斥作用仍保持不變，這樣，轉(zhuǎn)動力矩的方向與電流的方向無關(guān)，這就是電磁系儀表能測量交流電氣參數(shù)的原理。在測量交流電氣參數(shù)時，被測交流電流流過固定線圈所產(chǎn)生的磁場使可動體發(fā)生偏轉(zhuǎn)的電磁能量為：式中：i為流過固定線圈的交流電流 L為固定線圈電感。則產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩是：式中:dα是能量dA產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)角;Mt是隨I變化的轉(zhuǎn)動力矩瞬時值由于可動部分慣性較大，最后實際可動體的偏轉(zhuǎn)是反映轉(zhuǎn)動力矩的平均值MP，則這樣，電磁系儀表在應(yīng)用于交流電路測量時，其轉(zhuǎn)動力矩與流過固定線圈中交流電流的有效值的平方成正比。在測量直流電氣參數(shù)時，有同樣的結(jié)果： 式中：IO為流過固定線圈的直流電流； KO為直流條件下的儀表系數(shù)。特點和應(yīng)用電磁系儀表的特點是結(jié)構(gòu)簡單，牢固，過載能力強，穩(wěn)定，成本較低。近年來隨著工藝的改進與提高，電磁系儀表的準(zhǔn)確度等級在逐步提高，功率消耗也逐漸降低。電磁系儀表的型號以“T”代表。電磁系儀表不僅可以測量交直流電路中的電流和電壓，還可以測量電路中的電容、相位和頻率。目前，電磁系儀表已和電動系儀表配套作為交流測量中的標(biāo)準(zhǔn)儀表。電動系儀表原理電動系儀表是利用在磁場中的載流體要受電磁力作用的原理而制成的，其測量機構(gòu)的固定部分是一個線圈，稱為固定線圈，簡稱定圈；可動部分也是一個線圈，稱為可動線圈，簡稱動圈。結(jié)構(gòu)原理如圖10-6所示。圖10-6電動系儀表結(jié)構(gòu)原理當(dāng)測量直流電流時，設(shè)流過定圈的電流為IJQ，流過動圈的電流為IDQ，定圈流過電流過時產(chǎn)生磁場使有電流通過的動圈受到電磁力的作用，作用力F1為：式中:W為游絲(或張絲)的反作用力矩系數(shù)由此可見,α與BJQ與及IDQ成正比,并與動圈位置有關(guān)(即角θ０)。必須說明，定圈中流過的電流與動圈中流過電流可以是同一個電流，也可以是不同的電流。當(dāng)測量交流電流時,設(shè)流過定圈的電流和動圈的電流是相同頻率的iJQ和iDQ,兩者之間有一定的位相關(guān)系:iJQ=IJQmsin(ωt)iDQ=IDQmsin(ωt+φ)式中:IJQm和IDQm分別為相應(yīng)電流的峰值φ為相交兩電流之間的位相差.儀表的可動部分瞬時轉(zhuǎn)距為: 由此式可見，在瞬時轉(zhuǎn)矩中包括有恒定分量和交變分量兩部分：由于可動部分存在慣性,最后的實際偏轉(zhuǎn)反映的是轉(zhuǎn)距的平均值,即為恒定分量,而交變分量在取平均值和為零,則\圖10-7表示了這一關(guān)系的曲線圖10-7電流,轉(zhuǎn)矩和時間的關(guān)系曲線 如果兩個電流同位相，即cosψ=1，則其結(jié)果與測量直流電流時的表示式一樣。這表明，電動系儀表可同時測量交直流電路的電參數(shù)。特點和應(yīng)用電動系儀表的特點是可以做成準(zhǔn)確等級在0.5級以上的高精度儀表，不僅可以應(yīng)用于直流電路，也可以應(yīng)用于頻率在15~2500Hz的交流電路中，甚至還可在更高頻率范圍內(nèi)使用。電動系儀表可以做成電壓表、電流表，尤其可以做成功率表，此外還可以做成測量功率因數(shù)、電容、電感和頻率等多項電參數(shù)的儀表。電動系儀表已作為交流測量中的標(biāo)準(zhǔn)儀表被應(yīng)用。電動系儀表的型號以“D”代表。電動系儀表的缺點是：儀表本身損耗功率較大，過載性能較差，電壓表及電流表指示分度不均勻，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格高等，這些缺點正在不斷被克服和改進中。雖然在電壓和電流的測量方面，電動系儀表有可能被電磁系儀表所取代，電動系儀表還是具有明顯的優(yōu)勢的。在電動系儀表的應(yīng)用中，作為測量功率的儀表應(yīng)用十分廣泛。在作為功率表的應(yīng)用中，電動系儀表的定圈與動圈分開接線，通常定圈作為功率表的電流線圈，動圈作為電壓線圈。另外，如果被測電路的功率因數(shù)很小，則必須選用特制的低功率因數(shù)功率表(如功率因數(shù)是0.1或0.2，都有相應(yīng)的功率表)，否則如選用一般的功率表(功率因數(shù)接近1)，會產(chǎn)生相當(dāng)大的測量誤差。測量用互感器測量用互感器是一種通過變換，使交流電壓或交流電流便于測量的儀表。在電氣測量中，常要測量高電壓、大電流和大功率數(shù)值的參數(shù)，如使用一般的附件，則有體積大、功率損耗大、不安全等缺點。采用測量用互感器可以很方便地擴大交流儀表的量程，從而可以減少配備各種量限的儀表。 測量用互感器本質(zhì)上就是一個鐵芯變壓器。常用的有電壓互感器與電流互感器。電壓互感器原理：電壓互感器相當(dāng)于一個降壓變壓器，初級線圈的匝數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于次級線圈的匝數(shù)。一般為適應(yīng)多種量程的要求，初級有很多抽頭，而次級線圈為額定電壓100V，配用一只100V量程的電壓表，會給測量帶來很大的方便。電壓互感器在應(yīng)用中，參數(shù)變比Kv是須首先考慮的：特點和應(yīng)用：電壓互感器有0.1、0.2、0.5、1.0和3.0等級別，誤差來源主要是變經(jīng)和相角，應(yīng)用是時要注意與配用的其它儀表準(zhǔn)確度等級相一致。同時在應(yīng)用時要注意以下事項：要注意根據(jù)被測電壓的高低選擇一定的變比；根據(jù)次級配套用交流電壓表(一般為100V量程)及一定的變比獲得測量結(jié)果；注意測量儀表的功率損耗是否超過互感器的容量；初級與次級務(wù)必不要接反；初級并聯(lián)于被測電壓端，次級則接電壓表或其它儀表；次級一端及鐵芯必須可靠接地，以確保人身安全；次級絕對不允許開路，一般都裝有短路開關(guān)以便換接儀表時應(yīng)用。電流互感器原理:電流互感器相當(dāng)于一個電流變換器,次級線圈匝數(shù)遠(yuǎn)比初級線圈匝數(shù)多.為了適應(yīng)多種量限的要求,初級有很多抽頭,而次級線圈為額定電流5A;配用一個5A量限的電流表,使測量很方便.電流互感器在應(yīng)用中參數(shù)變比KI需首先考慮:特點和應(yīng)用:電流互感器有0.01,0.02,0.05,0.1,0.2,0.5,1.0,和3.0等級別.誤差來源主要是變比和相角,應(yīng)用時要注意以下事項:要注意根據(jù)被測電流的大小選擇一定的變比;根據(jù)次級配套用交流電流表(一般為5A量程)及一定的變比獲得測量結(jié)果;注意測量儀表的功率損耗是否超過互感器的容量;初級與次級務(wù)必不要接反,初級與負(fù)載串聯(lián),次級則接電流表或其他儀表.次級一端及鐵心必須可靠接地,以確保人身安全.次級絕對不允許開路,一般都裝有短路開關(guān)以便換接儀表時應(yīng)用.熱電系儀表在測量交流高頻電路的有關(guān)電參數(shù)時，由于一般儀表本身具有一定的R、L和C，測量機構(gòu)如直接接入被測電路中，會引起電抗的很大變化，影響被測電路的工作狀態(tài)。因此，一般儀表均有一定頻率響應(yīng)范圍，通常不能應(yīng)用于交流高頻條件下的電參數(shù)測量。對于交流高頻條件下的電參數(shù)測量，熱電系儀表是可以應(yīng)用的儀表之一。原理熱電系儀表實際上是磁電系儀表的一個特例，即在磁電系儀表中加一個稱為熱電變換器的附件。熱電變換器由兩部分組成：加熱器和熱電偶。加熱器是把被測電參數(shù)變換成熱量的元件，即一個加熱元件；熱電偶就是測量加熱器的溫度變化的元件，即將溫升變換成熱電勢。加熱器是一個微小的導(dǎo)體，阻抗很小，在高頻電流作用下，加熱器被加熱升溫，對高頻電流的測量就被變換成對溫度的測量。而對高頻電壓的測量，則可以變換成對高頻電流的測量。測量溫度的方法很多，最常用且方便的手段是采用熱電偶，熱電偶將對溫度的測量變換成對熱電勢的測量；由于熱電勢很小，通常采用高靈敏度的磁電系儀表來測量熱電勢。熱電系儀表的組成可用圖10-8表示。圖10-8熱電系儀表的組成特點和犄應(yīng)用熱電系儀表是測量溫度的儀表，所以受環(huán)境影響較大，導(dǎo)致測量的準(zhǔn)確度不高。為了克服環(huán)境溫度的影響和提高準(zhǔn)確度等級，熱電系儀表變得十分復(fù)雜，而且制作工藝要求也十分高，因而，目前應(yīng)用的高頻電流表只能測量較大的高頻電流，且準(zhǔn)確度也不夠理想。常用電子測量儀器由于無線電電子學(xué)的誕生和發(fā)展，使經(jīng)典的測量學(xué)有了新的發(fā)展，出現(xiàn)了電子測量這一新的技術(shù)，并且已成為一門獨立的學(xué)科。電子測量就是以電子技術(shù)為手段進行的測量，電子測量的內(nèi)容也大大超過電氣測量指示儀表的測量內(nèi)容范圍。應(yīng)用電子測量技術(shù)離不開電子測量儀器；電子測量儀器作為新一代的測量設(shè)備正在發(fā)展之中。在電光源與光源電器的研制和測量過程中，正在逐步應(yīng)用電子測量儀器。本節(jié)主要介紹在光源電路中應(yīng)用的部分電子測量儀器和應(yīng)用時應(yīng)注意的事項。10-3-1示波器示波器是電子測量儀器中最常用一種，其特點是能顯示電參數(shù)隨時間的變化情況。在光源電路中應(yīng)用示波器主要是為了觀察光源或附件的電壓或電流的波形，了解對應(yīng)的相位關(guān)系等。常用的示波器有以下幾種：雙蹤或多蹤示波器雙蹤或多蹤示波器在一個水平軸(即時間軸)上可同時顯示兩個或多個信號。在光源電路中應(yīng)用這樣的儀器可同時觀察了解兩個電參數(shù)或多個電參數(shù)之間的相互關(guān)系，如光源的工作電流與端電壓之間的關(guān)系，光源的電參數(shù)與附加電器電參數(shù)之間的關(guān)系等。在具體使用雙蹤或多蹤示波器進行測量的過程，必須十分注意示波器，電源與光源電路之間的電位關(guān)系，要防止發(fā)生短路事故。通常待測的光源電路要由隔離變壓器供電。如果需要將被測波形記錄下來，可應(yīng)用照相技術(shù)將示波屏上的波形拍攝沖印后留作資料。記憶示波器測量一定頻率下重復(fù)出現(xiàn)的電信號，可用一般示波器，但是在測量某些光源電路的電參數(shù)時，其電參數(shù)的持續(xù)時間很短，僅僅是一瞬間(不重復(fù)出現(xiàn))，如脈沖燈的峰值電流，峰值電壓、放電曲線等，又如氣體放電光源的啟動著火過程，燈電壓或燈電流的變化情況等，對這些單次的、瞬間即逝的電信號就要用記憶示波器顯示，以便觀察和測量。記憶示波器又稱存貯示波器，有兩種存貯信息的方式(即有兩種類型的記憶示波器)；一種是利用存貯示波管的記憶示波器；另一種是利用數(shù)字存貯器的記憶示波器。由于記憶示波器價格昂貴，使用程序復(fù)雜，耐過載能力差。目前應(yīng)用尚不普遍.光線示波器這是一種利用電磁作用原理，以感光的方式實現(xiàn)觀察和記錄電信號的一種儀器。有以下特點：可以記錄從低頻到較高頻率的輸入電信號(可以是正弦或非正弦信號，也可以是周期或非周期信號，甚至是單次信號)，頻率的上限并不很高(約數(shù)十千赫茲)，但在一般的光源電路中應(yīng)用，能滿足要求。靈敏度比較高。因為電源系統(tǒng)本身有一定放大作用，所以使測量機構(gòu)的靈敏度大大提高。可同時記錄多個被測電信號(如16個)。目前在光源電路的測試中，已逐步應(yīng)用光線示波器測量某些電參數(shù)。如電影放映用整流器(短孤氙燈配用)的國家標(biāo)準(zhǔn)中，已規(guī)定光線示波器作為測量某些電參數(shù)必須使用的儀器。10-3-2頻譜分析儀頻譜分析儀是一種比較大型的精密測量儀器。主要用途是對非正弦的周期或非周期電信號波形進行頻譜分析。在光源電路中，有許多電參數(shù)是屬于非正弦的參數(shù)，如氣體放電光源的電流和電壓，在交流50HZ電源供電的條件下都是非正弦的周期電信號。為了深入研究光源及相應(yīng)電路的特性，也為了作精密測量，有必要應(yīng)用頻譜分析儀進行分析和測量。目前已生產(chǎn)和應(yīng)用的頻譜分析儀是兩種：外差式頻譜分析儀這種儀器又稱為模擬式頻譜分析儀，主要的工作特性有：頻率特性：包括輸入電信號的頻率上、下限等。幅度特性：包括量程、動態(tài)范圍等。掃頻特性：包括掃頻寬度、分析時間等?？焖俑盗⑷~變換頻譜分析儀這是一種數(shù)字式頻譜分析儀，簡稱FFT，配用計算機進行測量和計算。既可以對周期電信號進行分析，也可對單次“瞬時信號”進行分析(包括隨機信號)。在光源電路的電氣測量中，應(yīng)用頻譜分析儀工作僅僅才開始，并只對光源的電流波形、電壓波形進行分析，目的是精確測量各項有關(guān)的電參數(shù)。10-3-3數(shù)字式電表在光源電路的電氣參數(shù)測量中，應(yīng)用數(shù)字式電表的越來越多了，它比電氣測量指示儀表有許多優(yōu)點。應(yīng)用最多的是數(shù)字式電壓表，還有數(shù)字式多用表等；多數(shù)用來測量直流電壓和交流電壓。當(dāng)然，直流電流和交流電流也可以測量，但最基本的是電壓測量，因為測量電流時也是通過取樣電阻(內(nèi)接或外接)測量電壓換算得到。由于數(shù)字電壓表輸入阻抗高，靈敏度也高，所以在測量直流電壓時，一般都能獲得滿意的結(jié)果，對被測量電路影響也是極小的。當(dāng)測量交流電壓時(包括交流電流)，儀表內(nèi)裝有一定的交流–––直流轉(zhuǎn)換器，將交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓再進行測量。這樣，數(shù)字電壓表測量交流電壓的性能如何，就由轉(zhuǎn)換器的質(zhì)量性能決定了。應(yīng)用轉(zhuǎn)換器的目的，是為了使儀器的測量指示值能表示被測的交流電壓值，而交流值一般以有效值來表示。在數(shù)字電壓中應(yīng)用的轉(zhuǎn)換器有三種：平均值轉(zhuǎn)換器、有效值轉(zhuǎn)換器和峰值轉(zhuǎn)換器。平均值轉(zhuǎn)換器這是把交流電壓經(jīng)過整流(半波或全波)變成直流電壓，實際上是交流電壓的平均值，但按交流有效值刻度指示。對于正弦交流電壓，這種轉(zhuǎn)換器能測量指示相應(yīng)的有效值。有效值轉(zhuǎn)換器這是直接測量交流電壓，并以直流電壓形式表示出相應(yīng)的交流電壓有效值，具體又析分為兩種：熱電式有效值轉(zhuǎn)換器：將交流電壓經(jīng)過加熱元件，再將熱能變換成直流電壓進行測量。這個測量結(jié)果，不僅對正弦交流電壓能反映出有效值，就是對非正弦交流電壓，也能反映相應(yīng)的有效值，又稱真有效值。對于非正弦交流電壓的有效值，以真有效值表示，并有嚴(yán)格的定義。由于非正弦交流電壓不是單一的頻率成分，即有許多高次諧波成分，即有許多高次諧波成分，所以用均方根值表示其真有效值。全電子式有效值轉(zhuǎn)換器：這是按有效值定義，通過對被測交流電壓的運算，而得到的相應(yīng)的有效值。峰值轉(zhuǎn)換器是將交流電壓進行峰值檢波等處理得到直流電壓，同樣按交流有效值刻度。對于正弦交流電壓，一樣能測量指示相應(yīng)的有效值。因此，轉(zhuǎn)換器類型雖然不同，但對于被測量的正弦交流電壓，都可以得到同樣的結(jié)果–––––指示出相應(yīng)的有效值，但對于非正弦交流電壓，尤其當(dāng)波形相對于正弦波有較大的失真時，平均值轉(zhuǎn)換器與峰值轉(zhuǎn)換器就不能正確測量指示出相應(yīng)的真有效值了，而用有效值轉(zhuǎn)換器。所以，在應(yīng)用數(shù)字電壓表測量非正弦交流電壓時，必須先了解電壓表內(nèi)轉(zhuǎn)換器的類型。如果不是有效值轉(zhuǎn)換器就不能進行測量。10-3-4數(shù)字式功率計數(shù)字式功率計是一種測量電器功率損耗的電子測量儀器。以前，在光源電路中，是用電氣測量指示儀來測量光源或鎮(zhèn)流器的功率損耗的。由于這類儀表本身有一定的損耗，所以在作比較精確的測量或測量較小的功率損耗時，誤差較大，有時不僅不能修正測量結(jié)果，還會影響被測電路的工作狀態(tài)。目前國內(nèi)外應(yīng)用于光源電路測量的數(shù)字式功率計都是采用時分割乘法器，最后輸出數(shù)字顯示。它的特點是：電壓輸入部分輸入阻抗大，電流輸入部分輸入阻抗小，儀器本身總的功率損耗極小，不僅可以測量正弦交流電信號，也適用于各種非正弦交流電信號，精度高，動態(tài)范圍大。國內(nèi)正研究另一種數(shù)字式功率計，即將相應(yīng)的電流電壓電信號，同樣同步取樣并作模數(shù)轉(zhuǎn)換，在存貯到存貯器以后，再按一定程序?qū)?shù)字化了的信號進行運算，最后得到平均功率數(shù)，以數(shù)字顯示。從原理上講，這是完全可行的：這本質(zhì)上是一臺專用的微機測量儀器。10-3-5失真度儀這是一種測量光源電路中電流或電壓波形失真度的儀器，為了敘述方便，先簡單介紹失真度的定義。失真度又稱非線性失真系數(shù)，簡稱失真系數(shù)，是表示一個非正弦波形與正弦波形的差別程度。失真系數(shù)Kf為： 目前應(yīng)用的失真度儀就是按此定義設(shè)計生產(chǎn)的。儀器分別對原信號及將基波成分濾掉的信號進行測量，再進行計算，儀器可測得：它與Kf的關(guān)系是： 當(dāng)K<<1時，Kf≈K,,一般如失真系數(shù)在30%以下，則可認(rèn)為K近似等于Kf. 應(yīng)用失真度儀測量光源電路中電流或電壓波形的失真度，可以分析光源及有關(guān)電器的性能，發(fā)現(xiàn)問題并作改進。 根據(jù)定義，有一臺譜分析儀也可對電壓或電流波形的失真度進行測量，但不如失真度儀簡單方便。光源電路中部分電參數(shù)測量在光源電路中所涉及到的電參數(shù)很多，除光源本身的電參數(shù)外，還有電源及各種附屬電器的電參數(shù)。另外，在光源的光參數(shù)測試和光源壽命試驗中，也都離不開有關(guān)電參數(shù)的測量和觀察，因此，光源各光電參數(shù)之間都是密切相關(guān)的。10-4-1對測量儀器的要求電參數(shù)測量用的儀器儀表，前兩節(jié)中已作敘述。目前仍以電氣測量指示儀表應(yīng)用為多，而今后將愈來愈多地應(yīng)用電子測量儀器。不論應(yīng)用哪一種儀器儀表，由于光源電路本身具有的特點，對儀器儀表的選擇和應(yīng)用都有一定的要求和必須注意的事項。對電氣測量指示儀表的要求要有足夠的準(zhǔn)確度。這要根據(jù)要求和條件來選擇；并不是準(zhǔn)確度等級越高越好，而要考慮各個儀表準(zhǔn)確度等級的一致性。儀表指示的重復(fù)性要好。在儀表的術(shù)語中是指變差要小。要有合適的靈敏度。這要根據(jù)測量量值的范圍來決定儀器的選擇。儀表本身的功率損耗要小。一般說電流表的內(nèi)阻要小，電壓表的內(nèi)阻要大(即分流要小)，而功率表電流繞組的內(nèi)阻要小，電壓繞組的內(nèi)阻要大。具體在光源電路中，有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)這樣規(guī)定：串聯(lián)儀表產(chǎn)生的附加電壓不能超過被測支路電壓的2%；并聯(lián)儀表的分流電流不能超過被測支路電流的3%。要有良好的讀數(shù)裝置。要有足夠的頻率響應(yīng)。這個要求比較復(fù)雜，在一般50HZ的正弦交流電路測量中，沒什么問題，因為常用的電器測量指示儀表是按50HZ正弦波形校驗出廠的，而在某些光源電路中，電壓、電流波表仍為正弦形，畸變小，如熱幅射光源電路中的電壓、電流等參數(shù)，而其他的光源電路中，電壓、電流波形有著不同程度的失真，這樣將會給測量帶來不同程度的誤差。而波形的失真就意味著諧波分量的增加。如果儀表的頻率響應(yīng)能滿足要求，則可大大減小測量誤差。對電子測量儀器的要求和注意事項選擇的電子測量儀器應(yīng)有較好的穩(wěn)定性和重復(fù)性。注意被測電參數(shù)的范圍，防止因過載使電子測量儀器損壞。由于電子測量儀器都獨立供電，所以在應(yīng)用中應(yīng)注意被測光源電路與電子測量儀器之間的電壓關(guān)系。當(dāng)兩個部分的零電位點不是同一電位時，聯(lián)接后可能會發(fā)生短路事故。通常的做法是將光源電路經(jīng)隔離變壓器供電。10-4-2熱幅射光源電參數(shù)測量測量的電參數(shù)：電壓：光源兩端的工作電壓。電流：流過光源的工作電流。功率；光源消耗的功率。測量電路：如圖10-9所示。圖10-9熱輻射光源測量電路測量儀表與裝置：電壓表、電流表、功率表和調(diào)壓變壓器及開關(guān)等。測量注意事項：在測量某一參數(shù)時，不用的儀表可用開關(guān)短路或開路方法使它脫離測量電路，以減少測量誤差。圖10-9所示的電路可用交流電源供電，也可用直流電源供電(不用調(diào)壓變壓器)。一般應(yīng)選用穩(wěn)壓電源；在高精度測量時，可選用穩(wěn)流電源。此外，還應(yīng)注意光源在通電后應(yīng)有一段穩(wěn)定時間，要保證環(huán)境條件的相對穩(wěn)定。11-4-3氣體放電光源電參數(shù)測量氣體放電光源的種類很多，這里主要敘述熒光燈的電參數(shù)測量方法，其它氣體放電光源電參數(shù)的測量方法基本一樣，只將一些特殊問題作些說明。熒光燈電參數(shù)測量測量的電參數(shù)：電壓：光源兩端的工作電壓。電流：流過光源的工作電流。啟動電流：又稱預(yù)熱電流，是燈絲預(yù)熱時的電流。功率：光源消耗的功率。測量電路：如圖10-10所示。圖10-10熒光燈測量電路測量儀器與裝置：有電壓表、電流表、功率表、調(diào)壓變壓器、基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器及開關(guān)等。測量注意事項；熒光燈與熱幅射光源不同，外界條件對光電參數(shù)影響十分顯著，所以熒光燈在測試時，必須十分注意測試條件：供電電源：電源通常都是50HZ的交流電源，電源頻率應(yīng)穩(wěn)定在一定范圍內(nèi)，并與鎮(zhèn)流器的設(shè)計頻率相一致，電源電壓也應(yīng)該穩(wěn)定，電源電壓的波形應(yīng)是失真較小的正弦波，高次諧波的總含量不應(yīng)超過3%(設(shè)基波為100%，按均方根之和計算)。頻率穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定范圍等具體指標(biāo)是根據(jù)測量的要求而定的,一般生產(chǎn)檢驗測量，要求低一些，頻率及電壓的穩(wěn)定范圍可以大一些，而作為計量測量，要求就比較高了。目前比較理想的供電電源是穩(wěn)頻穩(wěn)壓電源。測量儀表：總的要求已經(jīng)說明了，只強調(diào)一點，儀表基本上不產(chǎn)生波形誤差。在熒光燈電路中(包括其它氣體放電光源電路)電流波形失真較小，電壓波形失真很大，幾乎是一個方波了。這也就是對儀表的頻響應(yīng)要求?；鶞?zhǔn)鎮(zhèn)流器：基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器又稱標(biāo)準(zhǔn)鎮(zhèn)流器，它是測量氣體放電光源必不可少的元件。由于氣體放電光源實際使用中配備的氣體放電光源的光電參數(shù)，為了有利于比較不同光源各項參數(shù)，就統(tǒng)一規(guī)定在測量中必須配備基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器，即誤差較小的，符合規(guī)定(電壓電流比值，功率因數(shù)和溫升等三項參數(shù))的特殊鎮(zhèn)流器。這種鎮(zhèn)流器必須由專業(yè)廠生產(chǎn)，并經(jīng)計量部門檢測確認(rèn)后才可應(yīng)用。環(huán)境條件：環(huán)境溫度和通風(fēng)情況對熒光燈的光電參數(shù)影響十分明顯，所以測量時要求環(huán)境溫度在一定范圍(是不通風(fēng)的密封環(huán)境)。每次測量必須使燈穩(wěn)定工作15分鐘以上。測量比較的條件：氣體放電光源是一個放電特性非常不穩(wěn)定的器件，所以不同燈管的測量或同一支燈管多次測量，應(yīng)保證在同樣的條件下進行比較。為此又有一些相應(yīng)的規(guī)定：①線路一樣，熒光燈與電路聯(lián)接的相地位置要固定；②可以規(guī)定在同樣電源電壓下進行比較，也可以規(guī)定在同樣工作電流下進行比較，或規(guī)定在同樣的功率下比較。具體的規(guī)定要根據(jù)測量的要求和光源的應(yīng)用情況決定。對一般測量，如僅僅檢驗產(chǎn)品的成品情況，則規(guī)定在同樣的電源電壓下進行，因為在光源的應(yīng)用過程中，只能控制電源電壓，無法控制燈的工作電流或功率。但在對計量標(biāo)準(zhǔn)測試時，就應(yīng)規(guī)定在同樣的工作電流或功率條件下進行。老練：對于熒光燈，國際標(biāo)準(zhǔn)及國家標(biāo)準(zhǔn)都規(guī)定必須將新制成的燈老練100小時，也就是說，燈的光電參數(shù)必須以老練100小時以后所測得的數(shù)值為準(zhǔn)。配用電子鎮(zhèn)流器的熒光燈電參數(shù)測量：以上敘述的測量內(nèi)容和注意事項都是針對用電感鎮(zhèn)流器的熒光燈電路，如果熒光燈配用電子鎮(zhèn)流器，則用熒光燈的電參數(shù)測量就比較困難了，因為此時熒光燈實際工作于20KHZ以上的頻率范圍，用普通儀表無法測量。目前針對這樣的使用條件有兩種處置的方法：①選用相應(yīng)頻率響應(yīng)的儀器進行測量(就目前國內(nèi)儀器條件有一定困難)；②將電子鎮(zhèn)流器和燈作為一個整體看待，從電源輸入端進行測量，即在規(guī)定電源電壓的條件下測量電源供給的工作電流，測量電源總的消耗功率。由于電源是直流電源或50HZ交流電源，這樣又成為直流或50HZ交流的電參數(shù)測量了。其他氣體放電光源的電參數(shù)測量目前應(yīng)用的氣體放電光源除熒光燈外，還有低壓汞燈、低壓鈉燈、高壓汞燈、高壓鈉燈燈、金屬鹵化物燈等許多種，其中直流供電的測量方法比較簡單，不再敘述。交流供電的測量方法及測量內(nèi)容大致上與熒光燈相似，但也有一些應(yīng)特別注意的問題：這些光源除個別外，在多數(shù)從啟動建立穩(wěn)定的放電到正常工作的過程都比較長(這一過程也稱為啟動過程，但與建立氣體放電的啟動過程的性質(zhì)不同；這是在已建立起填充氣體的氣體放電后，由于放電物質(zhì)逐步從固態(tài)或液態(tài)蒸發(fā)成氣態(tài)，使放電逐漸過渡到設(shè)計的工作狀態(tài)的過程)，這時流過燈的電流都比額定工作電流大，這在電路及儀表量程的選擇中要特別注意。此啟動過程隨環(huán)境溫度與燈種類而長短不一。一般在數(shù)分種的范圍之內(nèi)。這些光源的功率都比較大，一般為百瓦，也有數(shù)千瓦的，個別的可達(dá)10千瓦以上，所以燈的工作電流都比較大，因此電路中的引線截面不能太小，并且也不易過長，尤其應(yīng)注意聯(lián)接點，防止因接觸不良而發(fā)熱，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確和損壞測量儀表。這些光源大多數(shù)都應(yīng)用專門的高壓或高頻高壓啟動裝置以建立氣體放電條件，所以要防止測試儀表受高壓或高頻高壓的影響(嚴(yán)重時可損壞測量儀表)。由于這些光源功率大、品種多，目前僅只有部分規(guī)格的燈有相應(yīng)的基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器，因此在測量中必須注意鎮(zhèn)流器對測量的影響。在沒有基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器的條件下，可以根據(jù)光源特性和對基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器的要求，自行設(shè)計專用鎮(zhèn)流器，或從已應(yīng)用的鎮(zhèn)流器中選擇合適的鎮(zhèn)流器，把它們當(dāng)作基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器應(yīng)用，或稱為參照鎮(zhèn)流器。這樣可以使被測燈管在同一鎮(zhèn)流器條件下測量，并作比較。但是，凡有條件的，都應(yīng)使用基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器。由于氣體放電光源的一致性較差，雖然測量了燈的工作電壓，工作電流和功率等電參數(shù)，但為了深入分析燈的工作狀態(tài)，還須測量燈的工作電壓波形和工作電流波形。如果使用不同類型的鎮(zhèn)流器，還要測量電路的功率因數(shù)等。脈沖燈電參數(shù)測量在氣體放電光源中，有一類光源稱為脈沖燈，它們的工作狀態(tài)不同于前面敘述的各種氣體放電光源工作狀態(tài)，所以脈沖燈電參數(shù)測量有必要單獨敘述。脈沖燈是瞬間工作的氣體放電光源，它從啟動放電到停止工作僅只有數(shù)毫秒到數(shù)微秒的時間，又因為脈沖燈的工作過程是儲能電容對燈的放電過程，通常就將脈沖燈的工作過程稱為脈沖燈放電過程。描述脈沖燈放電過程的電參數(shù)很多，除個別參數(shù)外，大多數(shù)都隨放電的時刻而變化，而且?guī)缀跛袇?shù)都與電路結(jié)構(gòu)、燈的幾何尺寸、燈內(nèi)充氣壓力和充氣種類有著十分密切的關(guān)系，這正是脈沖燈的特點，以下敘述比較常用的幾個電參數(shù)測量。測量的電參數(shù)：電阻率：脈沖燈的等效電阻率電阻系數(shù)：脈沖燈峰值電流對應(yīng)的電阻系數(shù)。測量電路：如圖10-11所示。測量儀器與裝置：電壓取樣裝置、電流媽樣裝置、示波器和照相機等。圖10-11脈沖燈測量電路測量儀器注意事項：脈沖燈電阻率和電阻系數(shù)的測量，是間接測量，即通過脈沖放電瞬間電壓和電流的測量，再經(jīng)過計算獲得。為此分別敘述測量與計算的有關(guān)步驟：測量：根據(jù)圖10-11的電路，測量脈沖燈放電時的電壓、電流隨時間變化曲線V(t)及i(t)相應(yīng)的值。計算：根據(jù)測量得到V(t)和i(t)曲線，按下式計算脈沖燈電阻(即等離子體電阻)：然后可知脈沖燈的等效電阻率： 式中：D為脈沖燈管直徑；l為脈沖燈管弧長。 根據(jù)測量結(jié)果可知，R(t)及ρ(t)在脈沖燈峰值電流的附近可以近似地認(rèn)為是一個常數(shù)，如圖10-12是從某一定幾何形狀的脈沖燈上測得的曲線。燈的幾何尺寸為Ф16×405mm，放電電路為LC電路，電感L為2700μH，電容C為4044μF，電壓V0為1700V。圖10-12脈沖燈電參數(shù)曲線 脈沖燈電阻系數(shù)為K0 通常都是測量峰值電流對應(yīng)的電阻系數(shù)，所以有： 式中：imax為峰值電流值。 V0為峰值電流所對應(yīng)的電壓值。 根據(jù)V(t)和i(t)，可以求知V0和imax值，然后經(jīng)過計算可以求得電阻系數(shù)值K0。圖10-12中的曲線中有一條是表示K0值的。由曲線可知，峰值電流所對應(yīng)的燈的電阻值最小，所以K0值就是最小燈電阻所對應(yīng)的電阻系數(shù)值。鎮(zhèn)流器電參數(shù)測量在氣體放電光源的電路中，鎮(zhèn)流器是必不可少的附加電器，現(xiàn)在已有把鎮(zhèn)流器與光源做成一個整體的趨勢。鎮(zhèn)流器的種類很多目前應(yīng)用最多的還是電感鎮(zhèn)流器，所以，下面主要敘述對電感鎮(zhèn)流器的各項電參數(shù)進行測量的方法，同時對其它類型鎮(zhèn)流器的測量方法略作介紹。電感鎮(zhèn)流器電參數(shù)測量測量的電參數(shù)測量的電參數(shù)有：額定端電壓下的電流(即工作電流)，額定啟動狀態(tài)下的電流(即啟動電流)，功率損耗，輸出功率(即燈功率)，電流波形因數(shù)，電壓/電流(即線性)。測量電路根據(jù)上述各項參數(shù)，必須用不同的測量電路。圖10-13所示的電路可以測量額定電壓下的電流，額定啟動狀態(tài)下的電流和電壓/電流。圖10-14所示的電路可以測量功率損耗。圖10-15所示的電路可以測量輸出功率。圖10-16所示的電路可以測量電流波形因數(shù)。圖10-13鎮(zhèn)流器測量電路之一圖10-14測量鎮(zhèn)流器電功率損耗電路圖10-15測量鎮(zhèn)流器輸出功率的電路圖10-16測量鎮(zhèn)流器電流波形因數(shù)電路測量儀器與裝置測量用的儀器和裝置有調(diào)壓變壓器、電壓表、電流表、功率表、三值表、光電池、取樣電阻等。測量注意事項由于測量的電參數(shù)較多，涉及到的條件等不同，以下分別敘述。在測量中，測量額定電壓下的電流、額定啟動狀態(tài)下的電流和電壓/電流時，都是直接由電源輸入進行測量，不是在點燈電路中測量，所以測量結(jié)果與在點燈電路中測量的數(shù)據(jù)有一定差別，但差別不很大。為了方便，就采用直接測量方法。(2)有關(guān)的測試條件規(guī)定，基本上與前面敘述的氣體放電光源測試條件相似，不另敘述。(3)測試鎮(zhèn)流器功率損耗使用的功率表，必須用低功率因數(shù)功率表，因為鎮(zhèn)流器本身是低功率因數(shù)的器件。另外，有些鎮(zhèn)流器的功率損耗很小，如果應(yīng)用測光源用的功率表，將會產(chǎn)生很大的測量誤差。如用數(shù)字式功率功率計則不受被測器件的限制，可適應(yīng)不同功率因數(shù)的器件的測量要求。鎮(zhèn)器的輸出功率測試是采用等效比較的方法(圖10-15)，以基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器和基準(zhǔn)燈管作為等效比較的標(biāo)準(zhǔn)，以配用基準(zhǔn)鎮(zhèn)流器的基準(zhǔn)燈管光輸出為100%，再以配用被測鎮(zhèn)流器的基準(zhǔn)燈管輸出作比較，一般要求相對值不得低于92.5%。電流波形因數(shù)是表示配用鎮(zhèn)流器的光源電路一個重要參數(shù)，它將直接影響光源的輸出和壽命。電流波形因數(shù)的定義是電流波形的峰值與有效值之比。三值表是測量峰值、有效值和平均值的電表。電流波形因數(shù)實質(zhì)上是間接表示電流波形失真情況的一個參數(shù)。一般說，電流波形因數(shù)愈大于1.414(正弦波的電流波形因數(shù))，失真愈大。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電流波形因數(shù)值的范圍在1.7左右。電壓/電流是表示鎮(zhèn)流器阻抗特性的參數(shù)，一般要求測量工作電流變化在50~110%之間。電壓/電流變化愈小，表示線性愈好，不僅使電流波形因數(shù)減小，還可以減小由于電源電壓變化所引起的工作電流變化值；這些都會有利于延長燈管的使用壽命。電子鎮(zhèn)流器電參數(shù)測量測量的電參數(shù)：工作電流：配用的光源達(dá)到輸出光通量所對應(yīng)的電流值。功率損耗：配用的光