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1、第14章 电工测量本讲稿第一页，共五十六页本章要求：本章要求：1.了解常用电工测量仪表的结构和工作原理。了解常用电工测量仪表的结构和工作原理。2.掌握常用电工测量仪表的使用方法。掌握常用电工测量仪表的使用方法。3.了解电桥测量电阻、电容和电感的方法。了解电桥测量电阻、电容和电感的方法。4.4.了解常用非电量的电测法。了解常用非电量的电测法。了解常用非电量的电测法。了解常用非电量的电测法。第第14章章 电工测量电工测量本讲稿第二页，共五十六页 电路中的各个物理量（如电压、电流、功率、电能电路中的各个物理量（如电压、电流、功率、电能及电路参数等）的大小，除用分析与计算的方法外，常及电路参数等）的大
2、小，除用分析与计算的方法外，常用电工测量仪表去测量。用电工测量仪表去测量。电工测量技术的应用主要有以下优点：电工测量技术的应用主要有以下优点：电工测量技术的应用主要有以下优点：电工测量技术的应用主要有以下优点：第第14章章 电工测量电工测量 1.电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有足够电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有足够电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有足够电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有足够的精确度。的精确度。的精确度。的精确度。2.电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测量的地电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测量的地电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测量的地电工测量仪
3、表可以灵活地安装在需要进行测量的地方，并可实现自动记录。方，并可实现自动记录。方，并可实现自动记录。方，并可实现自动记录。3.3.电工测量仪表可实现远距离的测量问题。电工测量仪表可实现远距离的测量问题。电工测量仪表可实现远距离的测量问题。电工测量仪表可实现远距离的测量问题。4.4.能利用电工测量的方法对非电量进行测量。能利用电工测量的方法对非电量进行测量。本讲稿第三页，共五十六页14.1 电工测量仪表的分类电工测量仪表的分类1.按照被测量的种类分类按照被测量的种类分类 次次 序序被测量的种类被测量的种类 仪表名称仪表名称 符符 号号 电流表电流表 毫安表毫安表 电压表电压表 千伏表千伏表 功率
4、表功率表 千瓦表千瓦表 电度表电度表 相位表相位表 频率表频率表 欧姆表欧姆表 兆欧表兆欧表1 电电 流流2 电电 压压3 电功率电功率4 电电 能能5 相位差相位差 6 频频 率率7 电电 阻阻Am mAVkVkVWkWkWf M M kWhkWh本讲稿第四页，共五十六页2.2.按照工作原理分类按照工作原理分类按照工作原理分类按照工作原理分类型型 式式符符 号号被测量的种类被测量的种类磁电式磁电式整流式整流式电磁式电磁式电动式电动式电流的种类与频率电流的种类与频率电流、电压、电流、电压、电阻电阻电流、电压电流、电压电流、电压电流、电压电流、电压、电电流、电压、电功率、功率因数、功率、功率因数
5、、电能量电能量直直 流流工频和较高频率的交工频和较高频率的交流流直流和工频交流直流和工频交流直流及工频与较高频直流及工频与较高频率的交流率的交流3.3.按照电流的种类分类（见上表）按照电流的种类分类（见上表）按照电流的种类分类（见上表）按照电流的种类分类（见上表）本讲稿第五页，共五十六页 4.4.按照准确度分类按照准确度分类按照准确度分类按照准确度分类最大基本误差最大基本误差仪表的最大量程（仪表的最大量程（满标值满标值满标值满标值）目前我国直读式电工测量仪表目前我国直读式电工测量仪表按照准确度按照准确度分为分为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0七级七级。准确度是电工测量仪表
6、的主要特性之一。准确度是电工测量仪表的主要特性之一。准确度较高准确度较高（0.1，0.2，0.5）的仪表常用来进行精的仪表常用来进行精密测量或校正其他仪表。密测量或校正其他仪表。相对额定误差相对额定误差相对额定误差相对额定误差 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。准确度是电工测量仪表的主要特性之一。准确度是电工测量仪表的主要特性之一。准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的准确仪表的准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。度是根据仪表的相对额定误差来分级的。本讲稿第六页，共五十六页例：一准确度为例：一准确度为例：一准确度为例：一准确度为2.52.5级的电压表，其最大量程为级的电压表，其最大量
7、程为级的电压表，其最大量程为级的电压表，其最大量程为50V50V，正常情况下正常情况下正常情况下正常情况下,可认为最大基本误差是不变的可认为最大基本误差是不变的可认为最大基本误差是不变的可认为最大基本误差是不变的,所以被测所以被测所以被测所以被测量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大。量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大。量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大。量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大。如用上述电压表来测量实际值为如用上述电压表来测量实际值为如用上述电压表来测量实际值为如用上述电压表来测量实际值为10V10V的电压时，相对的电压时，相对的电压时，相对的电压时，相对误差为误差为误
8、差为误差为 测量实际值为测量实际值为40V的电压时，相对误差为的电压时，相对误差为 在选用仪表在选用仪表的量程时，一的量程时，一般应使被测量般应使被测量的值超过仪表的值超过仪表满标值的一半满标值的一半以上。以上。则则则则可能产生的最大基本误差为可能产生的最大基本误差为本讲稿第七页，共五十六页电工测量仪表上的几种符号电工测量仪表上的几种符号符符 号号意意 义义3 或或 2 kV 或或 或或 直直 流流交交 流流交直流交直流三相交流三相交流仪表绝缘试验电压仪表绝缘试验电压2000V仪表直立放置仪表直立放置仪表水平放置仪表水平放置仪表倾斜仪表倾斜60度放置度放置 60 本讲稿第八页，共五十六页14.
9、2 电工测量仪表的型式电工测量仪表的型式直读式仪表测量各种电量的基本原理直读式仪表测量各种电量的基本原理 利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部分受到利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部分受到转矩而发生转动。转动转矩与通入的电流之间有转矩而发生转动。转动转矩与通入的电流之间有T=f (I)1 1）产生转动转矩）产生转动转矩 T 的部分的部分 使仪表可动部分受到转矩而发生转动。使仪表可动部分受到转矩而发生转动。3 3）阻尼器）阻尼器 能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部分能迅能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部分能迅速静止在平衡位置。速静止在平衡位置。直读式仪表的基本组成部
10、分直读式仪表的基本组成部分2 2）产生阻转矩）产生阻转矩TC 的部分的部分 当阻转矩当阻转矩TC等于转动转矩等于转动转矩T 时，仪表可动部分平时，仪表可动部分平衡在一定的位置。衡在一定的位置。本讲稿第九页，共五十六页14.2 电工测量仪表的型式电工测量仪表的型式14.2.1 磁电式仪表磁电式仪表1.结构结构螺旋弹簧螺旋弹簧I II INS指针指针永久磁铁永久磁铁圆柱形圆柱形铁心铁心O O线圈线圈(1)(1)固定部分固定部分固定部分固定部分 马蹄形永久磁马蹄形永久磁铁、极掌铁、极掌NS及圆柱及圆柱形铁心等。形铁心等。(2)(2)可动部分可动部分可动部分可动部分 铝框及线圈，两根铝框及线圈，两根铝
11、框及线圈，两根铝框及线圈，两根半轴半轴半轴半轴OO和和和和OO ，螺旋，螺旋，螺旋，螺旋弹簧及指针。弹簧及指针。弹簧及指针。弹簧及指针。极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中产极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中产生均匀的辐射方向的磁场。生均匀的辐射方向的磁场。本讲稿第十页，共五十六页2.工作原理工作原理(1)(1)转动转矩转动转矩转动转矩转动转矩T 的产生的产生的产生的产生(2)(2)阻转矩阻转矩阻转矩阻转矩TC C的产生的产生 在线圈和指针转动时，螺旋弹在线圈和指针转动时，螺旋弹在线圈和指针转动时，螺旋弹在线圈和指针转动时，螺旋弹簧被扭紧而产生阻转矩簧被扭紧而产生阻转矩簧被扭紧而
12、产生阻转矩簧被扭紧而产生阻转矩T TC。线圈通入电流线圈通入电流 I 电磁力电磁力 F线圈受到的转矩线圈受到的转矩 T=k1IFSNF 线圈通入电流线圈通入电流 I 电磁力电磁力 F 线圈受到转矩线圈受到转矩 T 线圈线圈和指针转动，和指针转动，弹簧的弹簧的TC与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，成正比，成正比，成正比，即即即即 T TC=k2 当弹簧的阻转矩当弹簧的阻转矩T与线圈受到的转矩与线圈受到的转矩TC C达到平衡时，达到平衡时，可动部分停止转动，此时有可动部分停止转动，此时有T=TC 本讲稿第十一页，共五十六页 当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即当弹簧
13、阻转矩与转动转矩达到平衡即当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即TC=T T 时，可转时，可转动部分便停止转动，动部分便停止转动，T=k1I，TC=k k2 2 。仪表的标度尺上作均匀刻度。仪表的标度尺上作均匀刻度。3.3.阻尼作用的产生阻尼作用的产生阻尼作用的产生阻尼作用的产生 当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通，当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通，在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与转在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生与转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼作用，动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻尼作用，快速停止在平衡位置。快速停止在平衡位置。即指针的偏转
14、角即指针的偏转角 结论结论:指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。本讲稿第十二页，共五十六页4.4.用途用途 5.优点：优点：刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗 电电能量小；受外界磁场影响小。能量小；受外界磁场影响小。缺点：缺点：只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载。测量直流电压、直流电流及电阻。测量直流电压、直流电流及电阻。本讲稿第十三页，共五十六页14.2.2 14.2.2 电磁式仪表电磁式仪表电磁式仪表电磁式仪表1.结构结构 主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部
15、有固定的铁主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固定的铁主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固定的铁主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固定的铁片、固定在转轴上的可动铁片。片、固定在转轴上的可动铁片。片、固定在转轴上的可动铁片。片、固定在转轴上的可动铁片。圆形线圈圆形线圈小室小室312450推斥式电磁式仪表推斥式电磁式仪表推斥式电磁式仪表推斥式电磁式仪表固定铁片固定铁片可动铁片可动铁片本讲稿第十四页，共五十六页2.2.工作原理工作原理工作原理工作原理仪表的转动转矩仪表的转动转矩 T=k I 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩 TC=k2 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即
16、成正比，即 当当 T=TC 时，可动部分停止转动，时，可动部分停止转动，即指针的偏转角即指针的偏转角 结论结论:指针偏转的角度与直流电流或交流电流指针偏转的角度与直流电流或交流电流 有效值的平方成正比。有效值的平方成正比。线圈通入电流线圈通入电流 I 磁场磁场 线圈通入电流线圈通入电流 I 磁场磁场 固定和可动铁片均被磁化固定和可动铁片均被磁化(同一端的极性是相同的同一端的极性是相同的)可动片因受斥力而带动指针转可动片因受斥力而带动指针转动，动，交流为交流为交流为交流为有效值有效值有效值有效值本讲稿第十五页，共五十六页 因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方成正因指针的偏转角度与直流电流或
17、交流有效值平方成正因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方成正因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平方成正比，所以比，所以比，所以比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。仪表标度尺上的刻度是不均匀的。与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力 空气空气阻尼器。阻尼器。3.3.用途用途 4.优点：优点：构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量较大的构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量较大的电流；允许较大的过载。电流；允许较大的过载。缺点：缺点：刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡流刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡流（测量交流时）的影响，因此准确度不
18、高（测量交流时）的影响，因此准确度不高。测量交流电压、交流电流。测量交流电压、交流电流。本讲稿第十六页，共五十六页14.2.3 电动式仪表电动式仪表1.结构结构 有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈与指针及有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈与指针及有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈与指针及有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈与指针及空气阻尼器的活塞都固定在轴上。空气阻尼器的活塞都固定在轴上。空气阻尼器的活塞都固定在轴上。空气阻尼器的活塞都固定在轴上。螺旋弹簧螺旋弹簧固定线圈固定线圈可动线圈可动线圈空气阻尼器空气阻尼器空气阻尼器空气阻尼器 产生阻尼力产生阻尼力 本讲稿第十七页
19、，共五十六页2.工作原理工作原理FF可动线圈可动线圈固定线圈固定线圈 固定线圈中的电流固定线圈中的电流 I1(i i1)磁场磁场 可动线圈中的电流可动线圈中的电流 I2(i i2)与磁场相互作用与磁场相互作用电磁力电磁力 F 线圈受到转矩线圈受到转矩 T 线圈和指针转动，线圈和指针转动，仪表的转动转矩仪表的转动转矩通入直流时，通入直流时，通入直流时，通入直流时，T=k1I1I2通入交流时，通入交流时，通入交流时，通入交流时，T=k1I1I2cos i1 1和和和和i i2 2的的的的有效值有效值有效值有效值i i1 1和和i i2 2之间之间之间之间的相位差的相位差的相位差的相位差本讲稿第十八
20、页，共五十六页弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩 TC=k2 弹簧的阻转矩弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角与指针的偏转角 成正比，即成正比，即 当当 T=TC 时，可动部分停止转动，时，可动部分停止转动，即指针的偏转角即指针的偏转角 结论结论:指针偏转的角度与两个电流指针偏转的角度与两个电流(对交流为有效值对交流为有效值)的乘积成正比。的乘积成正比。仪表的转动转矩仪表的转动转矩 通入直流时，通入直流时，通入直流时，通入直流时，T=k1I1I2通入交流时，通入交流时，通入交流时，通入交流时，T=k1I1I2cos =kI1I2 （直流直流）=kI1I2 cos （交流交流交流交流）i i1 1和和和和i i
21、2 2之间之间的相位差的相位差4.优点：优点：可用于交直流；准确度较高。可用于交直流；准确度较高。缺点：缺点：受外界磁场影响大；受外界磁场影响大；不能承受较大过载。不能承受较大过载。3.用途用途 测量交直流电压、电流及功率。测量交直流电压、电流及功率。本讲稿第十九页，共五十六页14.3 电流的测量电流的测量 电流表的内阻要很小。电流表的内阻要很小。测量直流电流通常用磁电式电流表，测量直流电流通常用磁电式电流表，测量直流电流通常用磁电式电流表，测量直流电流通常用磁电式电流表，若要扩大电流表的量程，可在测量机构上并联一个分若要扩大电流表的量程，可在测量机构上并联一个分流电阻流电阻 RA。电流表应串
22、联在电路中，电流表应串联在电路中，电流表应串联在电路中，电流表应串联在电路中，I负负载载AI负负载载R RA AR R0 0I I0 0式中：式中：式中：式中：R0 测量机构的电阻测量机构的电阻 RA 分流器的电阻分流器的电阻分流器的电阻分流器的电阻 测量直流电流通常用磁电式电流表，测量交流电测量直流电流通常用磁电式电流表，测量交流电流通常用电磁式电流表。流通常用电磁式电流表。本讲稿第二十页，共五十六页由由由由可得，可得，可得，可得，分流电阻分流电阻 可知，可知，需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。需扩大的量程愈大，则分流电阻应愈小。例例:有一磁电式电流表，当无分流器时，表头的满标值有一磁电式
23、电流表，当无分流器时，表头的满标值有一磁电式电流表，当无分流器时，表头的满标值有一磁电式电流表，当无分流器时，表头的满标值电流为电流为电流为电流为5mA5mA，表头电阻为，表头电阻为，表头电阻为，表头电阻为20 20 。今欲使其量程（满标值）。今欲使其量程（满标值）。今欲使其量程（满标值）。今欲使其量程（满标值）为为为为1A1A，问分流器的电阻应为多大？，问分流器的电阻应为多大？，问分流器的电阻应为多大？，问分流器的电阻应为多大？本讲稿第二十一页，共五十六页14.4 电压的测量电压的测量表的内阻要很高。表的内阻要很高。表的内阻要很高。表的内阻要很高。测量直流电压通常用磁电式电压表，测量直流电压
24、通常用磁电式电压表，若要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联一个倍若要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联一个倍若要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联一个倍若要扩大电压表的量程，可在测量机构上串联一个倍压电阻压电阻压电阻压电阻 R RV V。电压表应并联在被测电路两端，电压表应并联在被测电路两端，电压表应并联在被测电路两端，电压表应并联在被测电路两端，式中：式中：R R0 测量机构的电阻测量机构的电阻测量机构的电阻测量机构的电阻 R RV 倍压器的电阻倍压器的电阻U负负载载V+U负负载载+R R0 0R RV V+U0 测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电流通测量直流电压通常用磁电式电
25、压表，测量交流电流通测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电流通测量直流电压通常用磁电式电压表，测量交流电流通常用电磁式电压表。常用电磁式电压表。常用电磁式电压表。常用电磁式电压表。本讲稿第二十二页，共五十六页由由可得，串联电阻可得，串联电阻可得，串联电阻可得，串联电阻可知，可知，需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。需扩大的量程愈大，则串联电阻应愈大。例例:有一电压表，其量程为有一电压表，其量程为50V，内阻为，内阻为2000 。今。今欲使其量程扩大到欲使其量程扩大到300V，问还需串联多大电阻的倍压，问还需串联多大电阻
26、的倍压器？器？本讲稿第二十三页，共五十六页14.5.1 磁电式万用表磁电式万用表用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等1.直流电流的测量直流电流的测量 测量直流电流的原理电路测量直流电流的原理电路测量直流电流的原理电路测量直流电流的原理电路R RA1A1R RR RA2A2R RA3A3R RA4A4R RA5A5500mA500mA50mA50mA5mA5mA0.5mA0.5mA5050 A A A A+-+-RA1A1 R RA5是分流器电是分流器电阻，
27、改变转换开关的位阻，改变转换开关的位置，就改变了分流器的置，就改变了分流器的电阻，从而改变了电流电阻，从而改变了电流的量程。量程愈大，分的量程。量程愈大，分流器电阻愈小。流器电阻愈小。14.5 万用表万用表直流调整电直流调整电直流调整电直流调整电位器位器位器位器本讲稿第二十四页，共五十六页14.5 万用表万用表14.5.1磁电式万用表磁电式万用表用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等用来测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等2.直流电压的测量直流电压的测量R RV1V1 R RV3构成倍压器电构成倍压器电阻，改变转换开关的位阻，改变转换开关的位置，就改变了倍压器的置，就改变了倍压器的电
28、阻，从而改变了电压电阻，从而改变了电压的量程。量程愈大，倍的量程。量程愈大，倍压器电阻愈大。压器电阻愈大。测量直流电压的原理电路测量直流电压的原理电路测量直流电压的原理电路测量直流电压的原理电路R RA AR RR RV2V2R RV1V1R RV3V325V25V5V5V1V1V A A+-+-本讲稿第二十五页，共五十六页3.3.交流电压的测量交流电压的测量交流电压的测量交流电压的测量 磁电式仪表只能测磁电式仪表只能测量直流，如果要测量量直流，如果要测量交流，需加整流元件，交流，需加整流元件，如图中如图中D1 1和和和和D D2 2。测量交流电压的原理电路测量交流电压的原理电路测量交流电压的
29、原理电路测量交流电压的原理电路R R100V100V A A+-+-10V10VD D1 1D D2 2R R V1V1R R V2V2600600 正半周时，正半周时，电流流经电流流经电流流经电流流经D D1和部分电流流经微安表和部分电流流经微安表流出。流出。负半周时，负半周时，电流直接流经电流直接流经D2 2从从“+”端流出。端流出。可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流
30、的平可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。均值。为此，加一交流调整电位器（图中为此，加一交流调整电位器（图中为此，加一交流调整电位器（图中为此，加一交流调整电位器（图中600600），用来改变），用来改变表盘刻度；表盘刻度；指示读数被折换为正弦电压有效值。指示读数被折换为正弦电压有效值。指示读数被折换为正弦电压有效值。指示读数被折换为正弦电压有效值。可见，可见，通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。通过微安表的是半波电流，读数应为该电流的平均值。为此，加一交流调整电位器（图
31、中为此，加一交流调整电位器（图中600），用来改变表），用来改变表盘刻度；盘刻度；指示读数被折换为正弦电压有效值。指示读数被折换为正弦电压有效值。指示读数被折换为正弦电压有效值。指示读数被折换为正弦电压有效值。普通万用表只普通万用表只普通万用表只普通万用表只适合测量频率为适合测量频率为适合测量频率为适合测量频率为451000Hz451000Hz的电压。的电压。的电压。的电压。本讲稿第二十六页，共五十六页4.4.电阻的测量电阻的测量电阻的测量电阻的测量 测量电阻时，需接入测量电阻时，需接入测量电阻时，需接入测量电阻时，需接入电池，被测电阻愈小，电池，被测电阻愈小，电池，被测电阻愈小，电池，被测电
32、阻愈小，电流愈大，则指针偏转电流愈大，则指针偏转电流愈大，则指针偏转电流愈大，则指针偏转的角度愈大。的角度愈大。的角度愈大。的角度愈大。测量电阻的原理电路测量电阻的原理电路测量电阻的原理电路测量电阻的原理电路R R A A+-+1.7k1.7k -+1.5V1.5V 1010 100100（调零）（调零）（调零）（调零）注意注意注意注意：(1)(1)测量前应先将测量前应先将“+”、“-”两端短接，看指针两端短接，看指针是否指在零，否则应调是否指在零，否则应调节调零电位器（图中节调零电位器（图中 1.7k 电阻）进行校正。电阻）进行校正。(2)绝对不能在带电线路绝对不能在带电线路上测量电阻。用毕
33、应将转换上测量电阻。用毕应将转换开关转到高电压档。开关转到高电压档。本讲稿第二十七页，共五十六页 MFMF-30-30-30-30型万用表的面板图型万用表的面板图型万用表的面板图型万用表的面板图14.5 万用表万用表零欧姆调零欧姆调整整机械零位机械零位调整调整200100504030201050100200300400500246810101522A-V-010V-dB-10V.mA10V+dB+50010 100500255110k1k10010150550500500100VAmAV转换开关转换开关本讲稿第二十八页，共五十六页14.5.214.5.2数字式万用表数字式万用表数字式万用表数字
34、式万用表本讲稿第二十九页，共五十六页 今以今以DT-830型数字万用表为例来说明它的测量范型数字万用表为例来说明它的测量范围和使用方法。围和使用方法。1.1.测量范围测量范围测量范围测量范围（1）直流电压分为五档）直流电压分为五档:200mV,2V,20V,200V,1000V。（2）交流电压分为五档）交流电压分为五档:200mV,2V,20V,200V,750V 200mV,2V,20V,200V,750V。（3 3）直流电流分为五档）直流电流分为五档）直流电流分为五档）直流电流分为五档:200 V,2 mA,20mA,200mA,10A。（4 4）交流电流分为五档）交流电流分为五档）交流电
35、流分为五档）交流电流分为五档:200 V,2 mA,20mA,200mA,10A。（5 5）电阻分为六档）电阻分为六档）电阻分为六档）电阻分为六档:200 200 ,2k,2k ,20k ,20k ,200k ,2M ,20M 14.5.214.5.2数字式万用表数字式万用表数字式万用表数字式万用表本讲稿第三十页，共五十六页 DT-830 DT-830型万用表的面板图型万用表的面板图POWEROFF ONBEChFE晶体管晶体管插孔插孔显示器电源开关电源开关转换开关转换开关输入输入插座插座hFEDCAVACACADCV10AmACOMV2.2.面板说明面板说明面板说明面板说明本讲稿第三十一页，
36、共五十六页(2)(2)电源开关：电源开关：电源开关：电源开关：使用时将开关置于使用时将开关置于使用时将开关置于使用时将开关置于“ON”“ON”位置；使用完毕置于位置；使用完毕置于位置；使用完毕置于位置；使用完毕置于“OFF”“OFF”位置。位置。位置。位置。(3)转换开关：转换开关：用以选择功能和量程。根据被测的电量用以选择功能和量程。根据被测的电量(电电压、电流、电阻等压、电流、电阻等)选择相应的功能位；按被测量程的大选择相应的功能位；按被测量程的大小性选择合适的量程。小性选择合适的量程。(4)(4)输入插座：输入插座：输入插座：输入插座：将黑色测试笔插入将黑色测试笔插入将黑色测试笔插入将黑
37、色测试笔插入“COM”“COM”的插座。红色测试的插座。红色测试的插座。红色测试的插座。红色测试笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入笔有如下三种插法，测量电压和电阻时插入“V“V ”插座；插座；插座；插座；测量小于测量小于测量小于测量小于200mA200mA的电流时插入的电流时插入的电流时插入的电流时插入“mA”“mA”插座；测量大于插座；测量大于插座；测量大于插座；测量大于200mA200mA的的的的电流时插入电流时插入电流时插入电流时插入“10A”“10A”插座。插座。插座。插座。(1)显示器：显示器：显示四位数
38、字，最高位只能显示显示四位数字，最高位只能显示1或不显或不显 示数字，算半位，故称三位半（示数字，算半位，故称三位半（）。最大指示为）。最大指示为 1999或或-1999。当被测量超过最大指示值时，显示。当被测量超过最大指示值时，显示“1”或或“-1”。本讲稿第三十二页，共五十六页14.6 功率的测量功率的测量14.6.1 单相交流和直流功率的测量单相交流和直流功率的测量通常用电动式仪表来测量功率通常用电动式仪表来测量功率功率表的接线图功率表的接线图功率表的接线图功率表的接线图 电压线圈电压线圈电压线圈电压线圈电流线圈电流线圈电流线圈电流线圈ui2 i1=i+*负负负负载载载载固定线圈：匝数少
39、，导线粗，固定线圈：匝数少，导线粗，固定线圈：匝数少，导线粗，固定线圈：匝数少，导线粗，与负载串联，作为电流线圈。与负载串联，作为电流线圈。与负载串联，作为电流线圈。与负载串联，作为电流线圈。可动线圈：匝数多，导线细，可动线圈：匝数多，导线细，与负载并联，作为电压线圈。与负载并联，作为电压线圈。工作原理：工作原理：工作原理：工作原理：I I2正比正比正比正比U，且可认为，且可认为i i2 2与与u同相同相同相同相所以：所以：本讲稿第三十三页，共五十六页14.6 功率的测量功率的测量14.6.2 14.6.2 三相功率的测量三相功率的测量三相功率的测量三相功率的测量 在三相三线制中，广泛采用两功
40、率表来测量三相功在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量三相功在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量三相功在三相三线制中，广泛采用两功率表来测量三相功率。率。率。率。iAWW1 1WW2 2*iBiCA AB BC C两功率表测量三相功率两功率表测量三相功率两功率表测量三相功率两功率表测量三相功率工作原理：工作原理：三相瞬时功率：三相瞬时功率：所以，所以，p p=u uA iA+u uB B iB B+uC C(iA i iB)i iC C =(u uA A uC C)i iA A+(+(u uB B uC)i iB =uAC iA+u uBC iB B =p1+p p2p=p pA+pB+p
41、pC =uA A i iA A+u uB B iB+uC C i iC C因为，因为，i iA A+i iB B+iC C=0=0可见，三相功率可用两个功率表来测量。可见，三相功率可用两个功率表来测量。本讲稿第三十四页，共五十六页式中式中 为为为为u uAC和和i iA A之间的相位差。之间的相位差。iAWW1 1WW2 2*iBiCA AB BC CW1 的读数的读数为为W2 的读数的读数为为式中式中 为为为为u uBCBC和和i iB之间的相位差。之间的相位差。之间的相位差。之间的相位差。两功率表读数之和两功率表读数之和为为 P =P1+P P2 =U UAC AC I IA A cosc
42、os +UBC I IB cos cos 本讲稿第三十五页，共五十六页3030 当负载对称时，当负载对称时，P P1 1=U UAC AC IA coscos =U Ul I Il cos(30 )P P2 2=U UBC BC IB cos cos =U Ul l Il l cos(30+)由相量图可知，两功率表的读数为由相量图可知，两功率表的读数为由相量图可知，两功率表的读数为由相量图可知，两功率表的读数为两功率表读数之和为两功率表读数之和为两功率表读数之和为两功率表读数之和为 P=P P1+P P2 2 =U Ul Il cos(30cos(30 )+U Ul l I Il l cos(
43、30cos(30+)可见，采用两表法可测量三相功率。可见，采用两表法可测量三相功率。当当当当 60 60时，时，时，时，P1 1为正值，为正值，为正值，为正值，P P2 2为负值，为负值，为负值，为负值，P P=P1 1 P2 2 三相功率应是两个功率三相功率应是两个功率表读数的代数和，其中任表读数的代数和，其中任意一个功率表的读数是无意一个功率表的读数是无意义的。意义的。本讲稿第三十六页，共五十六页*ABC 三相功率表的连接图三相功率表的连接图 实用中，常用一个三相功率表（二元功率表）代实用中，常用一个三相功率表（二元功率表）代替两个单相功率表来测量功率，替两个单相功率表来测量功率，本讲稿第
44、三十七页，共五十六页14.7 兆欧表兆欧表 兆欧表：用于检查电机、电器及线路的绝缘情况和测兆欧表：用于检查电机、电器及线路的绝缘情况和测兆欧表：用于检查电机、电器及线路的绝缘情况和测兆欧表：用于检查电机、电器及线路的绝缘情况和测量高值电阻。量高值电阻。量高值电阻。量高值电阻。1.1.结构结构结构结构兆欧表构造示意图兆欧表构造示意图 两个线圈固定在两个线圈固定在两个线圈固定在两个线圈固定在同一轴上且相互垂同一轴上且相互垂同一轴上且相互垂同一轴上且相互垂直。一个线圈与电直。一个线圈与电直。一个线圈与电直。一个线圈与电阻阻阻阻R串联，另一个线串联，另一个线串联，另一个线串联，另一个线圈与被测电阻圈与
45、被测电阻圈与被测电阻圈与被测电阻R Rx x串串联，两者并联接于联，两者并联接于直流电源。直流电源。10001000500500200200100100303010100 0F2NSUI2RxRI1+-MF2IF1F1永永久久磁磁铁铁线圈线圈线圈线圈手摇直流发手摇直流发手摇直流发手摇直流发电机电机电机电机磁场是不磁场是不均匀的均匀的本讲稿第三十八页，共五十六页2.工作原理工作原理在测量时，通过线圈的电流在测量时，通过线圈的电流线圈电阻线圈电阻线圈电阻线圈电阻 线圈受到磁场的作用，产线圈受到磁场的作用，产生两个方向相反的转矩，生两个方向相反的转矩，f1 ()和和和和 f f2 2 ()分别为两个
46、线圈所在处的磁感应强度分别为两个线圈所在处的磁感应强度与偏转角与偏转角 之间的函数关系。之间的函数关系。之间的函数关系。之间的函数关系。10001000500500200200100100303010100 0F2NSUI2RxRI1+-MF2IF1F1 T T1=k k1 1 I1 f f1()T2=k k2 I2 2 f2 2()仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到两个仪表的可动部分在转矩的作用下发生偏转，直到两个线圈产生的转矩平衡。线圈产生的转矩平衡。本讲稿第三十九页，共五十六页2.工作原理工作原理当两个线圈产生的转矩平衡时，有当两个线圈产生的转矩平衡时，有 T1 1=T2 2 即
47、即 k1 1 I1 f1 1 ()=)=k k2 I I2 f f2 ()上式表明，偏转角上式表明，偏转角上式表明，偏转角上式表明，偏转角 与两线圈中电流之比有关，与两线圈中电流之比有关，故称为流比计。故称为流比计。因因所以所以所以所以结论：结论：结论：结论：1.1.偏转角偏转角偏转角偏转角 与被测电阻与被测电阻与被测电阻与被测电阻Rx x有一定的函数关系，有一定的函数关系，所以所以 角可以反映出被测电阻的大小。角可以反映出被测电阻的大小。2.仪表的仪表的偏转角偏转角偏转角偏转角 与电源电压与电源电压U U无关，所以手摇发无关，所以手摇发电机转动的快慢不影响读数。电机转动的快慢不影响读数。本讲
48、稿第四十页，共五十六页14.8 用电桥测量电阻用电桥测量电阻、电容和电感电容和电感14.8.114.8.1直流电桥直流电桥直流电桥直流电桥2.工作原理工作原理1.1.电路电路电路电路E+GR3R4R1R2IG 最常用的单臂直流电桥最常用的单臂直流电桥最常用的单臂直流电桥最常用的单臂直流电桥(惠斯登电桥）用来测量约惠斯登电桥）用来测量约惠斯登电桥）用来测量约惠斯登电桥）用来测量约 1 1 到到0.1M 电阻。电阻。当检流计当检流计当检流计当检流计GG中无电流流过时，电桥中无电流流过时，电桥中无电流流过时，电桥中无电流流过时，电桥达到平衡。达到平衡。达到平衡。达到平衡。电桥平衡的条件为电桥平衡的条
49、件为电桥平衡的条件为电桥平衡的条件为R R1 1 R4=R2 2 R R3设设R1 1=R Rx x 为被测电阻，则为被测电阻，则为被测电阻，则为被测电阻，则式中式中称为电桥的比臂，称为电桥的比臂，称为较臂。称为较臂。测量时，先将比臂调到一定比值，然后再调节较臂测量时，先将比臂调到一定比值，然后再调节较臂直到电桥平衡为止。直到电桥平衡为止。本讲稿第四十一页，共五十六页14.8.2 交流电桥交流电桥1.1.电路电路电路电路交流电桥用来测量电容和电感。交流电桥用来测量电容和电感。交流电桥平衡的条件为交流电桥平衡的条件为交流电桥平衡的条件为交流电桥平衡的条件为GZ3Z4Z1Z2IG2.2.工作原理工
50、作原理工作原理工作原理Z Z1 Z Z4=Z Z2 2 Z3 3即即|Z1 1|Z4|=|Z2|Z Z3|1+4=2+3 3为使平衡容易调节，常将两个桥臂设计为纯电阻。为使平衡容易调节，常将两个桥臂设计为纯电阻。为使平衡容易调节，常将两个桥臂设计为纯电阻。为使平衡容易调节，常将两个桥臂设计为纯电阻。（1）当选）当选Z2和和和和Z Z4 4为纯电阻时，则为纯电阻时，则Z Z1 1和和Z Z3必须同为电感必须同为电感性或电容性。性或电容性。（2 2）当选）当选）当选）当选Z2 2和和Z Z3 3为纯电阻时，则为纯电阻时，则为纯电阻时，则为纯电阻时，则Z1 1和和和和Z4必须一个为电必须一个为电必须