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1、第七章第七章 电工仪表及其测量技术电工仪表及其测量技术第一节第一节 电工仪表电工仪表 一、仪表的分类一、仪表的分类 按被测量的物理量种类分：电压表、电流表、功率表、电度表、频率按被测量的物理量种类分：电压表、电流表、功率表、电度表、频率表、欧姆表、兆欧表（摇表）等。表、欧姆表、兆欧表（摇表）等。按测量仪表的结构分：磁电式、电磁式、电动式、感应式等。按测量仪表的结构分：磁电式、电磁式、电动式、感应式等。按被测电量分：沟通仪表、直流仪表、交直流仪表等。按被测电量分：沟通仪表、直流仪表、交直流仪表等。按运用方式分：安装式、携带式两种。按运用方式分：安装式、携带式两种。按精确度等级分：按精确度等级分：
2、0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七级。七级。精确度表示仪表指示值同被测值之间的误差大小，是仪表的主要特性。精确度表示仪表指示值同被测值之间的误差大小，是仪表的主要特性。电工测量仪表的分类表及符号电工测量仪表的分类表及符号仪表的主要技术指标仪表的主要技术指标1.1.精确度：指仪表的最大确定误差与测量上限精确度：指仪表的最大确定误差与测量上限(电表标尺满刻度电表标尺满刻度)Am)Am的百分比，用的百分比，用K%K%表示。表示。2.2.灵敏度：是仪表转动部分偏转角的变更量与被测量的比值，灵敏度：是仪表转动部分偏转角的变更量与被测量的比值，用符号用符号s s表示。表示。3.3.变
3、差：仪表在重复测量某一被测量时，由于摩擦等缘由，造变差：仪表在重复测量某一被测量时，由于摩擦等缘由，造成两次指示数不同，它们的差值称为变差。成两次指示数不同，它们的差值称为变差。1.1.磁电式仪表磁电式仪表磁电式仪表磁电式仪表是由固定部分和可动部分组是由固定部分和可动部分组成，如下图所示。成，如下图所示。磁电式测量机构磁电式测量机构2.2.电磁式仪表电磁式仪表是一种交直流两用的电磁式仪表电磁式仪表是一种交直流两用的电工仪表，其测量机构主要由固定线圈和可动铁电工仪表，其测量机构主要由固定线圈和可动铁心两部分组成心两部分组成。电磁式测量机构电磁式测量机构3.3.电动式仪表：它有两个线圈：固定电动式
4、仪表：它有两个线圈：固定线圈线圈1 1和可动线圈和可动线圈2 2。可动线圈与指针。可动线圈与指针及空气阻尼器的活塞都固定在转轴上，及空气阻尼器的活塞都固定在转轴上，其中的电流是通过螺旋弹簧其中的电流是通过螺旋弹簧3 3引入的。引入的。电电动动式式测测量量机机构构电磁式电磁式排斥式的测量机构排斥式的测量机构二、仪表的误差二、仪表的误差 相对额定误差：是指仪表在正常工作条件下，测量时可能产生的最大误相对额定误差：是指仪表在正常工作条件下，测量时可能产生的最大误差差A与仪表的最大量程（满刻度值）与仪表的最大量程（满刻度值）Am之比，之比，用百分数表示为：用百分数表示为：例如：有一精确度为例如：有一精
5、确度为1.5级、量程为级、量程为10A的电流表，其可能产生的最大基本的电流表，其可能产生的最大基本误差为：误差为：在正常工作条件下，可以认为最大基本误差是不变的，所以被测量与满在正常工作条件下，可以认为最大基本误差是不变的，所以被测量与满刻度值相比越小，则相结测量误差就越大。如用上述电流表测量刻度值相比越小，则相结测量误差就越大。如用上述电流表测量10A的电流的电流时相对误差为：时相对误差为：如用它来测量如用它来测量 5 A 的电流时，其相对误差为：的电流时，其相对误差为：由此可见：选用仪表量程时，应使被测量的值接近满刻度为好。一般使由此可见：选用仪表量程时，应使被测量的值接近满刻度为好。一般
6、使被测量的值超过满刻度值的一半以上。被测量的值超过满刻度值的一半以上。例如：有一精确度为例如：有一精确度为2.5级的伏特表，其最大量程为级的伏特表，其最大量程为50V，则可能产生，则可能产生的误差为的误差为 式中式中：基本误差基本误差相对误差相对误差 最大量程最大量程其次节其次节 电工测量技电工测量技术术 一、电流的测量一、电流的测量 1、直流电流的测量：、直流电流的测量：测量直流时通常接受磁电式电流表。测量直流时通常接受磁电式电流表。测量时的留意点：测量时的留意点：A、电流表应串联在被测电路中。、电流表应串联在被测电路中。B、被测电流由电流表的、被测电流由电流表的“+”极流极流入，入，“”极
7、流出。极流出。C、所选量程稍大于被测电流。、所选量程稍大于被测电流。D、要测大电流则必需扩大量程。、要测大电流则必需扩大量程。电流表的接法电流表的接法电流表分流器接法电流表分流器接法分流电阻分流电阻RA的计算方法的计算方法：扩大量程倍数：扩大量程倍数：表头内阻：表头内阻式中：式中：2、沟通电流的测量：、沟通电流的测量：测量沟通电流通常接受电磁式电流表，测量沟通电流通常接受电磁式电流表，测量时的留意点：测量时的留意点：A、电流表应串联在被测电路中。、电流表应串联在被测电路中。B、测沟通电流时，电流表不分正负极。、测沟通电流时，电流表不分正负极。C、所选量程稍大于被测电流。、所选量程稍大于被测电流
8、。D、要测大电流不用分流器，用电流互感器。、要测大电流不用分流器，用电流互感器。二、电压的测量二、电压的测量 1、直流电压的测量：、直流电压的测量：测量直流电压通常接受磁电式电压表测量直流电压通常接受磁电式电压表 测量时的留意点：测量时的留意点：A、电压表应并联在被测电路中。、电压表应并联在被测电路中。B、被测电流由电压表的、被测电流由电压表的“+”极流极流入，入，“”极流出。极流出。C、所选量程稍大于被测电流。、所选量程稍大于被测电流。D、要测高电压则必需扩大量程。、要测高电压则必需扩大量程。分流电阻分流电阻RV 的计算方法的计算方法：式中：式中：表头内阻：表头内阻电压量程扩大倍数电压量程扩
9、大倍数电压表的接法电压表的接法 电压表扩大量程接法电压表扩大量程接法 2、沟通电压的测量：、沟通电压的测量：测量沟通电压主要接受电磁式电压表。测量沟通电压主要接受电磁式电压表。测量时的留意点：测量时的留意点：A、电压表应并联在被测电路中。、电压表应并联在被测电路中。B、测沟通电压时，电压表不分正负极、测沟通电压时，电压表不分正负极。C、所选电压量程应稍大于被测电压。、所选电压量程应稍大于被测电压。D、要测高电压不用分压器，则必需接受电压互感器。、要测高电压不用分压器，则必需接受电压互感器。三、功率的测量三、功率的测量 测量功率时通常接受电动式仪表测量功率时通常接受电动式仪表 1、单相沟通功率的
10、测量、单相沟通功率的测量 测量时的留意点：测量时的留意点：A、“1”为电流线圈，为电流线圈，“2”为电压线圈。为电压线圈。B、两个线圈的一个端子上分别标有、两个线圈的一个端子上分别标有“*”号，这两个端子应接到电流的同一极号，这两个端子应接到电流的同一极性上，否则，指针将反偏，测不出功率。性上，否则，指针将反偏，测不出功率。C、电动式功率表也可以测量直流功率，、电动式功率表也可以测量直流功率，但接线时留意电压线圈和电流线圈的极性但接线时留意电压线圈和电流线圈的极性应一样。应一样。单相沟通功率表的接线单相沟通功率表的接线 2、三相沟通功率的测量、三相沟通功率的测量 P=P1+P2+P3一表法测三
11、相功率一表法测三相功率二表法测三相功率二表法测三相功率P=P1+P2三表法测三相功率三表法测三相功率P=3P1四、磁电式万用表四、磁电式万用表MF47型万用表型万用表MF47型万型万用表运用用表运用1.MF47型万用表主要性能型万用表主要性能 直流电流测量：量程直流电流测量：量程50A-10A（六个量程）（六个量程）直流电压测量：量程直流电压测量：量程0.25V-2500V（九个量程）（九个量程）沟通电压测量：量程沟通电压测量：量程10V-2500V（六个量程）（六个量程）直流电阻测量：分直流电阻测量：分R1、R10、R100、R1 K、R10K档档直流电容测量、电感测量，负载电压、负载直流电
12、容测量、电感测量，负载电压、负载电流参数测量，音频电平电流参数测量，音频电平dB测量，电池电力测量，电池电力测量。测量。2.MF47型万用表运用准备型万用表运用准备检查电表指针是否在机械零位，进行机械调零检查电表指针是否在机械零位，进行机械调零安装相应的安装相应的2电池、叠层电池各一电池、叠层电池各一红、黑表棒分别插入、插孔内，做好测量红、黑表棒分别插入、插孔内，做好测量准备。准备。相识刻度线，会读数相识刻度线，会读数刻刻度度线线3.MF30型型万万用用表表工工作作原原理理（1）万用表表头电路）万用表表头电路常用的万用表表头是微安表或毫安表。表头的电阻值（表头内阻）常用的万用表表头是微安表或毫
13、安表。表头的电阻值（表头内阻）Rg为几百到几千欧，表头允许通过的最大电流为几百到几千欧，表头允许通过的最大电流Ig很小，一般为几十很小，一般为几十微安到几毫安，微安到几毫安，Ig也叫满偏电流。也叫满偏电流。MF47型万用表表头型万用表表头Ig=46.2uA，串联可调电阻，串联可调电阻WH2后表头内阻可调后表头内阻可调整到整到Rg=2.5K。原理图中二极管（。原理图中二极管（D3、D4）、电解电容（）、电解电容（C1）构）构成表头爱护电路。成表头爱护电路。（2）直流电压测量原理）直流电压测量原理万用表测量电压时，应将电表与被测电路并联。万用表测量电压时，应将电表与被测电路并联。在实际测量中，假如
14、表头上承受的电压较大使得流过表头的电流超在实际测量中，假如表头上承受的电压较大使得流过表头的电流超过满偏电流，会因电流过大而烧毁表头，因此，不能干脆用该表头过满偏电流，会因电流过大而烧毁表头，因此，不能干脆用该表头来测量较大的电压。来测量较大的电压。在实践中可以通过给表头串联电阻，让其分担一部分电压，使表头在实践中可以通过给表头串联电阻，让其分担一部分电压，使表头上仍旧承受很小的电压，从而可以间接测量较大电压。上仍旧承受很小的电压，从而可以间接测量较大电压。电压表所能测量的最大电压就是其量程，多量程的电压表是由表头与不同阻值电压表所能测量的最大电压就是其量程，多量程的电压表是由表头与不同阻值的
15、电阻串联而成的，各分压电阻对应一个相应电压表量程的电阻串联而成的，各分压电阻对应一个相应电压表量程 运用运用0.25V-1000V量程时，转换开关转到相应档位。运用量程时，转换开关转到相应档位。运用2500V量程时，要将红量程时，要将红表棒插入表棒插入2500V插孔，转换开关转到插孔，转换开关转到1000V量程上。量程上。读其次条刻度线。读其次条刻度线。（3）沟通电压的测量）沟通电压的测量电表与被测电路并联。电表与被测电路并联。运用沟通运用沟通10V-1000V量程时，转换开关转到相应档位量程时，转换开关转到相应档位运用沟通运用沟通2500V量程时，要将红表棒插入量程时，要将红表棒插入2500
16、V插孔，转换开关转到沟通插孔，转换开关转到沟通1000V量程上。量程上。沟通档看第三条刻度线，其它各档看其次条刻度线。沟通档看第三条刻度线，其它各档看其次条刻度线。（4）直流电流的测量）直流电流的测量通过表棒将万用表串入被测电路，并且电流从红表棒流入黑表棒流出。通过表棒将万用表串入被测电路，并且电流从红表棒流入黑表棒流出。运用运用50A-500mA量程时，转换开关转到相应档位。运用量程时，转换开关转到相应档位。运用5A量程时要将红表棒插量程时要将红表棒插入入5A插孔，转换开关转到插孔，转换开关转到500mA量程上。量程上。电流测量的刻度看其次条刻度线。电流测量的刻度看其次条刻度线。（5）直流电
17、阻的测量）直流电阻的测量测量前应先切断电路电源；测量电容时要对电容放电后再测量。测量前应先切断电路电源；测量电容时要对电容放电后再测量。将转换开关转动相应的电阻档，两只表棒短接，调整电阻档调零电阻使指针指到将转换开关转动相应的电阻档，两只表棒短接，调整电阻档调零电阻使指针指到0欧姆刻度处。欧姆刻度处。电阻的阻值在第一条刻度线上读出，并须乘上该档的倍率。电阻的阻值在第一条刻度线上读出，并须乘上该档的倍率。（6）二极管和三极管的测量）二极管和三极管的测量二二极极管管正正向向测测量量二二极极管管反反向向测测量量三极管电极及其放大倍数的比较倍率的选择倍率的选择欧姆标尺的欧姆中心值，就是该档的总内阻值。
18、欧姆标尺的刻度是不匀整的，欧姆标尺的欧姆中心值，就是该档的总内阻值。欧姆标尺的刻度是不匀整的，只有在欧姆中心值的一段范围内，分度较细，读数较精确，应依据被测电阻值，只有在欧姆中心值的一段范围内，分度较细，读数较精确，应依据被测电阻值，选择欧姆中心值与其相近的倍率档。通常，欧姆表标尺的有效读数范围为选择欧姆中心值与其相近的倍率档。通常，欧姆表标尺的有效读数范围为0.110倍欧姆中心值。倍欧姆中心值。被测电阻阻值指针偏转刻度值被测电阻阻值指针偏转刻度值 倍率倍率 4.运用时留意事项运用时留意事项 仪表切忌放在振动很大的桌子上，严防猛烈振动，并应常常保持清洁和干燥。仪表切忌放在振动很大的桌子上，严防
19、猛烈振动，并应常常保持清洁和干燥。在运用电阻档时，应装入在运用电阻档时，应装入1.5和和9电池各一节，并留意电池的正负极性。电池各一节，并留意电池的正负极性。在测量电阻时，当短路测试棒调整在测量电阻时，当短路测试棒调整“”调零器，不能使指针指到零处，表示调零器，不能使指针指到零处，表示电池电压已不足，应更换电池，电池电压已不足，应更换电池，R1档耗电较大，测试时间宜短。平常不用时，档耗电较大，测试时间宜短。平常不用时，不要把开关打在不要把开关打在挡。挡。测量电路中的电阻时，应将被测电路的电源切断，假如电路中有电容器存在，应测量电路中的电阻时，应将被测电路的电源切断，假如电路中有电容器存在，应先
20、将其放电后才能测量，切勿在电路带电状况下测量电阻。先将其放电后才能测量，切勿在电路带电状况下测量电阻。5.测量流测量流程程指针调零指针调零表笔插孔选择正确表笔插孔选择正确依据测量项目选择测量档位依据测量项目选择测量档位确定测量量程（不能确定时选量程大确定测量量程（不能确定时选量程大的）的）调零（电阻档每个量程都要）调零（电阻档每个量程都要）测量测量读数读数记录数据记录数据M830L数字万用表运用数字万用表运用1.电压测量电压测量将黑表笔连至将黑表笔连至“COM”，红表笔连至，红表笔连至“VmA”；档位开关至；档位开关至“V-”或或“V”适当量程上，假如电压大小适当量程上，假如电压大小未知，开关
21、至高档位。未知，开关至高档位。将表笔接至待测电路，读数，同时显将表笔接至待测电路，读数，同时显示红表笔所接的极性。假如档位太高，示红表笔所接的极性。假如档位太高，降低直至测到满足读数。降低直至测到满足读数。2.直流电流测量直流电流测量（1）高电流（）高电流（200mA10A）测量）测量将黑表笔连至将黑表笔连至“COM”，红表笔连至，红表笔连至“10ADC”；档位开关至；档位开关至“10A”。打开待测电路，串联表笔至待测载体。打开待测电路，串联表笔至待测载体。读数，同时显示红表笔所接的极性。假如小于读数，同时显示红表笔所接的极性。假如小于200mA，依据以下低电流步骤。，依据以下低电流步骤。关掉
22、测量电路的全部电源，断开表笔连接之前，电容放电。关掉测量电路的全部电源，断开表笔连接之前，电容放电。（2）低电流测量）低电流测量将黑表笔连至将黑表笔连至“COM”，红表笔连至，红表笔连至“VmA”。档位开关至。档位开关至A，假如电流大小未，假如电流大小未知，开关至高档位。知，开关至高档位。打开待测电路，串联表笔至待测电路。打开待测电路，串联表笔至待测电路。读数，同时显示红表笔所接的极性。假如档位太高，降低直至测到满足读数。读数，同时显示红表笔所接的极性。假如档位太高，降低直至测到满足读数。关掉测量电路的全部电源，断开表笔连接之前，电容放电。关掉测量电路的全部电源，断开表笔连接之前，电容放电。3
23、.电阻测量电阻测量将黑表笔连至将黑表笔连至“COM”，红表笔连至，红表笔连至“VmA”；档位开关至电阻档适当位置。；档位开关至电阻档适当位置。假如被测电阻跟电路相连，关掉被测电路全部电源，释放电容。假如被测电阻跟电路相连，关掉被测电路全部电源，释放电容。将表笔接至待测电阻读数。当测量高电阻时，即使绝缘也不要接触旁边点。将表笔接至待测电阻读数。当测量高电阻时，即使绝缘也不要接触旁边点。一些绝缘体有小电阻会影响使测量电阻值小于实际值。一些绝缘体有小电阻会影响使测量电阻值小于实际值。4.4.二极管测量二极管测量将黑表笔连至将黑表笔连至“COM”，红表笔连至，红表笔连至“VmA”，红表笔极性为，红表笔
24、极性为“+”；转换开关旋；转换开关旋至电阻档至电阻档“2K”。假如被测二极管跟电路相连，关掉被测电路的电源，释放电容。假如被测二极管跟电路相连，关掉被测电路的电源，释放电容。（1）电压检查）电压检查将红色表笔接到二极管的阳极，黑色表笔接到二极管的阴极，显示二极管近似正向将红色表笔接到二极管的阳极，黑色表笔接到二极管的阴极，显示二极管近似正向压降值。通常好的硅二极管的电压降为压降值。通常好的硅二极管的电压降为450900MV之间。之间。（2）相反电压检查）相反电压检查交换表笔，假如二极管是好的，超档显示会出现。假如二极管不好，会出现交换表笔，假如二极管是好的，超档显示会出现。假如二极管不好，会出
25、现000或或其他数字。其他数字。5.三极管测量三极管测量将档位拨至将档位拨至hFEhFE位置，将测试三极管插入相应的位置，将测试三极管插入相应的NPNNPN或或PNPPNP插孔中。读数，显示插孔中。读数，显示hFEhFE的的近似值近似值6.电路通断测试电路通断测试将黑表笔连至将黑表笔连至“COM”，红表笔连至，红表笔连至“VmA”，转换开关旋至蜂鸣器位置，将表笔，转换开关旋至蜂鸣器位置，将表笔接在被测电路的两点，假如该两点间的电阻小于接在被测电路的两点，假如该两点间的电阻小于1.5K，蜂鸣器将发出响声说明该，蜂鸣器将发出响声说明该两点间导通两点间导通.7.日常保养日常保养电池的更换：假如电池的更换：假如LCD上出现上出现“-+”，表示须要更换电池。旋开机壳后面的两颗，表示须要更换电池。旋开机壳后面的两颗螺钉，拿走旧的电池，更换新的。螺钉，拿走旧的电池，更换新的。保险丝的更换：旋开机壳后面的两颗螺钉，拿走旧的保险丝，更换相同规格的新保保险丝的更换：旋开机壳后面的两颗螺钉，拿走旧的保险丝，更换相同规格的新保险丝。险丝。本章结束本章结束 2011、07、31