电工仪表及测量1课件.ppt

1、主讲人：李飞一、电工仪表的概述（一）、电工仪表的分类电工仪表按工作原理分类：磁电系仪表、电动系仪表、电磁系仪表、电子系仪表、感应系仪表等。按工作电流种类的不同位：直流、交流和交、直流两用电工仪表等。按电工仪表测量的准确度，可分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。一、电工仪表的概述（二）、仪表的误差和准确度1 1、误差产生的原因：、误差产生的原因：u仪表结构和制作工艺方面的原因引起误差，叫基本误差u仪表在非规定条件下使用而引起的误差，叫附加误差。2 2、误差的表达方式：、误差的表达方式：（1）、绝对误差A0绝对误差等于仪表测量指示值Ax与被测量的实际值A0之间的差值，即A=

2、AA=Ax x-A-A0 0一、电工仪表的概述（2）、相对误差r，相对误差r是指绝对误差A与被测量实际值A0之比的百分数，即绝对误差绝对误差A的单位与被测量的单位相同。的单位与被测量的单位相同。A为正时，测得的值偏大；为正时，测得的值偏大；A为负时，测得的值偏小为负时，测得的值偏小r= 100%AA0一、电工仪表的概述例例1 1：用一只电压表测量电压，读数为：用一只电压表测量电压，读数为201V201V，而标准表读数，而标准表读数（可认为是实际值）为（可认为是实际值）为220V220V。用另一只电压表测实际值为。用另一只电压表测实际值为20V20V的电压时，读数为的电压时，读数为20.5V20

3、.5V，试求每只表测量的据对误差和相对，试求每只表测量的据对误差和相对误差。误差。解：解：绝对误差A1=Ax1-A01=201-200=+1(V)A2=Ax2-A02=20.5-20=+0.5(V)相对误差r1= 100%= 100%=+0.5%A1A01+1200r2= 100%= 100%=+2.5%A2A02+0.520一、电工仪表的概述仅看绝对误差值，第一只表测量的绝对误差大于第二只表，但对测量结果的影响却比第二只表小些。因为第一只表的相对误差小，第二只表的相对误差大。一、电工仪表的概述（3）、引用误差rm。引用误差r是仪表的绝对误差A与该仪表的最大量程值Am之比的百分数，即rm= 1

4、00%AAmAm是仪表的最大量程。计算引用误差时，对Am取值的规定是：单向标度尺的仪表，为标度尺工作部分的上量限；双向刻度的仪表，为标度尺工作部分两个上量限绝对值之和；对无零位标度尺，为标度尺工作部分上下量限之差一、电工仪表的概述3 3、准确度：、准确度：通常采用正常工作条件下出现的最大引用误差来表示仪表的准确度等级，即K= 100%AmAmK：仪表的准确度等级：仪表的准确度等级Am仪表在量限内可能产生仪表在量限内可能产生的最大绝对误差的最大绝对误差Am：仪表的最大量限：仪表的最大量限不同准确度等级仪表的基本误差不同准确度等级仪表的基本误差准确度等级0.1级0.2级0.5级1.0级1.5级2.

5、5级5.0级基本误差（%）0.10.20.51.01.52.55.0一、电工仪表的概述（三）、标志符号及其含义用途代号：A电流表：V电压表； W功率表；var无功功率等设计序号系列代号：C磁电系；D电动系；L整流系；G感应系；T电磁系等外形特征：1方形；16槽形；81圆形；51矩形（四）、使用仪表的基本要求一、电工仪表的概述1、正确选择仪表n根据被测量的性质，如直流、交流等选择仪表的类型。n根据测量线路及被测量电路的阻抗大小选择仪表的内阻n根据实际要求合理地选择仪表的准确度n根据被测量的大小，选用适当的量程，应使被测量的大小仪表测量上限的1/21/32、正确的接线不同仪表，接线也不同，不能接错

6、。二、常用的电工仪表（一）、万用表1、万用表的分类及使用范围：万用表分为电磁式和电子式。可以用来测量直流电压、直流电流、交流电压和电阻，有的万用表还可以测量电感、电容、晶体管值等二、常用的电工仪表2 2、结构原理：、结构原理：（1）、表头：是一只磁电式直流表，本身通过电流甚小，由外部的测量线路使表中流过的电流不超出量程范围。表头上机构调零器是用来调节指针零位用的。档调零器是供测量电阻时调节零位用的。（2）、测量线路。万用表的多种测量功能是通过测量线路来实现的。测量线路主要由电阻的串并联来构成分压和分流电路来实现不同的电路。二、常用的电工仪表（3）、转换开关。用来选择被测量及量程的开关，使被测量

7、接入相应的测量线路。（4）、电源。它是万用表的直流电源，供测量无源电路时使用。（5）、外壳。外壳上装有两个接线柱，既可接入导线也可用表笔插入其孔中作测量用。红线笔接“”接线柱，黑笔接“”接线柱。3 3、使用方法：、使用方法：测量前检查指针是否在零位；将转换开关转至被测量种类和量程的位置上；将红表笔插入“+”接线柱，黑表笔接入“”接线柱。测电压时将表并接在被测电路两端，测电流时用导线将万用表串联在被测电路中，还要注意正负极。测电阻时先估计一下被测量电阻值，然后将转换开关拨到“”范围的相应量程档上，将表笔短接，转动“零位调节旋钮”调整零位，然后就可以测量。二、常用的电工仪表二、常用的电工仪表4 4

8、、注意事项：、注意事项：当对被测量心中无数时，可先将量程开关量程开关置于大量程位置，然后再转换至适当的量程上。不得带电测量电阻。不得带电切换量程在测量前一定要先检查转换开关的位置是否正确。每次测量完毕将转换开关放在空挡或交流电压最大量程位置上。测晶体管电阻或值时，要注意此时是用万用表电池的电源，所以要注意极性。在此情况下万用表的“+”接线柱为内部电池的负极，“”接线柱为正极。测电阻时如表笔短接，而“调零旋钮”无法调整到零位，则可能是电池没电。测晶体管正、反向电阻时应将开关转到100的位置上；用电阻档测点流通、断时宜把开关放在1的档上。读数时要正确选择刻度，并且眼睛要正视表盘，以减少视差。二、常

9、用的电工仪表（二）、钳形电流表1、钳形电流表的结构及工作原理 钳形电流表有一个特殊的结构-可张开和闭合的活动铁芯，如图可在不切断电路的情况下进行电流的测量。 钳形交流电流表可看作是由单匝穿芯式电流互感器和磁电式电流表（内有整流器）或电磁式电流表组成，被测电路的导线相当于互感器的一次绕组，电流互感器的二次绕组与电流表相接。这样，被测电路通过的电流使二次绕组产生感生电流，电流表指针发生偏转，从而指示出被测电流数值。2、使用钳形电流表的注意事项（1） ）由于钳形电流表要接触被测线路，所以测量前一定检查表的绝缘性能是否良好即外壳无破损，手柄应清洁干燥。 即外壳无破损，手柄应清洁干燥。测量时，应带绝缘手

10、套或干净的线手套。钳形表不得测高压线路的电流，被测线路的电压，不得超过钳形电流表所规定的额定电压只限于被测电路的电压不超过500V,以防绝缘击穿和人身触电。（2） 测量前应估计被测电流的大小，选择合适的量程。二、常用的电工仪表二、常用的电工仪表（3） 每次测量只能钳入一根导线，测量时应将被测导线钳入钳口中央位置，以提高测量的准确度，测量结束应将量程开关扳到最大位置，以便下次使用。（4） 测量5A一下电流时，为得到准确的读数，可将被测导线多绕几圈，穿入钳口进行测量，实际电流数值应为钳形表读数除以放进钳口内的导线根数。（5） 测量时应注意相对带电部分的安全距离，以免发生触电事故。（三）、接地电阻测

11、试仪接地电阻测试仪（俗称接地绝缘电阻表，根据其内部结构不同，一般分为两类：电位计式接地电阻表和流比计式接地电阻表。 （1） 电位计式接地电阻表以ZC-8型接地电阻表为例介绍电位式接地电阻表的结构原理。ZC-8型接地电阻表由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻及检流计等组成，其三个接线端钮E、P、C， E端钮连接接地体， P、C端钮连接相应的电位极和电流极，测接地电阻时，以两只接地探针分别作为电压极和电流极，两只探针相隔1520m插入土中，然后用导线接入电阻表的P和C端钮，被测的接地体接在E端。二、常用的电工仪表2、使用接地电阻测试仪测量步骤、使用接地电阻测试仪测量步骤 1）将两个接地探针沿接地体辐

12、射方向分别插入距接地体20m、40m的地下，插人深度为400mm，如下图所示。 2）将接地电阻测量仪平放于接地体附近，并进行接线，接线方法如下：用最短的专用导线将接地体与接地测量仪的接线端“E1”（三端钮的测量仪）或与C2、”短接后的公共端（四端钮的测量仪）相连。用最长的专用导线将距接地体40m的测量探针（电流探针）与测量仪的接线钮“C1”相连。 用余下的长度居中的专用导线将距接地体m的测量探针（电位探针）与测量仪的接线端“P1”相连。 二、常用的电工仪表二、常用的电工仪表3）将测量仪水平放置后，检查检流计的指针是否指向中心线，否则调节“零位调整器”使测量仪指针指向中心线。 4）将“倍率标度”

13、（或称粗调旋钮）置于最大倍数，并慢慢地转动发电机转柄（指针开始偏移），同时旋动“测量标度盘”（或称细调旋钮）使检流计指针指向中心线。 5）当检流计的指针接近于平衡时（指针近于中心线）加快摇动转柄，使其转速达到120rmin以上同时调整“测量标度盘”，使指针指向中心线。 6）若“测量标度盘”的读数过小（小于1）不易读准确时，说明倍率标度倍数过大。此时应将“倍率标度”置于较小的倍数，重新调整“测量标度盘”使指针指向中心线上并读出准确读数。7）计算测量结果，即R地“倍率标度”渎数“测量标度盘”读数。二、常用的电工仪表二、常用的电工仪表（四）、兆欧表（四）、兆欧表 1、组成组成：由手摇发电机、外壳和磁

14、电式电流比计组成。 2、使用注意事项使用注意事项u兆欧表应水平放置，并应远离外界磁场。u应使用表计专用的测量线，或绝缘强度较高的两根单芯多股软线，不应使用绞型软线。u测量前，应对兆欧表进行开路试验和短路试验。开路试验，即兆欧表的两根测量线不接触任何物体时，仪表的指针应指示在“”的位置上。短路试验，即将两根测量线迅速接触的瞬间，仪表的指针应指示在“0”的位置。u被测得电气设备必须与电源断开，在测量中禁止他人接近设备。u测量前必须将被测得设备对地放电，特别是电容式的电气设备，如电缆以及电容器等。u测量前，应先了解周围环境的温度和湿度。当湿度过大时，应考虑接用屏蔽线，测量时应记录温度。u使用兆欧表时

15、，接线应正确。兆欧表的“线路”或标有“L”的端子，结呗测设备的“相”；“接地”或标有“E”的端子，接别测设备的地线；“屏蔽”或标有“G”的端子，接屏蔽线，以减少因被测物表面泄露电流引起的误差。u测量时，顺时针摇动兆欧表的摇把，使转速逐渐达到120r/min，待调速器发生滑动后，即可得到稳定的读数，一般读取1min后稳定值。u测量电容性电气设备的绝缘电阻时，应在取得稳定读数后，先取下测量线，再停止摇动摇把，测完后立即对被测电气设备进行放电。二、常用的电工仪表二、常用的电工仪表（一）接地电阻测量仪的作用和组成：（一）接地电阻测量仪的作用和组成：接地电阻测量仪式用来测量接地装置接地电阻和土壤电阻率的

16、携带式仪表。由手摇发电机、电流互感器、滑线电阻及检流计等组成，全部置于一个铝合金铸成的外壳内。其表面有三个（”E”、“P”、“C”）或有四个端钮（C1“、”P1”“P2” ”C2”）。（二）使用方法及注意事项：（二）使用方法及注意事项：u将仪器平放在适当位置，把被测接地装置的接地引下线断开并与仪表的“E”的接线柱相连；在距接地极E为20m处插入电位探针P，在距P为20m处插入电流探针C，并使EPC在一条直线上。并用绝缘导线将电位探针P与P接线柱相连，电流探针C和C接线柱相连。u使用前检查检流计的指针式否在中心线上，如不在中心线上，可用零位调整器调整。二、常用的电工仪表u将“倍率标度”置于最大倍

17、数，慢慢转动发电机的摇把，同时旋动“测量标度盘”，使检流计的指针指向中心线。u当检流计的指针接近平衡时，再加快摇动转速使其达到120r/min，并同时调整“测量标度盘”，使指针稳定的指于中心线上。u如果“测量标度盘”的读数小于1，应将“倍率标度置于较小的倍数，再 重新调整”测量标度盘“，以便得到正确的读数。u用”测量标度盘“的读数乘以”倍率标度“的倍数即为所测得接地电阻值。u当检流计的灵敏度过高时，可将电位探针插入土壤中的深度调浅一些；当灵敏度不够时，可沿电位探针和电流探针出注入水湿润。u当接地极E和电流探针C之间的距离大于20m时，或电位探针P的位置插在偏离E、C间的距离小于20m时，则应将

18、电位探针P正确地插于E和C的直线中间。三、直流电流表和电压表1、工作原理、工作原理u直流电流表和电压表的测量机构属于磁电式。磁电式测量机构的磁场是永久磁铁产生的，线圈和转轴上的指针一起转动。当转动力矩与反作用弹簧的制动力矩平衡时，可动部分即停留在某一位置，指针偏转的角度与通过线圈电流的大小成正比。因此，磁电式测量机构可以制成电流表。u由欧姆定律可知，由于线圈的电阻值是固定的，则通过线圈的电流与加在线圈两端的电压成正比。因此只要把刻度盘的电流刻度值改成对应的电压值，就构成磁电式电压表。三、直流电流表和电压表2、直流电流的测量、直流电流的测量ARiI（图二）（图二） 直流电流表的测量电路图直流电流

19、表的测量电路图AIIdiRdiIiRi（图三）（图三） 电流表的分流电流表的分流2、直流电压的测量、直流电压的测量三、直流电流表和电压表ABIiRiZL（图四）（图四） 直流电压表的测量电路图直流电压表的测量电路图 要测量直流电路中某两点之间的电压，电压表必须与被测电路并联，并要注意正、负极和量程。电压表内阻Ri越大越好。四、交流电流表和电压表1、电磁式仪表的工作原理、电磁式仪表的工作原理交流电流和电压的测量通常采用电磁式仪表。电磁式仪表的磁场不是由永久磁铁产生的，而是由被测量的电流通过固定线圈产生。由于测量机构仅需使电流通过固定线圈，所以电流的引入比较方便，而且固定线圈可以用较粗的导线绕制，故可直接通入较大电流。2、交流电流的测量、交流电流的测量在低压380/220V电路中电流的测量，若被测量电流不超过电流表的量程，可将电流表直接串联在被测电路中。测量电流超过电流表的量程时，必须通过电流互感器进行测量。3、交流电压的测量、交流电压的测量测量低电压电路的电压时，只要将电压表直接并联于被测电路中的两端即可。测量交流高电压时，必须经过电压互感器，既可使仪表和工作人员与高电压隔离以保证安全，又可扩大电压表的量限。