電工測(cè)量課件

第13章電工測(cè)量13.4

電壓的測(cè)量13.1

電工測(cè)量?jī)x表的分類13.2

電工測(cè)量?jī)x表的型式13.3

電流的測(cè)量13.6

功率的測(cè)量13.7

兆歐表13.5

萬(wàn)用表13.8

用電橋測(cè)量電阻、電容與電感13.9

非電量的電測(cè)法第13章電工測(cè)量13.4電壓的測(cè)量13.1電工測(cè)量本章要求：1.了解常用電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.掌握常用電工測(cè)量?jī)x表的使用方法。3.了解電橋測(cè)量電阻、電容和電感的方法。4.了解常用非電量的電測(cè)法。第13章電工測(cè)量本章要求：第13章電工測(cè)量

電路中的各個(gè)物理量（如電壓、電流、功率、電能及電路參數(shù)等）的大小，除用分析與計(jì)算的方法外，常用電工測(cè)量?jī)x表去測(cè)量。

電工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用主要有以下優(yōu)點(diǎn)：第13章電工測(cè)量1.電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并有足夠的精確度。

2.電工測(cè)量?jī)x表可以靈活地安裝在需要進(jìn)行測(cè)量的地方，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄。3.電工測(cè)量?jī)x表可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測(cè)量問(wèn)題。4.能利用電工測(cè)量的方法對(duì)非電量進(jìn)行測(cè)量。電路中的各個(gè)物理量（如電壓、電流、功率、電能13.1電工測(cè)量?jī)x表的分類1.按照被測(cè)量的種類分類

次序被測(cè)量的種類

儀表名稱

符號(hào)

電流表毫安表

電壓表千伏表功率表千瓦表

電度表相位表

頻率表歐姆表兆歐表1電流2電壓3電功率4電能5相位差6頻率7電阻AmAVkVWkWfMkWh13.1電工測(cè)量?jī)x表的分類1.按照被測(cè)量的種類分類2.按照工作原理分類型式符號(hào)被測(cè)量的種類磁電式整流式電磁式電動(dòng)式電流的種類與頻率電流、電壓、電阻電流、電壓電流、電壓電流、電壓、電功率、功率因數(shù)、電能量直流工頻和較高頻率的交流直流和工頻交流直流及工頻與較高頻率的交流3.

按照電流的種類分類（見(jiàn)上表）2.按照工作原理分類型式符號(hào)被測(cè)量的種類磁電式整流式4.按照準(zhǔn)確度分類最大基本誤差儀表的最大量程（滿標(biāo)值）

目前我國(guó)直讀式電工測(cè)量?jī)x表按照準(zhǔn)確度分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七級(jí)。

準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。

準(zhǔn)確度較高（0.1，0.2，0.5）的儀表常用來(lái)進(jìn)行精密測(cè)量或校正其他儀表。相對(duì)額定誤差

準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。儀表的準(zhǔn)確度是根據(jù)儀表的相對(duì)額定誤差來(lái)分級(jí)的。4.按照準(zhǔn)確度分類最大基本誤差儀表的最大量程（滿標(biāo)值例：一準(zhǔn)確度為2.5級(jí)的電壓表，其最大量程為50V，

正常情況下,可認(rèn)為最大基本誤差是不變的,所以被測(cè)量值比滿標(biāo)值愈小，則相對(duì)測(cè)量誤差就愈大。

如用上述電壓表來(lái)測(cè)量實(shí)際值為10V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為

測(cè)量實(shí)際值為40V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為

在選用儀表的量程時(shí)，一般應(yīng)使被測(cè)量的值超過(guò)儀表滿標(biāo)值的一半以上。則可能產(chǎn)生的最大基本誤差為例：一準(zhǔn)確度為2.5級(jí)的電壓表，其最大量程為50V，電工測(cè)量?jī)x表上的幾種符號(hào)符號(hào)意義~~3~

或~2kV或?或~~直流交流交直流三相交流儀表絕緣試驗(yàn)電壓2000V儀表直立放置儀表水平放置儀表傾斜60°度放置60°電工測(cè)量?jī)x表上的幾種符號(hào)符號(hào)意義~~134.2

電工測(cè)量?jī)x表的型式直讀式儀表測(cè)量各種電量的基本原理

利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用，使可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與通入的電流之間有T=f(I)1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩

T的部分使儀表可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。3）阻尼器能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力）的裝置，使儀表可動(dòng)部分能迅速靜止在平衡位置。直讀式儀表的基本組成部分2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC的部分當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TC等于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T時(shí)，儀表可動(dòng)部分平衡在一定的位置。134.2電工測(cè)量?jī)x表的型式直讀式儀表測(cè)量各種電量的基本原13.2

電工測(cè)量?jī)x表的型式13.2.1磁電式儀表1.結(jié)構(gòu)螺旋彈簧IINS指針永久磁鐵圓柱形鐵心O'O線圈(1)固定部分馬蹄形永久磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等。(2)可動(dòng)部分鋁框及線圈，兩根半軸O和O，螺旋彈簧及指針。

極掌與鐵心之間的空氣隙的長(zhǎng)度是均勻的，其中產(chǎn)生均勻的輻射方向的磁場(chǎng)。13.2電工測(cè)量?jī)x表的型式13.2.1磁電式儀表1.2.工作原理(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生(2)阻轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生

在線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC。

線圈通入電流

I

電磁力

F線圈受到的轉(zhuǎn)矩T=k1IFSNF

線圈通入電流

I

電磁力

F線圈受到轉(zhuǎn)矩

T線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，

彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即TC=k2

當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩T與線圈受到的轉(zhuǎn)矩TC達(dá)到平衡時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)有T=TC

2.工作原理(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生(2)阻轉(zhuǎn)矩TC的

當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡即TC=T時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)部分便停止轉(zhuǎn)動(dòng)，T=k1I，

TC=k2。儀表的標(biāo)度尺上作均勻刻度。3.阻尼作用的產(chǎn)生

當(dāng)線圈通入電流而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框切割磁通，在框內(nèi)感應(yīng)出電流，其電流再與磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力，于是可轉(zhuǎn)動(dòng)部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。

即指針的偏轉(zhuǎn)角

結(jié)論:

指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比。

當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡即TC=T時(shí)，可轉(zhuǎn)4.用途5.優(yōu)點(diǎn)：刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強(qiáng)；消耗電能量小；受外界磁場(chǎng)影響小。缺點(diǎn)：只能測(cè)量直流；價(jià)格較高；不能承受較大過(guò)載。

測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻。4.用途5.優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻。13.2.2電磁式儀表1.結(jié)構(gòu)

主要部分是固定的圓形線圈、線圈內(nèi)部有固定的鐵片、固定在轉(zhuǎn)軸上的可動(dòng)鐵片。圓形線圈小室312450推斥式電磁式儀表固定鐵片可動(dòng)鐵片13.2.2電磁式儀表1.結(jié)構(gòu)主要部分2.工作原理儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=kI2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC

=k2

彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角

成正比，即

當(dāng)

T=TC

時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，

即指針的偏轉(zhuǎn)角

結(jié)論:

指針偏轉(zhuǎn)的角度與直流電流或交流電流有效值的平方成正比。

線圈通入電流

I

磁場(chǎng)

線圈通入電流

I

磁場(chǎng)

固定和可動(dòng)鐵片均被磁化(同一端的極性是相同的)可動(dòng)片因受斥力而帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，

交流為有效值2.工作原理儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=kI2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩

因指針的偏轉(zhuǎn)角度與直流電流或交流有效值平方成正比，所以儀表標(biāo)度尺上的刻度是不均勻的。

與軸相聯(lián)的活塞在小室中移動(dòng)產(chǎn)生阻尼力空氣阻尼器。3.

用途

4.

優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單；價(jià)格低廉；可用于交直流；能測(cè)量較大的電流；允許較大的過(guò)載。缺點(diǎn)：刻度不均勻；易受外界磁場(chǎng)及鐵片中磁滯和渦流（測(cè)量交流時(shí)）的影響，因此準(zhǔn)確度不高。

測(cè)量交流電壓、交流電流。因指針的偏轉(zhuǎn)角度與直流電流或交流有效值平方成正比，所13.2.3電動(dòng)式儀表1.結(jié)構(gòu)

有兩個(gè)線圈：固定線圈和可動(dòng)線圈?？蓜?dòng)線圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上。螺旋彈簧固定線圈可動(dòng)線圈空氣阻尼器

產(chǎn)生阻尼力13.2.3電動(dòng)式儀表1.結(jié)構(gòu)有兩個(gè)線2.工作原理FF可動(dòng)線圈固定線圈

固定線圈中的電流

I1

(i1)

磁場(chǎng)可動(dòng)線圈中的電流

I2

(i2)與磁場(chǎng)相互作用電磁力

F線圈受到轉(zhuǎn)矩

T

線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，

儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通入直流時(shí)，T=k1I1I2通入交流時(shí)，

T=k1I1I2cosi1和i2的有效值i1和i2之間的相位差2.工作原理FF可動(dòng)線圈固定線圈固定線圈中的電流I1彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC

=k2

彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角

成正比，即

當(dāng)

T=TC

時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，

即指針的偏轉(zhuǎn)角

結(jié)論:

指針偏轉(zhuǎn)的角度與兩個(gè)電流(對(duì)交流為有效值)的乘積成正比。

儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通入直流時(shí)，T=k1I1I2通入交流時(shí)，T=k1I1I2cos=kI1I2（直流）=kI1I2cos

（交流）i1和i2之間的相位差4.

優(yōu)點(diǎn)：可用于交直流；準(zhǔn)確度較高。

缺點(diǎn)：受外界磁場(chǎng)影響大；不能承受較大過(guò)載。3.用途測(cè)量交直流電壓、電流及功率。彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC=k2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏13.3電流的測(cè)量

電流表的內(nèi)阻要很小。

測(cè)量直流電流通常用磁電式電流表，

若要擴(kuò)大電流表的量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上并聯(lián)一個(gè)分流電阻RA。

電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，I負(fù)載AI負(fù)載RAR0I0式中：R0

——測(cè)量機(jī)構(gòu)的電阻

RA——分流器的電阻

測(cè)量直流電流通常用磁電式電流表，測(cè)量交流電流通常用電磁式電流表。13.3電流的測(cè)量電流表的內(nèi)阻要很小。測(cè)量由可得，分流電阻

可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則分流電阻應(yīng)愈小。例:有一磁電式電流表，當(dāng)無(wú)分流器時(shí)，表頭的滿標(biāo)值電流為5mA，表頭電阻為20。今欲使其量程（滿標(biāo)值）為1A，問(wèn)分流器的電阻應(yīng)為多大？由可得，分流電阻可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則分流電阻應(yīng)愈小13.4電壓的測(cè)量表的內(nèi)阻要很高。

測(cè)量直流電壓通常用磁電式電壓表，

若要擴(kuò)大電壓表的量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上串聯(lián)一個(gè)倍壓電阻RV。

電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，式中：R0

——測(cè)量機(jī)構(gòu)的電阻

RV——倍壓器的電阻U負(fù)載V+–U負(fù)載+–R0RV+–U0

測(cè)量直流電壓通常用磁電式電壓表，測(cè)量交流電流通常用電磁式電壓表。13.4電壓的測(cè)量表的內(nèi)阻要很高。測(cè)量直流由可得，串聯(lián)電阻可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則串聯(lián)電阻應(yīng)愈大。例:有一電壓表，其量程為50V，內(nèi)阻為2000。今欲使其量程擴(kuò)大到300V，問(wèn)還需串聯(lián)多大電阻的倍壓器？由可得，串聯(lián)電阻可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則串聯(lián)電阻應(yīng)愈大。例13.5.1磁電式萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等1.直流電流的測(cè)量

測(cè)量直流電流的原理電路RA1RRA2RA3RA4RA5500mA50mA5mA0.5mA50AA+-+-RA1~RA5是分流器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，就改變了分流器的電阻，從而改變了電流的量程。量程愈大，分流器電阻愈小。13.5萬(wàn)用表直流調(diào)整電位器13.5.1磁電式萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交流13.5萬(wàn)用表13.5.1磁電式萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等2.直流電壓的測(cè)量RV1~RV3構(gòu)成倍壓器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，就改變了倍壓器的電阻，從而改變了電壓的量程。量程愈大，倍壓器電阻愈大。

測(cè)量直流電壓的原理電路RARRV2RV1RV325V5V1VA+-+-13.5萬(wàn)用表13.5.1磁電式萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量直流電流、3.交流電壓的測(cè)量

磁電式儀表只能測(cè)量直流，如果要測(cè)量交流，需加整流元件，如圖中D1和D2。

測(cè)量交流電壓的原理電路R100VA+-+-10VD1D2RV1RV2600正半周時(shí)，電流流經(jīng)D1和部分電流流經(jīng)微安表流出。負(fù)半周時(shí)，電流直接流經(jīng)D2從“+”端流出。可見(jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值?？梢?jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來(lái)改變表盤刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值?？梢?jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來(lái)改變表盤刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值。普通萬(wàn)用表只適合測(cè)量頻率為45~1000Hz的電壓。3.交流電壓的測(cè)量磁電式儀表只能測(cè)量直流，如果要測(cè)量4.電阻的測(cè)量

測(cè)量電阻時(shí)，需接入電池，被測(cè)電阻愈小，電流愈大，則指針偏轉(zhuǎn)的角度愈大。

測(cè)量電阻的原理電路RA+--+1.7k-+1.5V10100（調(diào)零）注意：(1)測(cè)量前應(yīng)先將“+”、“-”兩端短接，看指針是否指在零，否則應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)零電位器（圖中1.7k電阻）進(jìn)行校正。(2)絕對(duì)不能在帶電線路上測(cè)量電阻。用畢應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到高電壓檔。4.電阻的測(cè)量測(cè)量電阻時(shí)，需接入電池，被測(cè)電阻愈小

MF-30型萬(wàn)用表的面板圖13.5萬(wàn)用表零歐姆調(diào)整機(jī)械零位調(diào)整200100504030201050100200300400500246810101522A-V-Ω0∞Ω10V-dB-10V.mA10V+dBΩ–+500101005002551×10k×1k×100×10×150550500500100VΩμAmAV～~轉(zhuǎn)換開關(guān)MF-30型萬(wàn)用表的面板圖13.5萬(wàn)用表零歐姆14.5.2數(shù)字式萬(wàn)用表14.5.2數(shù)字式萬(wàn)用表

今以DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表為例來(lái)說(shuō)明它的測(cè)量范圍和使用方法。1.測(cè)量范圍（1）直流電壓分為五檔:200mV,2V,20V,200V,1000V。（2）交流電壓分為五檔:200mV,2V,20V,200V,750V。（3）直流電流分為五檔:200V,2mA,20mA,200mA,10A。（4）交流電流分為五檔:200V,2mA,20mA,200mA,10A。（5）電阻分為六檔:200,2k,20k,200k,2M,20M13.5.2數(shù)字式萬(wàn)用表今以DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表為例來(lái)說(shuō)明它的測(cè)量DT-830型萬(wàn)用表的面板圖POWEROFFONBEChFE晶體管插孔顯示器電源開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸入插座hFEDCAVACACADCVΩ10AmACOMV·Ω2.面板說(shuō)明DT-830型萬(wàn)用表的面板圖POWEROFFONBE(2)電源開關(guān)：使用時(shí)將開關(guān)置于“ON”位置；使用完畢置于“OFF”位置。(3)轉(zhuǎn)換開關(guān)：用以選擇功能和量程。根據(jù)被測(cè)的電量(電壓、電流、電阻等)選擇相應(yīng)的功能位；按被測(cè)量程的大小性選擇合適的量程。(4)輸入插座：將黑色測(cè)試筆插入“COM”的插座。紅色測(cè)試筆有如下三種插法，測(cè)量電壓和電阻時(shí)插入“V?”插座；測(cè)量小于200mA的電流時(shí)插入“mA”插座；測(cè)量大于200mA的電流時(shí)插入“10A”插座。

(1)顯示器：顯示四位數(shù)字，最高位只能顯示1或不顯

示數(shù)字，算半位，故稱三位半（）。最大指示為

1999或-1999。當(dāng)被測(cè)量超過(guò)最大指示值時(shí)，顯示“1”

或“-1”。(2)電源開關(guān)：使用時(shí)將開關(guān)置于“ON”位置；使用完畢置于“13.6功率的測(cè)量13.6.1單相交流和直流功率的測(cè)量通常用電動(dòng)式儀表來(lái)測(cè)量功率功率表的接線圖電壓線圈電流線圈ui2i1=i+–**負(fù)載固定線圈：匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，與負(fù)載串聯(lián)，作為電流線圈?？蓜?dòng)線圈：匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與負(fù)載并聯(lián)，作為電壓線圈。工作原理：I2正比U，且可認(rèn)為i2與u同相所以：13.6功率的測(cè)量13.6.1單相交流和直流功率的測(cè)13.6功率的測(cè)量13.6.2三相功率的測(cè)量

在三相三線制中，廣泛采用兩功率表來(lái)測(cè)量三相功率。iAW1W2****iBiCABC兩功率表測(cè)量三相功率工作原理：三相瞬時(shí)功率：所以，p=uAiA+uBiB+uC(–iA–

iB)

iC=(uA–uC)

iA+(uB–uC)

iB=uACiA+uBCiB

=p1+p2p=pA+pB+pC=uAiA+uBiB+uCiC因?yàn)?，iA+iB+iC=0可見(jiàn)，三相功率可用兩個(gè)功率表來(lái)測(cè)量。13.6功率的測(cè)量13.6.2三相功率的測(cè)量式中為uAC和iA之間的相位差。iAW1W2****iBiCABCW1的讀數(shù)為W2的讀數(shù)為式中為uBC和iB之間的相位差。兩功率表讀數(shù)之和為

P

=P1+P2=UACIAcos+UBCIBcos

式中為uAC和iA之間的相位差。iAW1W2****iB30o當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，

P1=UACIAcos

=Ul

Il

cos(30o–

)

P2=UBCIBcos

=Ul

Il

cos(30o+

)

由相量圖可知，兩功率表的讀數(shù)為兩功率表讀數(shù)之和為P

=P1+P2=Ul

Il

cos(30o–

)+Ul

Il

cos(30o+

)可見(jiàn)，采用兩表法可測(cè)量三相功率。當(dāng)<60o時(shí)，P1和P2均為正值，P=P1+P2當(dāng)>60o時(shí)，P1為正值，P2為負(fù)值，P=P1–P2

三相功率應(yīng)是兩個(gè)功率表讀數(shù)的代數(shù)和，其中任意一個(gè)功率表的讀數(shù)是無(wú)意義的。30o當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，P1=UACIAco****ABC

三相功率表的連接圖

實(shí)用中，常用一個(gè)三相功率表（二元功率表）代替兩個(gè)單相功率表來(lái)測(cè)量功率，****ABC三相功率表的連接圖實(shí)用中，常用13.7兆歐表

兆歐表：用于檢查電機(jī)、電器及線路的絕緣情況和測(cè)量高值電阻。1.結(jié)構(gòu)兆歐表構(gòu)造示意圖

兩個(gè)線圈固定在同一軸上且相互垂直。一個(gè)線圈與電阻R串聯(lián)，另一個(gè)線圈與被測(cè)電阻Rx串聯(lián)，兩者并聯(lián)接于直流電源?！蕈?00050020010030100F2NSUI2RxRI1+-MF2IF1F1永久磁鐵線圈手搖直流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)是不均勻的13.7兆歐表兆歐表：用于檢查電機(jī)、電器及線路2.工作原理在測(cè)量時(shí)，通過(guò)線圈的電流線圈電阻

線圈受到磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的轉(zhuǎn)矩，f1

()和f2

()分別為兩個(gè)線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與偏轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系?！蕈?00050020010030100F2NSUI2RxRI1+-MF2IF1F1T1=k1I1f1

()T2=k2I2f2

()

儀表的可動(dòng)部分在轉(zhuǎn)矩的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡。2.工作原理在測(cè)量時(shí)，通過(guò)線圈的電流線圈電阻線2.工作原理當(dāng)兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，有T1=T2即k1I1f1

()=k2I2f2

()

上式表明，偏轉(zhuǎn)角與兩線圈中電流之比有關(guān)，故稱為流比計(jì)。因所以結(jié)論：1.

偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)電阻Rx有一定的函數(shù)關(guān)系，所以角可以反映出被測(cè)電阻的大小。2.儀表的偏轉(zhuǎn)角與電源電壓U無(wú)關(guān)，所以手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不影響讀數(shù)。2.工作原理當(dāng)兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，有T1=T13.8用電橋測(cè)量電阻、電容和電感13.8.1直流電橋2.工作原理1.電路E–+GR3R4R1R2IG

最常用的單臂直流電橋(惠斯登電橋）用來(lái)測(cè)量約1到0.1M電阻。

當(dāng)檢流計(jì)G中無(wú)電流流過(guò)時(shí)，電橋達(dá)到平衡。

電橋平衡的條件為R1R4=R2

R3設(shè)R1=Rx為被測(cè)電阻，則式中稱為電橋的比臂，稱為較臂。

測(cè)量時(shí)，先將比臂調(diào)到一定比值，然后再調(diào)節(jié)較臂直到電橋平衡為止。13.8用電橋測(cè)量電阻、電容和電感13.8.1直流電橋213.8.2交流電橋1.電路交流電橋用來(lái)測(cè)量電容和電感。交流電橋平衡的條件為GZ3Z4Z1Z2IG~2.工作原理Z1Z4=Z2

Z3即|Z1||

Z4|

=|Z2

|

|

Z3|1+

4=

2+

3為使平衡容易調(diào)節(jié)，常將兩個(gè)橋臂設(shè)計(jì)為純電阻。

（1）當(dāng)選Z2和Z4為純電阻時(shí)，則Z1和Z3必須同為電感性或電容性。

（2）當(dāng)選Z2和Z3為純電阻時(shí)，則Z1和Z4必須一個(gè)為電感性，而另一個(gè)為電容性。13.8.2交流電橋1.電路交流電橋用來(lái)測(cè)量電容和電13.8.2交流電橋(1)電容的測(cè)量GR0R4RxR2IG~C0Cx測(cè)量電容的電橋電路電橋平衡時(shí)，有可得被測(cè)電容器無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器和標(biāo)準(zhǔn)電阻13.8.2交流電橋(1)電容的測(cè)量GR0R4RxR13.8.2交流電橋(2)電感的測(cè)量電橋平衡時(shí)，有可得被測(cè)電感元件無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器和標(biāo)準(zhǔn)電阻測(cè)量電感的電橋電路GR3R0RxR2IG~C0Lx13.8.2交流電橋(2)電感的測(cè)量電橋平衡時(shí)，有可13.9非電量的電測(cè)法

非電量的電測(cè)法就是將各種非電量（如溫度、壓力、速度、位移、應(yīng)變、流量、液位等）變換為電量，而后進(jìn)行測(cè)量的方法。非電量的電測(cè)儀器，主要由下列幾個(gè)主要部分組成傳感器測(cè)量電路測(cè)錄裝置(1)傳感器：將被測(cè)非電量變換為與其成一定比例關(guān)系的電量。(2)測(cè)量電路：將傳感器輸出的電信號(hào)進(jìn)行處理，使之適合于顯示、記錄及和微型計(jì)算機(jī)的聯(lián)接。(3)測(cè)錄裝置：各種電工測(cè)量?jī)x表、示波器、自動(dòng)記錄儀、數(shù)據(jù)處理器及控制電機(jī)等。13.9非電量的電測(cè)法非電量的電測(cè)法就是13.9.1應(yīng)變電阻傳感器電阻絲特殊膠水薄紙片被測(cè)試件

1.金屬電阻絲應(yīng)變片

電阻絲由直徑為0.02~0.04mm的康銅或鎳鉻合金繞成。2.工作原理

試件發(fā)生的應(yīng)變通過(guò)膠層和紙片傳給電阻絲，將電阻絲拉長(zhǎng)或縮短，從而改變了它的電阻。就將機(jī)械應(yīng)變變換為電阻的變化。電阻絲電阻的相對(duì)變化和試件的軸向應(yīng)變成正比。k為電阻絲應(yīng)片的靈敏系數(shù)，其值約為2。13.9.1應(yīng)變電阻傳感器電阻絲特殊膠水薄紙片被測(cè)試件交流電橋測(cè)量電路–+R3R4R1R2–+輸出電壓設(shè)測(cè)量前電橋平衡，即

R1R4=R2

R3應(yīng)變電阻測(cè)量時(shí)應(yīng)變電阻變化了R1，則如選R1=R2，R3=R4，并忽略分母中的R1，則有

常用電橋電路（大多采用不平衡電橋），把電阻的相對(duì)變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流變化。交流電橋測(cè)量電路–+R3R4R1R2–+輸出電壓設(shè)測(cè)量前電橋13.9.2電感傳感器

電感傳感器能將非電量的變化變換為線圈電感的變化，再由測(cè)量電路轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號(hào)。線圈鐵心銜鐵L2L1rr1.差動(dòng)電感傳感器

兩只線圈完全相同，且上下對(duì)稱排列。

當(dāng)銜鐵在中間位置時(shí)，兩線圈的電感相同，

當(dāng)銜鐵在中間位置時(shí)，兩線圈的電感相同，當(dāng)銜鐵受非電量的作用上下移動(dòng)時(shí)，兩個(gè)線圈的電感一增一減，發(fā)生變化，此即為差動(dòng)。13.9.2電感傳感器電感傳感器能將非電量的變

銜鐵處于中間位置，電橋平衡，輸出電壓

電感傳感器常用來(lái)測(cè)量壓力、位移、液位、表面光潔度等。2.工作原理

當(dāng)銜鐵偏離中間位置上下移動(dòng)時(shí)，電橋不平衡，輸出電壓的大小與銜鐵位移的大小成正比，其相位與銜鐵移動(dòng)的方向有關(guān)。交流電橋測(cè)量電路–+R0R0–+r+jL1r+jL2線圈標(biāo)準(zhǔn)電阻線圈鐵心銜鐵L2L1rr銜鐵處于中間位置，電橋平衡，輸出電壓13.9.3電容傳感器

電容傳感器能將非電量的變化變換為電容器電容的變化。

平板電容傳感器d

可見(jiàn)，只要改變，S，d三者之一，都可使電容改變。

將上極板固定，下極板與被測(cè)物體相接觸，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體上、下位移（改變d）或左、右位移（改變S）時(shí)，將引起電容的改變。1.平板電容傳感器13.9.3電容傳感器電容傳感器能將非電量的變

初始時(shí)C1=C2，電橋平衡，輸出電壓交流電橋測(cè)量電路

當(dāng)C1變化時(shí)，電橋不平衡，輸出電壓的大小與電容的變化成正比?？傻脦l厚度為，其介電常數(shù)為滾輪帶條極板電容傳感器測(cè)量絕緣帶條的厚度例：2.工作原理–+–+R0R0C1C2初始時(shí)C1=C2，電橋平衡，輸出電壓13.9.4熱電傳感器

熱電傳感器能將溫度的變化變換為電動(dòng)勢(shì)或電阻的變化。1.熱電偶t1t2

設(shè)熱電偶冷端的溫度t2保持恒定，則熱電動(dòng)勢(shì)只與熱端的溫度t1有關(guān)。

熱電偶由兩根不同的金屬絲或合金絲組成。

熱電偶溫度計(jì)常用來(lái)測(cè)量500~1500°C的溫度。

如果在兩根金屬絲相聯(lián)的一端加熱，則產(chǎn)生熱電動(dòng)勢(shì)Et，有熱電偶將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(shì)的變化。13.9.4熱電傳感器熱電傳感器能將溫度的變化例：熱電偶應(yīng)用于爐溫控制系統(tǒng)～220V電爐爐溫控制系統(tǒng)Uf+-+-USM+-+++---△UU1U2E直流伺服電動(dòng)機(jī)減速器放大器熱電偶加熱電阻絲調(diào)壓器t熱電偶輸出電壓參考電壓差值電壓勵(lì)磁電壓電樞電壓例：熱電偶應(yīng)用于爐溫控制系統(tǒng)～220V電爐爐溫控制系統(tǒng)Uf+

熱電偶用來(lái)測(cè)量爐溫，輸出電壓U2正比于爐溫。工作原理

爐溫為給定值時(shí)，電路平衡U1=U2，差值電壓U=0，電動(dòng)機(jī)不動(dòng)。

爐溫高于給定值時(shí)，U2>U1，差值電壓U0。

測(cè)量電路是電位計(jì)電路，基準(zhǔn)電壓U1與爐溫的給定值相對(duì)應(yīng)。U經(jīng)放大后其輸出的電壓U加在直流伺服電動(dòng)機(jī)的電樞兩端。

電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器帶動(dòng)調(diào)壓器手柄，改變調(diào)壓器的輸出電壓，使加熱電流減小，爐溫下降。使電路重新平衡（

U=0），即爐溫保持給定值。熱電偶用來(lái)測(cè)量爐溫，輸出電壓U2正比于爐溫。工作原理2.熱電阻金屬電阻絲的電阻隨溫度變化的關(guān)系為A和B為金屬絲電阻在工作溫度范圍內(nèi)的電阻溫度系數(shù)的平均值。熱電阻傳感器將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化。

電阻溫度計(jì)中的熱電阻傳感器是繞在云母、石英或塑料骨架上的金屬電阻絲。toC時(shí)的電阻值Rt

=R0(1+At+Bt2)0oC時(shí)的電阻值

對(duì)銅絲：A=410-3(1/oC)，B=0；鉑絲：A=3.9810-3(1/oC)，B=–5.8410-3(1/oC)2。2.熱電阻金屬電阻絲的電阻隨溫度變化的關(guān)系為A3.熱敏電阻

熱敏電阻將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化。8016024032010203040R/kT/oC熱敏電阻的電阻-溫度特性熱敏電阻測(cè)溫范圍約為-50~+300°C。測(cè)溫度時(shí)采用的也是電橋測(cè)量電路。熱敏電阻與補(bǔ)償電阻并聯(lián)的電橋測(cè)量電路–+R4R2–+R3RcRtUU

熱敏電阻是半導(dǎo)體元件，其電阻具有負(fù)溫度系數(shù)。tR3.熱敏電阻熱敏電阻將溫度的變化轉(zhuǎn)換為電阻的變化第13章電工測(cè)量13.4

電壓的測(cè)量13.1

電工測(cè)量?jī)x表的分類13.2

電工測(cè)量?jī)x表的型式13.3

電流的測(cè)量13.6

功率的測(cè)量13.7

兆歐表13.5

萬(wàn)用表13.8

用電橋測(cè)量電阻、電容與電感13.9

非電量的電測(cè)法第13章電工測(cè)量13.4電壓的測(cè)量13.1電工測(cè)量本章要求：1.了解常用電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)和工作原理。2.掌握常用電工測(cè)量?jī)x表的使用方法。3.了解電橋測(cè)量電阻、電容和電感的方法。4.了解常用非電量的電測(cè)法。第13章電工測(cè)量本章要求：第13章電工測(cè)量

電路中的各個(gè)物理量（如電壓、電流、功率、電能及電路參數(shù)等）的大小，除用分析與計(jì)算的方法外，常用電工測(cè)量?jī)x表去測(cè)量。

電工測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用主要有以下優(yōu)點(diǎn)：第13章電工測(cè)量1.電工測(cè)量?jī)x表的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，并有足夠的精確度。

2.電工測(cè)量?jī)x表可以靈活地安裝在需要進(jìn)行測(cè)量的地方，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)記錄。3.電工測(cè)量?jī)x表可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的測(cè)量問(wèn)題。4.能利用電工測(cè)量的方法對(duì)非電量進(jìn)行測(cè)量。電路中的各個(gè)物理量（如電壓、電流、功率、電能13.1電工測(cè)量?jī)x表的分類1.按照被測(cè)量的種類分類

次序被測(cè)量的種類

儀表名稱

符號(hào)

電流表毫安表

電壓表千伏表功率表千瓦表

電度表相位表

頻率表歐姆表兆歐表1電流2電壓3電功率4電能5相位差6頻率7電阻AmAVkVWkWfMkWh13.1電工測(cè)量?jī)x表的分類1.按照被測(cè)量的種類分類2.按照工作原理分類型式符號(hào)被測(cè)量的種類磁電式整流式電磁式電動(dòng)式電流的種類與頻率電流、電壓、電阻電流、電壓電流、電壓電流、電壓、電功率、功率因數(shù)、電能量直流工頻和較高頻率的交流直流和工頻交流直流及工頻與較高頻率的交流3.

按照電流的種類分類（見(jiàn)上表）2.按照工作原理分類型式符號(hào)被測(cè)量的種類磁電式整流式4.按照準(zhǔn)確度分類最大基本誤差儀表的最大量程（滿標(biāo)值）

目前我國(guó)直讀式電工測(cè)量?jī)x表按照準(zhǔn)確度分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七級(jí)。

準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。

準(zhǔn)確度較高（0.1，0.2，0.5）的儀表常用來(lái)進(jìn)行精密測(cè)量或校正其他儀表。相對(duì)額定誤差

準(zhǔn)確度是電工測(cè)量?jī)x表的主要特性之一。儀表的準(zhǔn)確度是根據(jù)儀表的相對(duì)額定誤差來(lái)分級(jí)的。4.按照準(zhǔn)確度分類最大基本誤差儀表的最大量程（滿標(biāo)值例：一準(zhǔn)確度為2.5級(jí)的電壓表，其最大量程為50V，

正常情況下,可認(rèn)為最大基本誤差是不變的,所以被測(cè)量值比滿標(biāo)值愈小，則相對(duì)測(cè)量誤差就愈大。

如用上述電壓表來(lái)測(cè)量實(shí)際值為10V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為

測(cè)量實(shí)際值為40V的電壓時(shí)，相對(duì)誤差為

在選用儀表的量程時(shí)，一般應(yīng)使被測(cè)量的值超過(guò)儀表滿標(biāo)值的一半以上。則可能產(chǎn)生的最大基本誤差為例：一準(zhǔn)確度為2.5級(jí)的電壓表，其最大量程為50V，電工測(cè)量?jī)x表上的幾種符號(hào)符號(hào)意義~~3~

或~2kV或?或~~直流交流交直流三相交流儀表絕緣試驗(yàn)電壓2000V儀表直立放置儀表水平放置儀表傾斜60°度放置60°電工測(cè)量?jī)x表上的幾種符號(hào)符號(hào)意義~~134.2

電工測(cè)量?jī)x表的型式直讀式儀表測(cè)量各種電量的基本原理

利用儀表中通入電流后產(chǎn)生電磁作用，使可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與通入的電流之間有T=f(I)1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩

T的部分使儀表可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)。3）阻尼器能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力）的裝置，使儀表可動(dòng)部分能迅速靜止在平衡位置。直讀式儀表的基本組成部分2）產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC的部分當(dāng)阻轉(zhuǎn)矩TC等于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T時(shí)，儀表可動(dòng)部分平衡在一定的位置。134.2電工測(cè)量?jī)x表的型式直讀式儀表測(cè)量各種電量的基本原13.2

電工測(cè)量?jī)x表的型式13.2.1磁電式儀表1.結(jié)構(gòu)螺旋彈簧IINS指針永久磁鐵圓柱形鐵心O'O線圈(1)固定部分馬蹄形永久磁鐵、極掌NS及圓柱形鐵心等。(2)可動(dòng)部分鋁框及線圈，兩根半軸O和O，螺旋彈簧及指針。

極掌與鐵心之間的空氣隙的長(zhǎng)度是均勻的，其中產(chǎn)生均勻的輻射方向的磁場(chǎng)。13.2電工測(cè)量?jī)x表的型式13.2.1磁電式儀表1.2.工作原理(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生(2)阻轉(zhuǎn)矩TC的產(chǎn)生

在線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩TC。

線圈通入電流

I

電磁力

F線圈受到的轉(zhuǎn)矩T=k1IFSNF

線圈通入電流

I

電磁力

F線圈受到轉(zhuǎn)矩

T線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，

彈簧的TC與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即TC=k2

當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩T與線圈受到的轉(zhuǎn)矩TC達(dá)到平衡時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)有T=TC

2.工作原理(1)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T的產(chǎn)生(2)阻轉(zhuǎn)矩TC的

當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡即TC=T時(shí)，可轉(zhuǎn)動(dòng)部分便停止轉(zhuǎn)動(dòng)，T=k1I，

TC=k2。儀表的標(biāo)度尺上作均勻刻度。3.阻尼作用的產(chǎn)生

當(dāng)線圈通入電流而發(fā)生偏轉(zhuǎn)時(shí)，鋁框切割磁通，在框內(nèi)感應(yīng)出電流，其電流再與磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反的制動(dòng)力，于是可轉(zhuǎn)動(dòng)部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。

即指針的偏轉(zhuǎn)角

結(jié)論:

指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比。

當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)到平衡即TC=T時(shí)，可轉(zhuǎn)4.用途5.優(yōu)點(diǎn)：刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強(qiáng)；消耗電能量小；受外界磁場(chǎng)影響小。缺點(diǎn)：只能測(cè)量直流；價(jià)格較高；不能承受較大過(guò)載。

測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻。4.用途5.優(yōu)點(diǎn)：測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻。13.2.2電磁式儀表1.結(jié)構(gòu)

主要部分是固定的圓形線圈、線圈內(nèi)部有固定的鐵片、固定在轉(zhuǎn)軸上的可動(dòng)鐵片。圓形線圈小室312450推斥式電磁式儀表固定鐵片可動(dòng)鐵片13.2.2電磁式儀表1.結(jié)構(gòu)主要部分2.工作原理儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=kI2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC

=k2

彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角

成正比，即

當(dāng)

T=TC

時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，

即指針的偏轉(zhuǎn)角

結(jié)論:

指針偏轉(zhuǎn)的角度與直流電流或交流電流有效值的平方成正比。

線圈通入電流

I

磁場(chǎng)

線圈通入電流

I

磁場(chǎng)

固定和可動(dòng)鐵片均被磁化(同一端的極性是相同的)可動(dòng)片因受斥力而帶動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，

交流為有效值2.工作原理儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T=kI2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩

因指針的偏轉(zhuǎn)角度與直流電流或交流有效值平方成正比，所以儀表標(biāo)度尺上的刻度是不均勻的。

與軸相聯(lián)的活塞在小室中移動(dòng)產(chǎn)生阻尼力空氣阻尼器。3.

用途

4.

優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡(jiǎn)單；價(jià)格低廉；可用于交直流；能測(cè)量較大的電流；允許較大的過(guò)載。缺點(diǎn)：刻度不均勻；易受外界磁場(chǎng)及鐵片中磁滯和渦流（測(cè)量交流時(shí)）的影響，因此準(zhǔn)確度不高。

測(cè)量交流電壓、交流電流。因指針的偏轉(zhuǎn)角度與直流電流或交流有效值平方成正比，所13.2.3電動(dòng)式儀表1.結(jié)構(gòu)

有兩個(gè)線圈：固定線圈和可動(dòng)線圈?？蓜?dòng)線圈與指針及空氣阻尼器的活塞都固定在軸上。螺旋彈簧固定線圈可動(dòng)線圈空氣阻尼器

產(chǎn)生阻尼力13.2.3電動(dòng)式儀表1.結(jié)構(gòu)有兩個(gè)線2.工作原理FF可動(dòng)線圈固定線圈

固定線圈中的電流

I1

(i1)

磁場(chǎng)可動(dòng)線圈中的電流

I2

(i2)與磁場(chǎng)相互作用電磁力

F線圈受到轉(zhuǎn)矩

T

線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，

儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通入直流時(shí)，T=k1I1I2通入交流時(shí)，

T=k1I1I2cosi1和i2的有效值i1和i2之間的相位差2.工作原理FF可動(dòng)線圈固定線圈固定線圈中的電流I1彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC

=k2

彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角

成正比，即

當(dāng)

T=TC

時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，

即指針的偏轉(zhuǎn)角

結(jié)論:

指針偏轉(zhuǎn)的角度與兩個(gè)電流(對(duì)交流為有效值)的乘積成正比。

儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩通入直流時(shí)，T=k1I1I2通入交流時(shí)，T=k1I1I2cos=kI1I2（直流）=kI1I2cos

（交流）i1和i2之間的相位差4.

優(yōu)點(diǎn)：可用于交直流；準(zhǔn)確度較高。

缺點(diǎn)：受外界磁場(chǎng)影響大；不能承受較大過(guò)載。3.用途測(cè)量交直流電壓、電流及功率。彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC=k2彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏13.3電流的測(cè)量

電流表的內(nèi)阻要很小。

測(cè)量直流電流通常用磁電式電流表，

若要擴(kuò)大電流表的量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上并聯(lián)一個(gè)分流電阻RA。

電流表應(yīng)串聯(lián)在電路中，I負(fù)載AI負(fù)載RAR0I0式中：R0

——測(cè)量機(jī)構(gòu)的電阻

RA——分流器的電阻

測(cè)量直流電流通常用磁電式電流表，測(cè)量交流電流通常用電磁式電流表。13.3電流的測(cè)量電流表的內(nèi)阻要很小。測(cè)量由可得，分流電阻

可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則分流電阻應(yīng)愈小。例:有一磁電式電流表，當(dāng)無(wú)分流器時(shí)，表頭的滿標(biāo)值電流為5mA，表頭電阻為20。今欲使其量程（滿標(biāo)值）為1A，問(wèn)分流器的電阻應(yīng)為多大？由可得，分流電阻可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則分流電阻應(yīng)愈小13.4電壓的測(cè)量表的內(nèi)阻要很高。

測(cè)量直流電壓通常用磁電式電壓表，

若要擴(kuò)大電壓表的量程，可在測(cè)量機(jī)構(gòu)上串聯(lián)一個(gè)倍壓電阻RV。

電壓表應(yīng)并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，式中：R0

——測(cè)量機(jī)構(gòu)的電阻

RV——倍壓器的電阻U負(fù)載V+–U負(fù)載+–R0RV+–U0

測(cè)量直流電壓通常用磁電式電壓表，測(cè)量交流電流通常用電磁式電壓表。13.4電壓的測(cè)量表的內(nèi)阻要很高。測(cè)量直流由可得，串聯(lián)電阻可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則串聯(lián)電阻應(yīng)愈大。例:有一電壓表，其量程為50V，內(nèi)阻為2000。今欲使其量程擴(kuò)大到300V，問(wèn)還需串聯(lián)多大電阻的倍壓器？由可得，串聯(lián)電阻可知，需擴(kuò)大的量程愈大，則串聯(lián)電阻應(yīng)愈大。例13.5.1磁電式萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等1.直流電流的測(cè)量

測(cè)量直流電流的原理電路RA1RRA2RA3RA4RA5500mA50mA5mA0.5mA50AA+-+-RA1~RA5是分流器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，就改變了分流器的電阻，從而改變了電流的量程。量程愈大，分流器電阻愈小。13.5萬(wàn)用表直流調(diào)整電位器13.5.1磁電式萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交流13.5萬(wàn)用表13.5.1磁電式萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等2.直流電壓的測(cè)量RV1~RV3構(gòu)成倍壓器電阻，改變轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置，就改變了倍壓器的電阻，從而改變了電壓的量程。量程愈大，倍壓器電阻愈大。

測(cè)量直流電壓的原理電路RARRV2RV1RV325V5V1VA+-+-13.5萬(wàn)用表13.5.1磁電式萬(wàn)用表用來(lái)測(cè)量直流電流、3.交流電壓的測(cè)量

磁電式儀表只能測(cè)量直流，如果要測(cè)量交流，需加整流元件，如圖中D1和D2。

測(cè)量交流電壓的原理電路R100VA+-+-10VD1D2RV1RV2600正半周時(shí)，電流流經(jīng)D1和部分電流流經(jīng)微安表流出。負(fù)半周時(shí)，電流直接流經(jīng)D2從“+”端流出。可見(jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。可見(jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來(lái)改變表盤刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值。可見(jiàn)，通過(guò)微安表的是半波電流，讀數(shù)應(yīng)為該電流的平均值。為此，加一交流調(diào)整電位器（圖中600），用來(lái)改變表盤刻度；指示讀數(shù)被折換為正弦電壓有效值。普通萬(wàn)用表只適合測(cè)量頻率為45~1000Hz的電壓。3.交流電壓的測(cè)量磁電式儀表只能測(cè)量直流，如果要測(cè)量4.電阻的測(cè)量

測(cè)量電阻時(shí)，需接入電池，被測(cè)電阻愈小，電流愈大，則指針偏轉(zhuǎn)的角度愈大。

測(cè)量電阻的原理電路RA+--+1.7k-+1.5V10100（調(diào)零）注意：(1)測(cè)量前應(yīng)先將“+”、“-”兩端短接，看指針是否指在零，否則應(yīng)調(diào)節(jié)調(diào)零電位器（圖中1.7k電阻）進(jìn)行校正。(2)絕對(duì)不能在帶電線路上測(cè)量電阻。用畢應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到高電壓檔。4.電阻的測(cè)量測(cè)量電阻時(shí)，需接入電池，被測(cè)電阻愈小

MF-30型萬(wàn)用表的面板圖13.5萬(wàn)用表零歐姆調(diào)整機(jī)械零位調(diào)整200100504030201050100200300400500246810101522A-V-Ω0∞Ω10V-dB-10V.mA10V+dBΩ–+500101005002551×10k×1k×100×10×150550500500100VΩμAmAV～~轉(zhuǎn)換開關(guān)MF-30型萬(wàn)用表的面板圖13.5萬(wàn)用表零歐姆14.5.2數(shù)字式萬(wàn)用表14.5.2數(shù)字式萬(wàn)用表

今以DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表為例來(lái)說(shuō)明它的測(cè)量范圍和使用方法。1.測(cè)量范圍（1）直流電壓分為五檔:200mV,2V,20V,200V,1000V。（2）交流電壓分為五檔:200mV,2V,20V,200V,750V。（3）直流電流分為五檔:200V,2mA,20mA,200mA,10A。（4）交流電流分為五檔:200V,2mA,20mA,200mA,10A。（5）電阻分為六檔:200,2k,20k,200k,2M,20M13.5.2數(shù)字式萬(wàn)用表今以DT-830型數(shù)字萬(wàn)用表為例來(lái)說(shuō)明它的測(cè)量DT-830型萬(wàn)用表的面板圖POWEROFFONBEChFE晶體管插孔顯示器電源開關(guān)轉(zhuǎn)換開關(guān)輸入插座hFEDCAVACACADCVΩ10AmACOMV·Ω2.面板說(shuō)明DT-830型萬(wàn)用表的面板圖POWEROFFONBE(2)電源開關(guān)：使用時(shí)將開關(guān)置于“ON”位置；使用完畢置于“OFF”位置。(3)轉(zhuǎn)換開關(guān)：用以選擇功能和量程。根據(jù)被測(cè)的電量(電壓、電流、電阻等)選擇相應(yīng)的功能位；按被測(cè)量程的大小性選擇合適的量程。(4)輸入插座：將黑色測(cè)試筆插入“COM”的插座。紅色測(cè)試筆有如下三種插法，測(cè)量電壓和電阻時(shí)插入“V?”插座；測(cè)量小于200mA的電流時(shí)插入“mA”插座；測(cè)量大于200mA的電流時(shí)插入“10A”插座。

(1)顯示器：顯示四位數(shù)字，最高位只能顯示1或不顯

示數(shù)字，算半位，故稱三位半（）。最大指示為

1999或-1999。當(dāng)被測(cè)量超過(guò)最大指示值時(shí)，顯示“1”

或“-1”。(2)電源開關(guān)：使用時(shí)將開關(guān)置于“ON”位置；使用完畢置于“13.6功率的測(cè)量13.6.1單相交流和直流功率的測(cè)量通常用電動(dòng)式儀表來(lái)測(cè)量功率功率表的接線圖電壓線圈電流線圈ui2i1=i+–**負(fù)載固定線圈：匝數(shù)少，導(dǎo)線粗，與負(fù)載串聯(lián)，作為電流線圈?？蓜?dòng)線圈：匝數(shù)多，導(dǎo)線細(xì)，與負(fù)載并聯(lián)，作為電壓線圈。工作原理：I2正比U，且可認(rèn)為i2與u同相所以：13.6功率的測(cè)量13.6.1單相交流和直流功率的測(cè)13.6功率的測(cè)量13.6.2三相功率的測(cè)量

在三相三線制中，廣泛采用兩功率表來(lái)測(cè)量三相功率。iAW1W2****iBiCABC兩功率表測(cè)量三相功率工作原理：三相瞬時(shí)功率：所以，p=uAiA+uBiB+uC(–iA–

iB)

iC=(uA–uC)

iA+(uB–uC)

iB=uACiA+uBCiB

=p1+p2p=pA+pB+pC=uAiA+uBiB+uCiC因?yàn)椋琲A+iB+iC=0可見(jiàn)，三相功率可用兩個(gè)功率表來(lái)測(cè)量。13.6功率的測(cè)量13.6.2三相功率的測(cè)量式中為uAC和iA之間的相位差。iAW1W2****iBiCABCW1的讀數(shù)為W2的讀數(shù)為式中為uBC和iB之間的相位差。兩功率表讀數(shù)之和為

P

=P1+P2=UACIAcos+UBCIBcos

式中為uAC和iA之間的相位差。iAW1W2****iB30o當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，

P1=UACIAcos

=Ul

Il

cos(30o–

)

P2=UBCIBcos

=Ul

Il

cos(30o+

)

由相量圖可知，兩功率表的讀數(shù)為兩功率表讀數(shù)之和為P

=P1+P2=Ul

Il

cos(30o–

)+Ul

Il

cos(30o+

)可見(jiàn)，采用兩表法可測(cè)量三相功率。當(dāng)<60o時(shí)，P1和P2均為正值，P=P1+P2當(dāng)>60o時(shí)，P1為正值，P2為負(fù)值，P=P1–P2

三相功率應(yīng)是兩個(gè)功率表讀數(shù)的代數(shù)和，其中任意一個(gè)功率表的讀數(shù)是無(wú)意義的。30o當(dāng)負(fù)載對(duì)稱時(shí)，P1=UACIAco****ABC

三相功率表的連接圖

實(shí)用中，常用一個(gè)三相功率表（二元功率表）代替兩個(gè)單相功率表來(lái)測(cè)量功率，****ABC三相功率表的連接圖實(shí)用中，常用13.7兆歐表

兆歐表：用于檢查電機(jī)、電器及線路的絕緣情況和測(cè)量高值電阻。1.結(jié)構(gòu)兆歐表構(gòu)造示意圖

兩個(gè)線圈固定在同一軸上且相互垂直。一個(gè)線圈與電阻R串聯(lián)，另一個(gè)線圈與被測(cè)電阻Rx串聯(lián)，兩者并聯(lián)接于直流電源?！蕈?00050020010030100F2NSUI2RxRI1+-MF2IF1F1永久磁鐵線圈手搖直流發(fā)電機(jī)磁場(chǎng)是不均勻的13.7兆歐表兆歐表：用于檢查電機(jī)、電器及線路2.工作原理在測(cè)量時(shí)，通過(guò)線圈的電流線圈電阻

線圈受到磁場(chǎng)的作用，產(chǎn)生兩個(gè)方向相反的轉(zhuǎn)矩，f1

()和f2

()分別為兩個(gè)線圈所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度與偏轉(zhuǎn)角之間的函數(shù)關(guān)系?！蕈?00050020010030100F2NSUI2RxRI1+-MF2IF1F1T1=k1I1f1

()T2=k2I2f2

()

儀表的可動(dòng)部分在轉(zhuǎn)矩的作用下發(fā)生偏轉(zhuǎn)，直到兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡。2.工作原理在測(cè)量時(shí)，通過(guò)線圈的電流線圈電阻線2.工作原理當(dāng)兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，有T1=T2即k1I1f1

()=k2I2f2

()

上式表明，偏轉(zhuǎn)角與兩線圈中電流之比有關(guān)，故稱為流比計(jì)。因所以結(jié)論：1.

偏轉(zhuǎn)角與被測(cè)電阻Rx有一定的函數(shù)關(guān)系，所以角可以反映出被測(cè)電阻的大小。2.儀表的偏轉(zhuǎn)角與電源電壓U無(wú)關(guān)，所以手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢不影響讀數(shù)。2.工作原理當(dāng)兩個(gè)線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡時(shí)，有T1=T13.8用電橋測(cè)量電阻、電容和電感13.8.1直流電橋2.工作原理1.電路E–+GR3R4R1R2IG

最常用的單臂直流電橋(惠斯登電橋）用來(lái)測(cè)量約1到0.1M電阻。

當(dāng)檢流計(jì)G中無(wú)電流流過(guò)時(shí)，電橋達(dá)到平衡。

電橋平衡的條件為R1R4=R2

R3設(shè)R1=Rx為被測(cè)電阻，則式中稱為電橋的比臂，稱為較臂。

測(cè)量時(shí)，先將比臂調(diào)到一定比值，然后再調(diào)節(jié)較臂直到電橋平衡為止。13.8用電橋測(cè)量電阻、電容和電感13.8.1直流電橋213.8.2交流電橋1.電路交流電橋用來(lái)測(cè)量電容和電感。交流電橋平衡的條件為GZ3Z4Z1Z2IG~2.工作原理Z1Z4=Z2

Z3即|Z1||

Z4|

=|Z2

|

|

Z3|1+

4=

2+

3為使平衡容易調(diào)節(jié)，常將兩個(gè)橋臂設(shè)計(jì)為純電阻。

（1）當(dāng)選Z2和Z4為純電阻時(shí)，則Z1和Z3必須同為電感性或電容性。

（2）當(dāng)選Z2和Z3為純電阻時(shí)，則Z1和Z4必須一個(gè)為電感性，而另一個(gè)為電容性。13.8.2交流電橋1.電路交流電橋用來(lái)測(cè)量電容和電13.8.2交流電橋(1)電容的測(cè)量GR0R4RxR2IG~C0Cx測(cè)量電容的電橋電路電橋平衡時(shí)，有可得被測(cè)電容器無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器和標(biāo)準(zhǔn)電阻13.8.2交流電橋(1)電容的測(cè)量GR0R4RxR13.8.2交流電橋(2)電感的測(cè)量電橋平衡時(shí)，有可得被測(cè)電感元件無(wú)損耗的標(biāo)準(zhǔn)電容器和標(biāo)準(zhǔn)電阻測(cè)量電感的電橋電路GR3R0RxR2IG~C0Lx13.8.2交流電橋(2)電感的測(cè)量電橋平衡時(shí)，有可13.9非電量的電測(cè)法

非電量的電測(cè)法就是將各種非電量（如溫度、壓力、速度、位移、應(yīng)變、流量、液位等）變換為電量，而后進(jìn)行測(cè)量的方法。非電量的電測(cè)儀器，主要由下列幾個(gè)主要部分組成傳感器測(cè)量電路測(cè)錄裝置(1)傳感器：將被測(cè)非電量變換為與其成一定比