第2章-電測量指示儀表-

第2章電測量指示儀表

2.1電測量指示儀表的基本知識2.2磁電系儀表2.3電磁系儀表2.4電動系儀表2.5感應(yīng)系儀表2.6數(shù)字儀表示例2.1電測量指示儀表的基本知識2.1.1模擬指示儀表的組成和基本原理從圖可以看出，整個指示儀表由測量線路和測量機構(gòu)兩部分組成。一般而言，測量機構(gòu)能夠接受的一般是較微弱的電流，如果被測量是較大的電流或是其他的物理量，則須通過測量線路把被測量x轉(zhuǎn)換為可被測量機構(gòu)接受的中間量y。測量機構(gòu)是電測量指示儀表的核心，它的任務(wù)是把與被測量保持一定的函數(shù)關(guān)系的中間量y再轉(zhuǎn)換為指針角位移α，這樣角位移α才能表示被測量x。圖電測量指示儀表框圖1.產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩M的驅(qū)動裝置作用:在測量機構(gòu)中接受中間量,并使活動部分產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩.它由磁路系統(tǒng),可動線圈或鐵磁元件組成.2.產(chǎn)生反作用力矩的控制裝置作用:在機構(gòu)中,對活動部分產(chǎn)生反作用力矩.它由彈性元件—游絲或張絲組成.3．產(chǎn)生阻尼力矩Md的阻尼裝置作用：產(chǎn)生阻尼力矩(Md表示).使活動部分較快穩(wěn)定.只影響動態(tài)特性,對結(jié)果無影響.通常阻尼裝置處于臨界狀態(tài)，使活動部件達到穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)時間最短。測量機構(gòu)按其作用結(jié)可分為三部分:2.1.2數(shù)字儀表的組成和基本原理

數(shù)字儀表在生產(chǎn)、計量等過程中，可以與各種檢測電路配合，用來顯示溫度、壓力和流量等過程變量，以便進行目視觀察、數(shù)字記錄或數(shù)據(jù)遠傳處理，也可用于實驗室精密測試等方面。它精度高、準(zhǔn)確度高、測量速度快、輸入阻抗高、讀數(shù)方便。此外，數(shù)字儀表還可以輸出數(shù)字化信息，因此易于配合計算機作數(shù)據(jù)處理?，F(xiàn)在很多數(shù)字儀表還具有自動量程切換、編碼輸出、通過接口電路與其他儀表或計算機聯(lián)結(jié)等功能。數(shù)字儀表不用指針指示，沒有讀數(shù)視差和估讀誤差，但存在末位半個字的顯示誤差。2.1.3電測量指示儀表的選擇1．充分考慮被測量的性質(zhì) 2．合理地選擇準(zhǔn)確度3．根據(jù)測量范圍選用量限4．考慮工作環(huán)境和條件2.2磁電系儀表磁電系儀表廣泛應(yīng)用于直流電流和電壓的測量。如果和整流元件配合，可以用于交流電流和電壓的測量；與變換器配合，可以測量交流功率、頻率、相位以及溫度壓力等；此外，它還廣泛用作電子儀器中的指示器。2.2.1磁電系儀表的結(jié)構(gòu)與工作原理1.外磁式磁電系儀表的結(jié)構(gòu)磁電系測量機構(gòu)是磁電系儀表的核心。整個結(jié)構(gòu)分為兩大部分，即固定部分和可動部分。固定部分由永久磁鐵1﹑極掌2﹑和固定在支架上的圓柱形鐵芯3組成，構(gòu)成固定的磁路。磁鐵由矯頑力和剩磁都很大的硬磁材料制成，而極掌和鐵芯則用導(dǎo)磁率高的軟磁材料制成，且鐵芯在極掌間形成磁場均勻的環(huán)形氣隙?？蓜硬糠钟欣@在鋁框架上的可動線圈4﹑線圈兩端的半軸5﹑與轉(zhuǎn)軸相連的指針9﹑游絲8和與半軸相連的對指針進行機械調(diào)整的調(diào)零器等組成。1-永久磁鐵2-極掌3-圓柱形鐵心4-可動線圈5-半軸6-轉(zhuǎn)軸7-支架8-游絲9-指針10-平衡錘11-調(diào)零器圖外磁式磁電系儀表測量機構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖

內(nèi)磁式磁電系儀表的結(jié)構(gòu)它和外磁式的主要區(qū)別，就是把永久磁鐵4做成圓柱形，并放在可動線圈之內(nèi)。2.內(nèi)磁式磁電系儀表的結(jié)構(gòu)3．內(nèi)外磁結(jié)合式結(jié)構(gòu)內(nèi)外磁結(jié)合式的結(jié)構(gòu)形式除了在可動線圈外面裝有永久磁鐵之外，線圈內(nèi)部的圓柱形鐵心也改用磁鐵。采用這種結(jié)構(gòu)，主要是加強工作氣隙內(nèi)的磁感應(yīng)強度，實際上與外磁式?jīng)]有什么原則上的區(qū)別。4.磁電系儀表的工作原理

磁電系測量機構(gòu)的工作原理，是通電動圈在永磁場中受到電磁力的作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使轉(zhuǎn)動體轉(zhuǎn)動，而轉(zhuǎn)動使游絲變形產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩，當(dāng)二轉(zhuǎn)矩平衡時指針指示一定的值。轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩M的產(chǎn)生(2)阻轉(zhuǎn)矩Ma的產(chǎn)生

在線圈和指針轉(zhuǎn)動時，螺旋彈簧被扭緊而產(chǎn)生阻轉(zhuǎn)矩Ma。FSNF

線圈通入電流I電磁力F線圈受到轉(zhuǎn)矩M線圈和指針轉(zhuǎn)動，

彈簧的Ma與指針的偏轉(zhuǎn)角成正比，即Ma=D

當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩與線圈受到的轉(zhuǎn)矩達到平衡時，可動部分停止轉(zhuǎn)動，此時有M=MaM=2BLINr式中，L—線圈的有效邊長；I—通過線圈的電流；N—線圈的匝數(shù)；r—轉(zhuǎn)軸到線圈邊的距離。

當(dāng)彈簧阻轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)矩達到平衡即Ma=M時，可轉(zhuǎn)動部分便停止轉(zhuǎn)動，M=k1I，

Ma

=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，鋁框切割磁通，在框內(nèi)感應(yīng)出電流，其電流再與磁場作用，產(chǎn)生與轉(zhuǎn)動方向相反的制動力，于是可轉(zhuǎn)動部分受到阻尼作用，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。

技術(shù)性能1．靈敏度高、表耗功率小磁電系測量機構(gòu)由于采用了永久磁鐵，且工作氣隙比較小，所以氣隙磁場的磁感應(yīng)強度較大，從公式中可知，靈敏度SI與B成正比，所以磁電系儀表有比較高的靈敏度，電流計可以測到10-7A（0.1uA），檢流計下量限可達到10-11A。流過儀表的電流越小，表耗功率必然也越小。2．準(zhǔn)確度高由于氣隙中的磁場的磁感應(yīng)強度較大，可以在很小的電流作用下，產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動力矩，可以減小由于摩擦、外磁場等原因引起的誤差，提高了儀表的準(zhǔn)確度。3．刻度均勻磁電系儀表的指針偏轉(zhuǎn)角α與可動線圈的電流I成正比，所以可得到線性的刻度，也就是標(biāo)尺上刻度是均勻等分的。這保證了標(biāo)尺本身的準(zhǔn)確度，也使讀數(shù)更方便簡單。4．過載能力小由于被測電流通過游絲導(dǎo)入可動線圈，所以電流過大容易引起游絲發(fā)熱使彈性發(fā)生變化，產(chǎn)生不允許的誤差，甚至可能因過熱而燒毀游絲。另外，可動線圈的導(dǎo)線橫截面很小，電流過大也會使線圈發(fā)熱甚至燒毀。5．使用范圍磁電系儀表只能測量直流。只能測量直流。這是因為：如果在磁電系測量機構(gòu)中直接通入交流電流，則所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)動力矩也是交變的，可動部分由于慣性作用而來不及轉(zhuǎn)動。所以，只有配上整流裝置組成整流系儀表，才可用于交流電路測量交流電壓和交流電流。磁電系儀表在標(biāo)準(zhǔn)儀表和安裝式儀表中應(yīng)用十分廣泛，如指針式萬用表、靈敏電流計和電子儀器上的指示儀表等。2.2.3磁電系儀表的應(yīng)用

一個磁電系測量機構(gòu)可以認(rèn)為是一個電流表，也可以認(rèn)為是一個電壓表。通常磁電系測量機構(gòu)用電流來表示其量程，可以看成是電流表頭。一個磁電系電流表頭較少單獨使用，如果一個磁電系電流表頭用并聯(lián)分流電阻的方法擴大電流量程，就成為一個磁電系電流表。如果用串聯(lián)附加電阻的方法來擴大電壓量程，則就是一個磁電系電壓表。磁電系電流表的組成

磁電系電流表由測量機構(gòu)與分流器并聯(lián)而成R為機構(gòu)的等效電阻

R為分流電阻n為分流系數(shù)1.磁電系電流表2.磁電系電壓表如果表頭的內(nèi)阻為Rg，滿偏電流為Ig，則能夠直接測量的最大電壓為Ug=RgIg。Ug稱為表頭的額定電壓。由于Ig很小，Rg也不大，所以Ug一般為毫伏級。同樣，只要配上一定的測量線路，就可以構(gòu)成單量限和多量限的磁電系電壓表。各量限共用附加電阻的測量線路如圖所示。附加電阻Rf起分壓作用。由于附加電阻值一般較大，被測電壓絕大部分降落在附加電阻上，因而達到了擴大電壓量限的目的。

2.3電磁系儀表

電磁系儀表是測量交流電壓與交流電流最常用的一種儀表。由于它具有結(jié)構(gòu)簡單、過載能力強、造價低廉以及交直流兩用等一系列優(yōu)點。1．結(jié)構(gòu)電磁系儀表的結(jié)構(gòu)主要由固定線圈和可動鐵片組成，按其工作原理可以分為排斥式和吸入式兩種。1)排斥式電磁系儀表固定部分有固定線圈1和固定鐵片2組成，可動部分由可動鐵片3﹑指針4﹑平衡錘5﹑阻尼片6和游絲7組成。結(jié)構(gòu)與工作原理2）吸入式電磁系儀表吸入式電磁系儀表的測量機構(gòu)如圖2-11所示，線圈1通電后，產(chǎn)生的磁場吸引活動鐵片2，帶動指針偏轉(zhuǎn)，因此這種結(jié)構(gòu)稱為吸入式。和磁電系儀表測量機構(gòu)不同，電磁系儀表中的游絲不流過電流，僅起到產(chǎn)生反作用力矩的作用。1、固定線圈2、活動鐵片3、調(diào)零器4、空氣阻尼器5、調(diào)磁板圖吸人式結(jié)構(gòu)示意圖如圖2．工作原理電磁系儀表測量機構(gòu)無論是排斥式還是吸人式結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩的原理都是基于電磁能量的變化.測量時，被測電流通入線圈產(chǎn)生磁場，使定﹑動鐵片被同時磁化，且同一側(cè)的磁化極性一樣。于是定、動鐵片互相排斥，使可動部分發(fā)生偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)動力矩的大小，在直流時為：

交流時，磁場的方向隨電流方向的改變而改變，但兩鐵片同側(cè)的磁化極性同時改變，同樣產(chǎn)生排斥力，即轉(zhuǎn)動力矩方向不變。這時的瞬時轉(zhuǎn)矩為：

因轉(zhuǎn)動部分的慣性，轉(zhuǎn)動部分隨平均轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動。其平均轉(zhuǎn)矩為：

在M轉(zhuǎn)矩作用下轉(zhuǎn)動部分轉(zhuǎn)動，游絲變形產(chǎn)生反轉(zhuǎn)矩：

當(dāng)M=M時，轉(zhuǎn)動部分停止轉(zhuǎn)動。阻尼片產(chǎn)生空氣阻尼使指針在平衡位置處不擺動。

2.3.2技術(shù)性能1．刻度不均勻2．防御外磁場干擾性能較差3．過載能力強4.靈敏度低、功耗大5．使用范圍為交直流兩用2.3.3電磁系儀表的應(yīng)用

1.電磁系電流表

電磁系測量機構(gòu)的線圈固定，可用粗導(dǎo)線繞制，允許電流較大。低量限用的導(dǎo)線細，匝數(shù)多；高量限用的導(dǎo)線粗，匝數(shù)少。一般利用測量機構(gòu)本身可測量的最大電流約300安，所以在工程中應(yīng)用較多。電磁系電流表可分為安裝式和便攜式兩種。安裝式多做成單量限，便攜式多做成多量限的。多量限的獲得，是采用將固定的線圈分段成多段繞組，然后通過它們的串﹑并聯(lián)來改變電流的量限。對于兩個線圈并聯(lián)比串聯(lián)擴大擴程一倍，這時安匝不變，即磁場不變，刻度也不變，只需乘以兩倍關(guān)系即可。只測交流的電流表，擴程可采用電流互感器。2.電磁系電壓表

電磁系電壓表是由固定線圈和附加電阻串聯(lián)組成。它同樣有安裝式和便攜式兩種。安裝式一般只有一個量程。為保證使用安全和體積不至于過大，最高量限為600伏。便攜式多用于實驗室，制成多量程的。多量程電壓表，由多個附加電阻串聯(lián)通過抽頭來實現(xiàn)。2.4電動系儀表電動系儀表在交流儀表中準(zhǔn)確度高，廣泛用于交流精密測量及作為交流標(biāo)準(zhǔn)表。電動系儀表不但可做成交、直流兩用的電流表﹑電壓表和功率表，還可做成功率因數(shù)表﹑相位表和頻率表，其上限頻率可達10kHz。因此電動系儀表在電工儀表中占有比較重要的地位。結(jié)構(gòu)與工作原理

電動系結(jié)構(gòu)示意圖由圖可見，固定線圈1由兩段線圈構(gòu)成，空間上并排（同軸線），以便使兩部分之間獲得較均勻的磁場，而電路上可串﹑并聯(lián)獲得兩個量限。動圈2與軸固定在一起，位于兩定圈之間。游絲3產(chǎn)生反作用力矩，也是動圈的導(dǎo)流線。阻尼葉片5和阻尼箱6，是產(chǎn)生空氣阻尼的。

技術(shù)性能1．準(zhǔn)確度高準(zhǔn)確度可達0.5級以上，最高可為0.1級。2．過載能力較差3．防干擾性能和電磁系儀表一樣，由于電動系儀表本身磁場弱，易受外界磁場干擾，一般都采取磁屏蔽和無定位結(jié)構(gòu)的措施。4．刻度特性故電動系功率表的刻度是均勻的，但電動系電流表和電壓表的刻度是不均勻的。5．表耗較大6．使用范圍電動系儀表和電磁系一樣也是交、直流兩用，既可以做成功率表、功率因數(shù)表、頻率表，也可以做成交、直流兩用電流表和電壓表。儀表的頻率范圍在十幾赫茲至數(shù)千赫茲，工頻時誤差最小，頻率較高時(如1000Hz）須進行補償。2.4.3電動系儀表的應(yīng)用

1．電動系電流表將電動系測量機構(gòu)中的定圈和動圈串聯(lián)，并且配置一定的分流電阻，便構(gòu)成了電動系電流表。直流時I1=I2=I，則有交流時i1=i2=i，有效值I1=I2=I，相位差φ=0。則有

可見，電動系電流表測交﹑直流時具有相同結(jié)果，即偏轉(zhuǎn)角正比于電流的平方(交流時為有效值)，刻度非線性，成平方律關(guān)系。2.電動系電壓表電動系儀表的固定線圈、可動線圈與附加電阻串聯(lián)起來就構(gòu)成了電壓表，它與被測電路并聯(lián)就可以用來測量電壓。改變附加電阻就可以擴大量程，當(dāng)附加電阻一定時，通過線圈的電流與儀表兩端電壓成正比。電動系電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角與電壓平方成正比，所以它的標(biāo)尺也是不均勻的。

2.5感應(yīng)系儀表

感應(yīng)系儀表是交流儀表中轉(zhuǎn)動力矩最大的一種儀表，它是利用導(dǎo)體在交流磁場中產(chǎn)生感應(yīng)電流并受到作用力的原理制成的。它只能在交流電路中使用，準(zhǔn)確度較低。主要用于是計量負(fù)載所消耗的電能及其電功率，即作電能表（電度表）。電能表與功率表的不同在于，它不僅能反映出功率的大小，而且還要反映出電能隨時間增長積累的總和。結(jié)構(gòu)與工作原理

應(yīng)用普遍的是三磁通型結(jié)構(gòu)。下圖為三磁通式感應(yīng)系儀表的簡圖。鋁盤上方為電壓磁鐵，其繞組并在負(fù)載兩端，叫電壓繞組；鋁盤下方是電流磁鐵，其繞組與負(fù)載串聯(lián)，叫電流繞組。只有鋁盤是可動的，其余均為固定的。圖中1為電壓線圈，2為電流線圈，3是鋁盤，4是永久磁鐵。1-電壓線圈2-電流線圈3-鋁盤4-永久磁鐵圖三磁通感應(yīng)系測量機構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖磁通的渦流分布及參考方向

當(dāng)繞組中通有交流電流時，在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通，磁通路徑見下圖。電流繞組產(chǎn)生的磁通從兩個不同的地方穿過鋁盤，一次穿進，一次穿出，分別記為和。電壓繞組產(chǎn)生的磁通有兩部分：一部分是ΦL，它不穿過鋁盤，直接在鋁盤上方構(gòu)成回路；另一部分是，它穿過鋁盤經(jīng)磁鐵4構(gòu)成回路。三個磁通隨時間形成移動磁場。鋁盤切割磁力線，產(chǎn)生渦流，并與磁場作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，使鋁盤向移動磁場方向轉(zhuǎn)動。

技術(shù)性能

感應(yīng)系儀表轉(zhuǎn)矩大、過載能力強、功耗小，只能用于交流，廣泛用于交流電能表，通過不同的接線，可以使鋁盤轉(zhuǎn)速正比于測量電路的有功功率或無功功率，從而可以用來測量交流電路的有功電能或無功電能。2.5.3感應(yīng)系儀表的應(yīng)用

感應(yīng)系儀表廣泛用于交流電能表，電能表（電度表）是用來測量電能的，俗稱火表1．單相電能表的結(jié)構(gòu)單相電能表的結(jié)構(gòu)如下圖，包括三部分：1）驅(qū)動元件驅(qū)動元件是產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的元件，包括固定線圈和可動鋁盤。固定線圈為電壓線圈，與負(fù)載并聯(lián)，該線圈用較細導(dǎo)線繞成，匝數(shù)較多；電流線圈2，與負(fù)載串聯(lián)，該線圈用較粗導(dǎo)線繞成，匝數(shù)較少。2）制動元件為使鋁盤在不同轉(zhuǎn)動力矩作用下能產(chǎn)生不同轉(zhuǎn)速，需要有一個與速度一定比例的制動力矩，電能表制動元件由永久磁鐵3與鋁盤4組成。因此永久磁鐵產(chǎn)生的制動力矩方向總是與轉(zhuǎn)動力矩方向相反。3）積算機構(gòu)積算機構(gòu)用來計算電能表鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)，以實現(xiàn)電能的測量和積算。它包括安裝轉(zhuǎn)軸7上的蝸桿6、蝸輪5、計數(shù)器——齒輪和字輪。此外還有軸承、支架、接線盒，以及有關(guān)調(diào)節(jié)裝置如輕載調(diào)整、相角調(diào)整、溫度補償裝置等。1-電壓線圈2-電流線圈3-永久磁鐵4-鋁盤5-蝸輪6-蝸桿7-轉(zhuǎn)軸圖單相電能表結(jié)構(gòu)示意圖2．單相電能表的工作原理由分析可以推導(dǎo)出鋁盤的轉(zhuǎn)速正比于負(fù)載所消耗的功率，得式中，C是比例常數(shù)；N―在t1至t2的時間內(nèi)鋁盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)；W―在t1至t2的時間內(nèi)負(fù)載消耗的電能；

―電能表常數(shù)。上式說明，鋁盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)正比于負(fù)載消耗的電能。1/C'的單位為（KW·h）-1，代表每消耗1kW·h電能對應(yīng)鋁盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，1/C'代表電能表每轉(zhuǎn)一圈所對應(yīng)的電能值，電能表銘牌常常注明1kW·h對應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)，例如IkW·h=2400轉(zhuǎn)。根據(jù)銘牌標(biāo)的值，可求出對應(yīng)，或1/，已知和鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)N即可算出電能W，但一般電能表能夠通過積算機構(gòu)將圈數(shù)轉(zhuǎn)換為千瓦小時數(shù)，使用時可直接從積算機構(gòu)讀出消耗電能值。的單位為（KW·h）-1，代表每消耗1kW·h電能對應(yīng)鋁盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，將取倒數(shù)得1/C'代表電能表每轉(zhuǎn)一圈所對應(yīng)的電能值，電能表銘牌常常注明1kW·h對應(yīng)轉(zhuǎn)數(shù)，例如IkW·h=2400轉(zhuǎn)。根據(jù)銘牌標(biāo)的值，可求出對應(yīng)，或1/C'，已知和鋁盤轉(zhuǎn)數(shù)N即可算出電能W，但一般電能表能夠通過積算機構(gòu)將圈數(shù)轉(zhuǎn)換為千瓦小時數(shù)，使用時可直接從積算機構(gòu)讀出消耗電能值。3．單相電能表的使用方法要想正確使用電能表，首先是正確選擇額定電壓、額定電流和準(zhǔn)確度。電能表額定電壓應(yīng)與負(fù)載額定電壓相符；電能表最大額定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載最大電流；電能表準(zhǔn)確度分為0.5級、1.0級、2.0級和3.0級。所謂準(zhǔn)確度一般指在額定電壓、標(biāo)定電流、額定頻率和在的條件下，基本誤差不超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定相應(yīng)值。使用時可根據(jù)使用要求選擇適合準(zhǔn)確度的電能表。電能表的正確接線，如同功率表一樣，應(yīng)遵守“電源端”守則。不過電能表都有接線盒，電壓和電流線圈的電源端已經(jīng)聯(lián)在一起，接線盒有四個端子，即火線的一“進”一“出”，和零線的一“進”一“出”，如圖所示。配線時應(yīng)注意進端接電源端，出端接負(fù)載端，電流線圈應(yīng)接于火線，而不要接零線等。2.6數(shù)字儀表示例測量是獲取信息的重要手段，在高速發(fā)展的自動化信息社會中對測量技術(shù)提出了許多新要求。同時，被測對象范圍也不斷擴大，由單一物理量擴展為多個物理量，由靜態(tài)量擴展為動態(tài)量。對于這樣的測量任務(wù)，傳統(tǒng)的模擬指針式儀表是無法完成的，而數(shù)字儀表隨電子技術(shù)的進步而發(fā)展起來的，隨著電子儀器以及高穩(wěn)定度石英晶體振蕩器的發(fā)展，數(shù)字儀表以準(zhǔn)確度高、從測量對象吸取功率小、使用方便、測量速度快、數(shù)字顯示等特點出現(xiàn)在測量實踐中?，F(xiàn)在，數(shù)字儀表以其優(yōu)越的性能得到了越來越廣泛的應(yīng)用。數(shù)字三相電能表當(dāng)今，電能已成為最重要的能源，在市場經(jīng)濟下，要求電能表計量準(zhǔn)確度高，使用壽命長，而且能實現(xiàn)電能管理智能化、自動化。而由感應(yīng)系電能表結(jié)構(gòu)可知，機械磨損是感應(yīng)系電能表無法克服的缺陷，磨損的后果是表越走越慢，準(zhǔn)確度降低，同時感應(yīng)系電能表還存在適用頻率窄、功能單一、抄表方式落后等缺點。近一二十年來，由于微電子技術(shù)，計算機技術(shù)和通信技術(shù)的高速發(fā)展，出現(xiàn)了高準(zhǔn)確度、長壽命且能實現(xiàn)遠程自動抄表等多種功能的數(shù)字電能表。1．ADE7752型三相電能計量專用集成電路第一代數(shù)字儀表于20世紀(jì)50年代誕生問世，采用電子管電路控制繼電器工作。第二代數(shù)字儀表，其結(jié)構(gòu)的主要特點是包含有A/D，并以數(shù)字方式顯示或打印測量結(jié)果，如數(shù)字萬用表、數(shù)字功率計、數(shù)字頻率計等。第二代數(shù)字儀表測量速度較快，準(zhǔn)度較高。第三代數(shù)字儀表則是智能式儀器儀表，微型計算機技術(shù)和嵌入式系統(tǒng)的迅速發(fā)展，引起了儀器儀表結(jié)構(gòu)的根本性變革，即以微型計算機（單片機、嵌入式系統(tǒng)、FPGA、DSP等）為主體，代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀表的常規(guī)電子線路，成為新一代的具有某種智能的靈巧儀表。

1．ADE7752型三相電能計量專用集成電路ADE7752是美國AD公司推出的高精度測量三相電能的集成電路，可廣泛用于工業(yè)及民用預(yù)付費三相電能表或三相電能計量系統(tǒng)中。它的技術(shù)指標(biāo)滿足GB/T17215-1998標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的準(zhǔn)確度等要求。ADE7752中唯一的模擬電路是ADC電路和基準(zhǔn)電路，其他信號都由數(shù)字電路（如乘法器、加法器、數(shù)字濾波器和數(shù)字/頻率轉(zhuǎn)換器）來處理，從而達到了高穩(wěn)定度和高準(zhǔn)確度的指標(biāo)。2．ADE7752的性能特點1）ADE7752能在惡劣的工作環(huán)境中達到很高的精度和穩(wěn)定度。其線性誤差在500:1的動態(tài)范圍內(nèi)小于0.1%，并且通過其獨特的補償電路使芯片的測量誤差非常小。2）ADE7752具有良好的兼容性，能與各種三相電能表（包括直接藕合式，互感器藕合式，三相三線制或三相四線制配電系統(tǒng)）兼容，此外，ADE7752還具有一個能與電流互感器直接相連的內(nèi)置模擬前端，從而簡化了三相電能表的設(shè)計，降低了成本。3）能精確測量瞬時有功功率和平均有功功率。頻率輸出端f1和f2可提供平均有功功率，平均有效功率以兩種可選擇的頻率脈沖形式輸出，能直接驅(qū)動步進電動機或電子式計數(shù)器，亦可配微控制器（MCU）。高頻輸出端CF可用來校準(zhǔn)和提供瞬時有功功率。4）內(nèi)部有故障檢測、漏電保護電路。一旦發(fā)現(xiàn)有竊電現(xiàn)象或發(fā)生漏電故障就能立即報警，報警時ADE7752照樣計量電能。5）具有防潛動（空載閾值）功能，空載電流極低，僅為基本電流（Ib）的0.04％。芯片還具有電源監(jiān)控功能。6）采用＋5V單電源供電，低功耗（典型功耗僅為60mW），低成本，使用壽命可超過60年。3．ADE7752構(gòu)成的數(shù)字三相電能表由ADE7752構(gòu)成數(shù)字三相電能表的框圖如下圖所示。主要