电工仪表与测量教案

第一章 电工仪表与测量的基本知识 §1-1 常用电工仪表的分类、型号和标志

一、 常用电工仪表的分类

1、 概念：用来测量各种电量、磁量及电路参数的仪器、仪表 统称为电工仪表。

2、 分类：电工仪表按结构和用途的不同，分以下三类

1） 指示仪表：能将被测量转换为仪表可支部分的机械偏 转角，并通过指示器直接显示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。 ⑴按工作原理分类：主要有磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表和感应系仪表。

⑵按使用方法分类：有安装式、便携式两种。

⑶按被测量的名称分类：有电流表、电压表、功率表、电能表、频

率表、相位表、万用表等。

⑷按准确度等级分类：有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共七级。 ⑸按使用条件分类：有A、B、C三组类型的仪表。

⑹按被测电流种类分类：有直流仪表、交流仪表以及交、直流两用仪表三类。

2） 比较仪表：又分直流比较仪表和交流比较仪表两大类。

3） 数字仪表：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。

二、 电工指示仪表的型号 1、

用途号（国际通用符号） 设计序号（数字） 系列代号（汉语拼音字母）

形状第二位代号（数字） 形状第一位代号（数字） 2、

便携式指示仪表型号的编制规则 安装式指示仪表型号的组成及含义

由于便携式仪表不是固定安装在开关板上的，故不需要形状、代号。 例：型号T19-A，表示一块设计序号为19的便携式电磁系电流表。 三、 电工仪表的标志 有关标志及其含义见P7表1-2 小 结 电工仪表的分类、型号及标志。

§1-2 电工仪表的误差和准确度

一、 仪表的误差及分类：根据产生误差的原因，仪表误差分两类 1、

基本误差：指仪表在正常工作条件下，由于仪表的结构、

工艺等方面的不完善而产生的误差叫基本误差。 2、

附加误差：仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的误差

叫附加误差。

二、 误差的表示方法 误差通常用绝对误差、相对误差和引用误差

来表示。 1、 绝对误差△

1） 概念：仪表的指示值Ax与被测量实际值A0之间的差 值，叫做绝对误差，用△表示。 2） 计算式：△=Ax－A0 2、

相对误差

1） 概念：绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分数，叫做相对误差。 2） 3、

计算式：γ=△/A0×100% 引用误差

1） 概念：绝对误差△与仪表量程（最大读数）Am比值的

百分数，叫做引用误差γm。 2）

计算式：γm=△/Am×100%

三、 仪表的准确度

1、 概念：仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百分 数，叫做仪表的准确度（±K%）。 2、 3、

表达式：±K=△m/Am×100% 准确度等级的规定仪表的基本误差

§1-3 电工指示仪表的主要技术要求 一、 要有足够的准确度 。 二、 要有合适的灵敏度。

三、 有良好的读数装置和阻尼装置。 四、 变差要小。 五、 本身消耗功率小。

六、 要有足够的绝缘强度和过载能力。

小 结 电工仪表的误差种类、误差计算方法以及电工仪表的主要技术要求

§1-4 常用电工测量方法

有以下在三种方法 一、

接测量法： 用直接指示的仪器仪表读取被测量数值，而无

需 度量器直接参与的测量方法，叫做直接测量法。如电流表，电压表，欧姆表等测量法。‘

二、 比较测量法： 在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比 较仪表来确定被测量数值的方法，叫做比较测量法。分以下三种 1、 零值法： 在测量过程中，通过改变标准量，使其与被测量相等（即两者差值为零），从而确定被测量数值的方法。如电桥测电阻法。

2、 差值法： 利用被测量与标准量的差值作用于测量仪表， 从而确定被测量数值的方法，叫差值法。例用不平衡电桥测电阻法。 3、 代替法 在测量过程中，用已知标准量代替被测量，若维持仪表原来的读数不变，则被测量必等于已知标准量，这叫代替法。 三、 间接测量法

测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计算求得被测量数值的方法，叫做间接测量法。如用伏安法测量电阻。

§1-5 测量误差及其消除方法

一、

系统误差

1、 产生系统误差的原因 1） 测量仪表的误差 2） 测量方法的误差 2、 系统误差的消除 1） 对测量仪表进行校正。 2） 采用合理的测量方法。 3） 采用特殊的消除方法。 二、 偶然误差

1、 产生偶然误差的原因

主要由外界环境的偶发性变化引起。如外电场、磁场的突变，温度、湿度的变化，电源电压、频率的突变等。

2、 偶然误差的消除 可测量多次，然后取平均值。 三、 疏失误差

1、 产生疏失误差的原因：由于操作者的粗心和疏忽造成，如：测量中读数错误，记录错误，算错数据等。

2、 疏失误差的消除：加强操作者的工作责任心。

§1-6 电工指示仪表的组成

一、 电工指示仪表的组成 由两个部分组成

1、 测量机构 是电工指示仪表的核心，其作用是将被测量x 转换成仪表可动部分的机械偏转角。

2、 测量线路 作用是把各种不同的被测量按一定比例转换为能被测量机构所接受的过渡量。

3、 电工指示仪表的结构方框图 见下图

测量对象x 测量线路 过渡量y 测量机构 二、 测量机构的主要装置

1、 转动力矩装置 由固定部分和可动部分组成。 2、 反作用力矩装置 一般由游丝产生。

3、 阻尼力矩装置 有空气阻尼器和磁感应阻尼器两种。 4、 读数装置 由指示器和刻度盘组成。

5、 支撑装置 有轴尖轴承支撑方式和张丝弹片支撑方式。 小 结 电工测量方法、消除测量误差的方法以及电工仪表的结

构组成。

第 四 讲

第二章 电流与电压的测量 §2-1 磁电系测量机构

一、 磁电系测量机构的结构

1、 结构组成：由固定的磁路系统和可动的线圈两部分组成。 2、 结构形式：根据磁路系统的结构不同，可分为外磁式、内磁式和内外磁式三种形式。

二、 磁电系测量机构的工作原理

1、 原理依据：是根据通电线圈在磁场中受到电磁力矩而发生偏转的原理制成的。 2、 工作原理：

转动力矩为 M=2Fr=2NBIlr （r为线圈有效边到转轴的距离） 反作用力矩 Mf=Dα [ D为游丝的反作用系数 α为可动部分的偏转角（即指针的偏转角）]应该使 M=Mf 所以有NBSI=Dα 整理得 α=NBSI/D=SI·I （SI为磁电系测量机构的灵敏度。） 三、 磁电系仪表的特点 1、 2、

准确度高、灵敏度高。 功率消耗小。

3、 4、 5、

刻度均匀。 过载能力小。 只能测量直流。

小 结 磁电系测量机构的结构组成及工作原理

第 五 讲

§2-1 直流电流表和电压表（续）

四、直流电流表

1、直流电流表的组成 2、分流电阻的计算

1）分流电阻的材料组成：一般采用电阻率较大、电阻温 度系数很小的锰铜制成。

2）大小的确定 RA=RC/（n-1） （n为电流表量程扩大 倍数） 3、多量程直流电流表

原理：一般采用并联不同阻值分流电阻的方法来扩大电流量程。 类型：分为开路式和闭路式两种形式。（见下图）

五、直流电压表

1、电路组成 见下图 μA

2、分压电阻的确定 RV=（m－1）RC (m为电压表量程扩大倍数)

六、多量程直流电压表

1、电路组成：采用共用式分压电路。 2、这种电路的特点

优点：高量程分压电阻共用了低量程的分压电阻，达到了节

约材料的目的。

缺点：一旦低量程分压电阻损坏，则高量程电压挡就不能使用。

小 结 直流电流表和电压表的电路组成及工作原理。

§2-2 交流电流表与电压表

一、 1、

电磁系测量机构 可分为吸引型和排斥型两类。 吸引型测量机构 见图所示

2、

排斥型测量机构 见图所示

二、 电磁系测量机构的工作原理

1、 吸引型电磁系测量机构的工作原理

固定线圈通电后，线圈产生的磁场将可动铁片磁化，对铁片产生吸引力，使固定在同一转轴上的指针随之发生偏转，同时游丝产生反作用力矩，见下图

2、 排斥型电磁系测量机构的工作原理

当电流通过固定线圈时产生磁场，使固定铁片和可动铁片同时磁化，且两铁片的同一侧为相同的极性。由于同性磁极相互排斥，产生转动力矩使可动铁片转动，带动指针偏转，见下图：

3、 指针偏转角与线圈中电流的关系

转动力矩 M=K1（NI）2 K1为一个系数、N为线圈的匝数 I为线圈通入的电流

反作用力矩 Mf=Dα （D为游丝的反作用系数）

达到平衡时 M= Mf 所以有 α=K1（NI）2/D=K（NI）2 （α为指针的偏转角度） 三、 电磁系仪表的特点

1、 既可测量直流，又可测量交流。

2、 可直接测量较大电流，过载能力强，结构简单，成本低。 3、 标度尺刻度不均匀。 4、 易受外磁场影响。

小 结 电磁系测量机构的结构和工作原理。

第 七 讲 §2-3仪用互感器

一、 仪用互感器的作用 1、 扩大交流仪表的量程。

2、 测量高电压时保证工作人员和仪表的安全。 3、 有利于仪表生产的标准化，降低生产成本。 二、 电压互感器

1、 电压互感器的构造与原理

1） 构造：实际上是一个降压变压器，能将一次侧的高电压变换成

二次侧的低电压，其一次侧的匝数远多于二次侧匝数。 2） 符号及接线图 见下图

3） 原理： 电压互感器的额定变压比，用KTV表示，即 KTV=U1N/U2N

则一次侧被测电压大小为， U1=KTVU2 2、 电压互感器的正确使用

1） 正确接线。

2） 一次侧、二次侧在运行中绝对不允许短路。 3） 电压互感器的铁心和二次侧的一端必须可靠接地。 三、 电流互感器

1、 电流互感器的构造与原理

1） 构造：是一个降流变压器，能把一次侧的大电流变换成二 次侧的小电流。

2） 符号与接线图 见下图

3） 原理 电流互感器的额定变流比，用KTA表示， 即 KTV=I1N/I2N 则一次侧被测电流的数值为，I1=KTV·I2 2、 电流互感器的正确使用

§2-4钳形电流表

一、 钳形电流表的构造及原理 1、 互感器式钳形电流表 如图示 2、 电磁系钳形电流表

二、 钳形电流表的正确使用

选择合适的量程，将被载流导线置于钳口中央，钳口要结合紧密，严禁在高压处测量等。

§2-5电流表与电压表的选择和使用 一、 电流表与电压表的选择

包括类型、准确度、内阻、量程、工作条件、绝缘强度等的选择。

二、 电流表与电压表的使用方法

小 结 仪用互感器钳形电流表的结构和工作原理。

第 八 讲

第三章 模拟式万用表

§3-1 模拟式万用表的组成

万用表一般由测量机构、测量线路和转换开关三部分组成。 一、 测量机构（俗称“表头）

其作用：是把过渡电量转换为仪表指针的机械偏转角。 万用表的灵敏度常用电压灵敏度（Ω/V）来表示。 二、测量线路

作用：是把各种不同的被测电量（如电流、电压、电阻等）转换为磁电系测量机构所能接受的微小直流电流（即过渡电量）。 三、 转换开关

作用：是把测量线路转换为所需要的测量种类和量程。

§3-2 模拟式万用表的工作原理

一、 500型万用表的主要技术特性见P35表3-1 二、直流电流测量电路

1、测量电路组成：采用闭路式分流电路。（见图所示） 量程有：50μA、1mA、10mA、100mA、500mA等。 三、 直流电压测量电路

1、 测量电路：采用共用式分压线路。见下图

2、量程有：2.5V、10V、50V、250V、500V、2500V等。 小 结 万用表的结构、直流电流测量电路和直流电压测量电路的分析。

第 九 讲

§3-2 模拟式万用表的工作原理

四、 交流电压测量电路 1、 万用表测交流电压的原理

1） 测量交流电压的原理电路图；（如下）

2） 电路中整流形式：有半波和全波两种，500型万用表采用半波整流电路。

3） 工作过程：通过测量机构的电流经过整流后为单向脉动电流，

、

、

其指针偏转角与脉动电流的平均值成正比。 3、 交流电压测量电路 1）、电路组成：见图所示

2）、注意事项：测2500V交流高压时，要用专用的10MΩ分压电阻，两表笔分别与2500V和*两插孔相接，量程开关可置于10～500V中的任意一挡。 五、电阻测量电路 1、欧姆表基本原理：

式中：R0—欧姆调零电阻； r —电池内阻；

R1—限流电阻；RC—测量机构内阻；Rz—欧姆表总内阻。 2、 欧姆表量程的扩大：通常采用以下两种措施 1）、保持电池电压不变，改变分流电阻值，见下图

2）、提高电池电压，常用叠层电池的额定电压为4.5V、6V、9V、15V、22.5V等。见下图

3、 500型万用表电阻测量电路 1）、测量电路：如下图

2）、量程有：×1、×10、×100、×1K、×10K等。 小 结 交流电压、电阻测量电路组成及工作原理分析。

第 十 讲

§3-3 万用表的使用与维护

一、 使用之前要调零。 二、 要正确接线。 三、要正确选择测量挡位。 四、要正确读数。 五、要注意操作安全。

§3-4万用表常见故障及排除

一、 万用表电路图阅读方法 二、 用表故障检查及排除 1、直流电流挡的故障及排除

测量时无读数，则为表头线路开路；若有读数且指示值大于1.6V，则为分流电阻开路。 2、流电压挡的故障及排除

1）、各挡读数都偏大：由于分压电阻太小。

2）、各挡读数都偏小，量程越高，偏小越重，由于分压电阻变值。 低量程正常、高量程时指针不动。由于高量程所用的 分压电阻开路。

3、交流电压挡的故障及排除

1）、各挡均无读数：一般为整流元件损坏或测量线路中有开路现象。 2）、各挡都有读数，但读数都减小一半，原因是全波整流电路的一半失效，变成半波整流电路所致。 4、电阻挡的故障及排除

1）、欧姆调零器指针调不到零处，在R×1挡更甚。说明电池电压已低于1.3V。

2）、欧姆调零器失调或调节过程中指针有跳动现象，则为欧姆调零电位器有故障而引起。

3）、个别挡位读数不准。通常为该分流电阻变值所致。

4）、各挡都不准确或都无读数。原因是电池线路开路、限流电阻开路或变值所引起。

5）、某挡的测量值比实际值大10倍、100倍或1000倍。原因是该挡的分流电阻开路所引起。

小 结 万用表的正确使用与维护、万用表常见的故障与排除。

第 十 一 讲

课 题 实验一、万用表的使用

实验目的 1、熟悉万用表的结构及工作原理。‘

2、会用万用表测量交流电压、直流电压、直流电流及

电阻的方法。

3、学会用万用表判断电容器的好坏。

实验设备 1、万用表一台。

2、项调压器一台、电源变压器一台、整流滤波元件若

干。

3、电阻、电容、电解电容若干个。

实验内容

及 步 骤 一、用万用表的交流电压挡和直流电压挡分别测量交流电压和直流电压。

1、调整调压器使之输出适当大小的电压，将万用表转换开关置于交流电压挡适当量程，将测得的电压值记入下表中。

2、 万用表转换开关调至直流电压挡适当量程，并将测得的电压值填入下表中。

万用表挡1 位 直流电压 挡 2 3 4 交流电压 挡 二、用万用表直流电流挡测量直流电流。

方法：将万用表转换开关置于直流电流挡的适当量程，并将两表笔与负载串联，测得负载电流大小为 。 三、万用表欧姆挡测量电阻。

方法：将万用表转换开关置于欧姆挡适当量程，将两表笔短路进行欧姆调零，然后测量被测电阻数值： R1= ； R2= ； R3= 。

注意：测量过程中，第次转换欧姆量程后，都必须重新进行欧姆调零。

四、用万用表欧姆挡判断电容器好环。

方法：将万用表转换开关置于欧姆挡R×1K或R×10K位置，进行欧姆调零后，用两表笔分别接触电容器的两端。

结论：当电容器容量在1μF以上时表针应先很快按顺时针方向摆动一下，然后按逆时针方向逐步退回R=∞处。如果指针回不到“∞”位置，则指针所指阻值就是电容器的漏电阻 。

小 结 实验一、模拟式万用表的使用。

第十二讲 第四章 数字式仪表 §4.1数字式电压基本表

一、数字式仪表的概念

就是利用模拟—数字（A/D）转换器，将被测的模拟量（连续量）自动地转换成数字量（离散量），然后再进行测量，并将测量的结果以数字形式进行显示的电工测量仪表。 二、数字式仪表的种类

常见的数字式仪表有数字式电压基本表、数字式万用表和数字式频率表。

三、数字式电压基本表的组成

1、数字式电压基本表的任务：是用模—数转换器把被测的电压模拟量转换成数字量，并送入计数器中，再通过译码器变换成笔段码，最终驱动显示器显示出相应的数值。 2、结构组成

主要包括模拟和数字两大部分。

模拟部分又包括输入电路、模—数转换器和基准电压源三部分。

数字部分又包括逻辑控制器、计数器、译码驱动器、数字显示器、时钟脉冲发生器和电源等几个部分。 四、数码显示器

数字式仪表所用的显示器一般采用发光二极管式（LED）显示器和液晶（LCD）显示器。 1、发光二极管式数码显示器

LED数码显示器是用七个条状的发光二极管组成。这种显示器的特点是发光亮度高，但驱动电流较大，功耗大，适应于安装式的数字式仪表。 2、液晶显示器

特点：工作时所需驱动电压低（3～10V），工作电流小，可以直接用CMOS集成电路驱动。因此，被广泛应用于数字式仪表、电子表和计算器中。

小 结 数字式电压基本表的结构组成及数码显示器的种类

第十三讲 §4.2数字式万用表

一、数字式万用表的组成及工作原理

1、组成：主要由数字式电压基本表、测量线路、量程转换开关三部

分组成。数字式电压基本表是数字式万用表的核心，它相当于指示

类仪表的测量机构。 2、工作原理

主要包括直流电压测量电路、直流电流测量电路、交流电压测量电路、电阻测量电路及晶体三极管hFE测量电路。 二、数字式万用表的使用 1、液晶显示器

该表采用FE型大字号LCD显示器，最大显示值为1999。该表还具有自动调零和自动显示极性功能。 2、量程转换开关

位于面板中央的量程转换开关为6刀20掷转换开关，可提供20种测量功能和量程，供使用者选择。 3、hFE插座

位于量程开关的左下方，采用四眼插座，旁边分别有B、C、E。其中E孔有两个，在内部连通。测量时，应将被测晶体管三个极对应插入

B、C、E孔内。

4、数字式万用表的使用方法 1）直流电压的测量

将红表笔插入“V·Ω·mA”插孔，黑表笔插入“COM”插孔，将量程开关置于“DVC”的适当量程。两表笔并联在被测电路中可以测量。 2）交流电压的测量

将量程开关拨至“ACV”范围内的适当量程，测量方法同上。 3）直流电流的测量

量程开关拨至“DCA”范围内的合适挡，把仪表串联在被测量电路中。 4）电阻的测量

量程开关拨至“Ω”范围内合适挡，红表笔插在“V·Ω·mA”插孔，黑表笔插入“COM”插孔。如量程开关置于20M或2M挡，显示值以“MΩ”为单位，置于2K挡以“KΩ”为单位，置于200挡以“Ω”为单位。 5）二极管的测量

将量程开关拨至“ ”挡，红表笔插入“V·Ω·mA”插孔，接二极管正极；黑表笔插入“COM”插孔，接二极管负极。此时显示的是二极管的正向电压，若为锗管应显示0.150～0.300V；若为硅管应显示

0.550～0.700V。如果显示000，表示二极管被击穿；显示1，表示二极管内部开路。

小 结 数字式万用表的组成、工作原理及正确使用

第 十 四 讲 第五章 电阻的测量

§5-1 电阻测量方法的分类

一、 按获取测量结果的方式分为直接法、比较法和间 接法三种。

1、直接法：即采用直读式仪表测量电阻的方法。如用万用表测量电阻或兆欧表测量电阻就属于直接法。

1、 比较法：即采用比较式仪表测量电阻的方法。如用直流电桥 测量电阻属于比较法。

2、 间接法：伏安法测量电阻属于典型的间接法。 二、伏安法测量直流电阻

1、概念：把被测电阻接上直流电源，然后用电压表和电流表分别测得电阻两端的电压UX和通过电阻的电流IX，再根据欧姆定律计算出被测电阻的方法，称为伏安法。RX=UX/IX 2、电路图：有两种接法 1）电压表前接电路 见下图二

R′X=UV/IA=（UX+IXrA）/IX=RX+rA

适应条件：适用于被测电阻很大的情况。 2）电压

按伏安法计算出来的电阻应等于 R′X=(RX·rV)/(RX＋rV)

适应条件：适用于被测电阻很小的情况。

小 结 电阻测量方法、伏安法测电阻的接线及工作原理。

第 十 五 讲 §5-2 直流单臂电桥

一、 直流单臂电桥的构造及工作原理

1、结构原理图：见下图，直流单臂电桥又称惠斯登电桥， 是 一种专门用来测量中电阻的精密测量仪器。

2、 被测电阻RX的确定：由于电桥平衡时IP=0，则有I1=I2，I3=I4， 所以：RX/R2=R4/R3 即 RX=（R2·R3）/R4

结论：电桥平衡时，被测电阻RX=比例臂倍率×比较臂读数。 二、直流单臂电桥的使用 见下图

表后接电路 见上图一

1、使用前先将检流计的锁扣打开，调节调零器使指针在零位。 2、接入被测电阻时，采用较粗较短的导线，并将接头拧紧。 3、估计被测电阻有大小，选择适当的比例。

4、当测量电感线圈的直流电阻时，应先按下电源按钮SB1，再按下检流计按钮SB2；测量完毕，应先松开检流计按钮，后松开电源按钮。

5、电桥电路接通后，若检流计指针向“＋”方向偏转，应增大比较臂电阻；反之则应减小比较臂电阻。 被测电阻值=比例臂读数×比较臂读数

6、使用完毕，应先切断电源，然后拆除被测电阻，最后将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中振坏检流计。

7、发现电池电压不足应及时更换，否则将影响电桥的灵敏度。

小 结 直流单臂电桥的构造、工作原理以及正确使用。

第 十 六 讲 §5-3 直流双臂电桥

一、 直流双臂电桥的结构及工作原理 1、 原理电路图

2、 电桥平衡时，IP=0，则I1=I2、I3=I4。 对于Ⅰ回路 I1R1=InRn+I3R3 对于Ⅱ回路 I1R2=InRn+I3R4

对于Ⅲ回路 （In-I3）r=I3（R3+R4） 由以上方程得：R

二、 QJ103型直流双臂电桥简介 1、

双臂电桥的面板图 如图所示

2、

被测电阻的确定：被测电阻=倍率数×读数盘读数

固定倍率有：R×100、R×10、R×1、R×0.1和R×0.01五个固定倍 三、 直流双臂电桥的使用

1、 被测电阻在电流端钮和电位端钮，要与电桥上相应的端钮相连

接。

直流双臂电桥工作时电流较大，故测量时动作要迅速，以免电池耗电量过大。

小 结 直流双臂电桥结构、工作原理及正确使用。

第 十 七 讲 §5-4 兆欧表

一、 兆欧表的结构 兆欧表是一种专门用来测量电气设备绝缘电阻的便携式仪表。

1、 结构组成：主要由手摇直流发电机、磁电系比率表、测量 线路组成。其额定电压有500V、1000V、2500V等几种。 2、 其内部构造如图所示。 二、 兆欧表的工作原理

使用兆欧表时，被测电阻RX接在“L”与“E”端钮之间。 转动力矩： M 1=I1f1(α) 反作用力矩： M2=I2f2(α)

可动部分平衡时: M1=M2

所以有： I1f1(α)=I2f2(α) 因而得到：α=F （I1/I2） (偏转角α能直接反映被测绝缘电阻的数值)。 三、 兆欧表的选择、使用与维护

1、 兆欧表的选择

原则：1）其额定电压一定要与被测电气设备或线路的工作电压相适应。

2）兆欧表测量范围与被测绝缘电阻的范围相符合。

2、 兆欧表的接线：见接线图 3、 兆欧表的检查

在兆欧表未接通被测电阻前，摇动用柄使发电机达120r/min的额定转速，观察指针是否在标度尺的“∞”位置。再将端钮L和E短接，缓摇动手柄，观察指针是否在标度尺的“0”位置。 4、 使用兆欧表的注意事项

小 结 兆欧表的结构及工作原理

第 十 八 讲 §5-5接地电阻测量仪

一、 接地电阻的含义

1、 含义：为了保证电气设备的安全和正常工作，电气设备的 某

些导电部分应与接地体用接地线进行连接，这叫接地。 2、

接地电阻有：接地线电阻、接地体电阻、接地体与土壤的 接

触电阻等。 3、

测量接地电阻的方法：电桥法、电流表—电压表法，补偿法等。

二、 ZC－8型接地电阻测量仪 1、 原理图：如图所示

2、 工作原理： 手摇交流发电机输出电流I经电流互感器TA的 一次侧 接地体E′ 大地 电流探针C′ 发电机，构成一个闭合回路。

被测电阻RX为 RX=KRS （K为电流互感器的变流比、RS电位器的电阻）

三、 接地电阻测量仪的使用

1、 使用前先将仪表放平，然后调零。 2、 接地电阻测量仪的接线。 3、

将倍率开关置于最大倍数上，缓慢摇动发电机手柄，同时转动

“测量标度盘”使检流计指针处于中心红线位置上。 4、

如果测量标度盘的读数小于1Ω，应将倍率开关置于较小的一

挡，再重新测量。

小 结 接地电阻测量仪结构以及工作原理

第 十 九 讲 第六章 电功率的测量 §6-1 电动系功率表

一、电动系测量机构的结构

它主要由固定线圈1和可动线圈2组成。

二、电动系测量机构的工作原理 1、工作原理 偏转角α的确定 1）转动力矩：M=K1I1I2 2）反作用力矩：Mf=Dα

3）力矩平衡时：M=Mf

所以有：K1I1I2= Dα 即：α=K1I1I2/D=KI1I2 注：测量交流时：α= KI1I2cosφ (cosφ为两电流相位差的余弦) 三、电动系仪表的特点

1、优点：准确度高，交直流两用，能测量多种参数，功率表 标度尺刻度均匀。

2、缺点：仪表读数易受外磁场的影响，本身消耗功率大，过载能力小，电流表、电压表标度尺刻度不均匀。 四、铁磁电动系测量机构 1、结构组成 见图所示

2、特点：仪表本身磁场很强，所以抗外磁场干扰能力强；但铁磁材料磁滞和涡流损耗大，误差较大，准确度较低。所以被用来制造安装式功率表及要求转矩很大的自动记录仪表。

小 结 电动系测量机构、铁磁电动系测量机构的结构组成及

第 二 十 讲

§6-1 电动系功率表（续）

一、电动系功率表的结构及工作原理

1、结构组成 由电动系测量机构与分压电阻构成，其原理电 路如图所示。

2、工作原理

1）、在交流电路中，功率表指针偏转角 α=KIAIUcosΦ=KPIUcosΦ=KPP

2）、在直流电路中，功率表指针偏转角 α=KI（K1U）=KPIU=KPP 二、功率表量程及扩大

1、电流量程的扩大

方法：电动系仪表的电流线圈是由完全相同的两段线圈组成的，这样，就可以利用金属连接片将这两段线圈串联或并联，从而达到改变功率表电流量程的目的。见下图。 1）电压量程的扩大

方法：利用与电压线串联不同阻值分压电阻的方法来实现，见图所示。

三、功率表的使用 1、正确选择量程

功率表有三种量程：电流量程、电压量程、功率量程。 1）、电流量程：指仪表的串联回路所容许通过的最大工作电流。 2）、电压量程：指仪表的并联回路所能承受的最高工作电压。 3）、功率量程：由电流量程和电压量程来决定，等于两者的乘积，即P=UI。

2、要正确接线：为防止指针反转，规定了两线圈的发电机端， 用符号“*”表示。功率表应按照“发电机端守则”进行接线。有两种接线方式

1）、电压线圈前接方式如图示，由于功率表电流线圈和负载直接串

联，因此通过电流线圈的电流就等于负载电流。

2）、电压线圈后接方式如图示，由于电压线圈支路和负载直接并联，因此加在功率表电压线圈支路两端的电压就等于负载电压。

3）、电流表、电压表与功率表联合使用：为保证功率表安全可靠地运行.

3、要正确读数：标度尺只有一条，因此功率表的标度尺上只标 有分格数，而不标瓦数。

1）、功率表的分格常数C的确定：C=UNIN/αm （W/格） UN—功率表的电压量程； IN—功率表的电流量程； αm—功率表标度尺满刻度的格数。

2）、被测功率 P=C·α （α—指针偏转的格数） 小 结 电动系功率表结构、工作原理及正确使用

第 二 十 一 讲

§6-2 三相功功率的测量方法

本节主要讨论单项功率表来测量三相有功功率的方法 一、 一表法测量三相对称负载的有功功率

由于三相负载对称，只要用一只功率表测量单相中任意一相的功率P1，则三相总功率就是P=3P1。接线图如图示。

二、 三表法测量三相四线制不对称负载的有功功率 用三只单相功率表分别测出第一相的功率， 则三相总功率P=P1+P2+P3 接线图如图示。

三、 两表法测量三相三线制负载的有功功率 1、 两表法原形

1)、设负载为星形连接，三相电路总瞬时功率为

p=pU＋pV＋pW =uUiU+uViV+uWiW

由基尔霍夫第一定律可得：iU＋iV＋iW=0 iW=－iU－iV 所以有：p= uUiU+uViV+uW(－iU－iV)=iUuUW＋iVuVW=p1＋p2 2）、三相负载有功功率

P=P1+P2=IUUUWcos(Φ－30°)＋IVUVWcos(Φ＋30°) （Φ—相电压与相电流之间的相位差） 2、 两表法接线规则 如图所示。

小 结 三相有功功率的测量方法及步骤

第 二 十 二 讲 §6-3三相无功功率的测量

一、一表跨相法

1、适用范围：三相电路完全对称的情况。 Q1=UVWIUcos(90°－Φ)=UIsinΦ

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