電工儀表設(shè)計(jì)與實(shí)踐

1、 nr r 引用誤差 相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差（實(shí)際值）指示值） 0(AAx %100%100 0 0 0 A AA A x 100% (nA 儀表測(cè)量上限） V203V200(0（實(shí)際值）指示值）AAx V32032000AAx絕對(duì)誤差 V3C更正值 %48.1%100 203 3 %100 0 A r相對(duì)誤差 %2 .1%100 250 3 %100 n n A r引用誤差 K%(K100% m 表示準(zhǔn)確度等級(jí)） A r m n 最大絕對(duì)誤差最大絕對(duì)誤差 儀表的最大量程（儀表的最大量程（） %1.25V 502.5% m mVK 10 12.5%100% 10 1.25 r 3.1%100% 4

2、0 1.25 40 r 在選用儀表在選用儀表 的量程時(shí)，一的量程時(shí)，一 般應(yīng)使被測(cè)量般應(yīng)使被測(cè)量 的值超過(guò)儀表的值超過(guò)儀表 滿標(biāo)值的一半滿標(biāo)值的一半 以上。以上。 S x YX-360TR型萬(wàn)用表頭靈敏度為型萬(wàn)用表頭靈敏度為40A 偏轉(zhuǎn)角的變化量 被測(cè)量的變化量 次次 序序被測(cè)量的種類被測(cè)量的種類 儀表名稱儀表名稱 符符 號(hào)號(hào) 電流表電流表 毫安表毫安表 電壓表電壓表 千伏表千伏表 功率表功率表 千瓦表千瓦表 電度表電度表 相位表相位表 頻率表頻率表 歐姆表歐姆表 兆歐表兆歐表 1 電電 流流 2 電電 壓壓 3 電功率電功率 4 電電 能能 5 相位差相位差 6 頻頻 率率 7 電電 阻阻

3、A m mA V kVkV W kWkW f M M kWhkWh 型型 式式符符 號(hào)號(hào)被測(cè)量的種類被測(cè)量的種類 磁電式磁電式 整流式整流式 電磁式電磁式 電動(dòng)式電動(dòng)式 電流的種類與頻率電流的種類與頻率 電流、電壓、電流、電壓、 電阻電阻 電流、電壓電流、電壓 電流、電壓電流、電壓 電流、電壓、電電流、電壓、電 功率、功率因數(shù)、功率、功率因數(shù)、 電能量電能量 直直 流流 工頻和較高頻率的交工頻和較高頻率的交 流流 直流和工頻交流直流和工頻交流 直流及工頻與較高頻直流及工頻與較高頻 率的交流率的交流 符符 號(hào)號(hào)意意 義義 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

4、交流三相交流 儀表絕緣試驗(yàn)電壓儀表絕緣試驗(yàn)電壓2000V 儀表直立放置儀表直立放置 儀表水平放置儀表水平放置 儀表傾斜儀表傾斜60度放置度放置 60 測(cè)量線路測(cè)量機(jī)構(gòu)讀數(shù)裝置 被測(cè)量x過(guò)渡量y偏轉(zhuǎn)角 （1 1）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩）產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩 使儀表可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)使儀表可動(dòng)部分受到轉(zhuǎn)矩而發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng) 。)(xFT （3 3）產(chǎn)生阻尼力矩）產(chǎn)生阻尼力矩 能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力）的裝置，使儀表可動(dòng)部能產(chǎn)生制動(dòng)力（阻尼力）的裝置，使儀表可動(dòng)部 分能迅速靜止在平衡位置。分能迅速靜止在平衡位置。 （2 2）產(chǎn)生反作用力矩）產(chǎn)生反作用力矩 當(dāng)反作用力矩當(dāng)反作用力矩TC等于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩等于轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩T 時(shí)，儀表可

5、動(dòng)時(shí)，儀表可動(dòng) 部分平衡在一定的位置，部分平衡在一定的位置，TC=F（）。）。 螺旋彈簧螺旋彈簧 I I I I N S 指針指針 永久磁鐵永久磁鐵 圓柱形圓柱形 鐵心鐵心 O O 線圈線圈 線圈通入電流線圈通入電流 I 電磁力電磁力 F 線圈受到的轉(zhuǎn)矩線圈受到的轉(zhuǎn)矩 T = k1I F S N F 線圈通入電流線圈通入電流 I 電磁力電磁力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩線圈受到轉(zhuǎn)矩 T 線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)， 當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩當(dāng)彈簧的阻轉(zhuǎn)矩 與線圈受到的轉(zhuǎn)矩與線圈受到的轉(zhuǎn)矩達(dá)到平達(dá)到平 衡時(shí)，可動(dòng)部分將穩(wěn)定在某一個(gè)平衡位置，此時(shí)衡時(shí)，可動(dòng)部分將穩(wěn)定在某一個(gè)平衡位置，此時(shí) 有有T = TC T =

6、 k1I kII k k 2 1 即指針的偏轉(zhuǎn)角即指針的偏轉(zhuǎn)角 結(jié)論結(jié)論: : 指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比。指針偏轉(zhuǎn)的角度與流經(jīng)線圈的電流成正比。 5.優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強(qiáng)；消耗刻度均勻；靈敏度和準(zhǔn)確度高；阻尼強(qiáng)；消耗 電能量小；受外界磁場(chǎng)影響小。電能量?。皇芡饨绱艌?chǎng)影響小。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 只能測(cè)量直流；價(jià)格較高；不能承受較大過(guò)載。只能測(cè)量直流；價(jià)格較高；不能承受較大過(guò)載。 測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻。測(cè)量直流電壓、直流電流及電阻。 圓形線圈圓形線圈 小室小室 3 1 2 45 0 固定鐵片固定鐵片 可動(dòng)鐵片可動(dòng)鐵片 儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 T =

7、 k I 彈簧的阻轉(zhuǎn)矩彈簧的阻轉(zhuǎn)矩 TC = k2 彈簧的阻轉(zhuǎn)矩彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角與指針的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即成正比，即 當(dāng)當(dāng) T = TC 時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 即指針的偏轉(zhuǎn)角即指針的偏轉(zhuǎn)角 22 2 1 kII k k 結(jié)論結(jié)論: : 指針偏轉(zhuǎn)的角度與直流電流或交流電流指針偏轉(zhuǎn)的角度與直流電流或交流電流 有效值的平方成正比。有效值的平方成正比。 線圈通入電流線圈通入電流 I 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 線圈通入電流線圈通入電流 I 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 固定和可動(dòng)鐵片均被磁固定和可動(dòng)鐵片均被磁 化化( (同一端的極性是相同的同一端的極性是相同的) ) 可動(dòng)片因受斥力而帶可動(dòng)片因受斥力而

8、帶 動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)，動(dòng)指針轉(zhuǎn)動(dòng)， 4. 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 構(gòu)造簡(jiǎn)單；價(jià)格低廉；可用于交直流；能測(cè)量構(gòu)造簡(jiǎn)單；價(jià)格低廉；可用于交直流；能測(cè)量 較大的電流；允許較大的過(guò)載。較大的電流；允許較大的過(guò)載。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 刻度不均勻；易受外界磁場(chǎng)及鐵片中磁滯和渦刻度不均勻；易受外界磁場(chǎng)及鐵片中磁滯和渦 流（測(cè)量交流時(shí)）的影響，因此準(zhǔn)確度不高流（測(cè)量交流時(shí)）的影響，因此準(zhǔn)確度不高。 測(cè)量交流電壓、交流電流。測(cè)量交流電壓、交流電流。 螺旋彈簧螺旋彈簧 固定線圈固定線圈 可動(dòng)線圈可動(dòng)線圈 產(chǎn)生阻尼力產(chǎn)生阻尼力 F F 可動(dòng)線圈可動(dòng)線圈 固定線圈固定線圈 固定線圈中的電流固定線圈中的電流 I1 ( ) 磁場(chǎng)磁場(chǎng) 可動(dòng)線

9、圈中的電流可動(dòng)線圈中的電流 I2 ( )與磁場(chǎng)相互作用與磁場(chǎng)相互作用電磁電磁 力力 F 線圈受到轉(zhuǎn)矩線圈受到轉(zhuǎn)矩 T 線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈和指針轉(zhuǎn)動(dòng)， 儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 彈簧的阻轉(zhuǎn)矩彈簧的阻轉(zhuǎn)矩 TC = k2 彈簧的阻轉(zhuǎn)矩彈簧的阻轉(zhuǎn)矩TC與指針的偏轉(zhuǎn)角與指針的偏轉(zhuǎn)角 成正比，即成正比，即 當(dāng)當(dāng) T = TC 時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)，可動(dòng)部分停止轉(zhuǎn)動(dòng)， 即指針的偏轉(zhuǎn)角即指針的偏轉(zhuǎn)角 結(jié)論結(jié)論: : 指針偏轉(zhuǎn)的角度與兩個(gè)電流指針偏轉(zhuǎn)的角度與兩個(gè)電流 ( (對(duì)交流為有效值對(duì)交流為有效值) )的乘積成正比。的乘積成正比。 儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩儀表的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)矩 4. 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：可用于交直流；準(zhǔn)

10、確度較高。可用于交直流；準(zhǔn)確度較高。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：受外界磁場(chǎng)影響大；受外界磁場(chǎng)影響大；不能承受較大過(guò)載。不能承受較大過(guò)載。 3. 用途用途 測(cè)量交直流電壓、電流及功率。測(cè)量交直流電壓、電流及功率。 零歐姆零歐姆 調(diào)整調(diào)整 機(jī)械零機(jī)械零 位調(diào)整位調(diào)整 200 100 50 40 30 20 10 5 0 100 200 300 400 500 2 4 6 8 10 10 15 22 A-V- 0 10V -dB -10 V.mA 10V +dB + 500 10 100 500 25 5 1 10k 1k 100 10 1 50 5 50 500 500 100 V A mA V 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)轉(zhuǎn)換開(kāi)

11、關(guān) 內(nèi)磁式內(nèi)磁式 磁電式磁電式 儀表儀表 0 0A A R II RR I RR R I A0 A 0 1 0 0 A I I R R 1 : 0 0 A I I R R解解0.1005 1 0.005 1 20 0 V0 0 R RR U U 0 V0 0 R RR U U 1)( 0 0V U U RR 1)( : 0 0V U U RR解解10k1) 50 300 (2000 cos 21I kI UIcos k P k A Z iA B Z C Z iB iC T IUtiu T P 0 AACAAC1 cosd 1 A Z iA B Z C Z iB iC T IUtiu T P 0

12、 BBCBBC2 cosd 1 A U C U B I A I C I B U AC U BC U cosIU ll 3 * * * * A B C 三相功率表的連接圖三相功率表的連接圖 兆歐表構(gòu)造示意圖兆歐表構(gòu)造示意圖 10001000 500500 200200 100100 3030 1010 0 0 F2 N S U I2 RxR I1 + + - - M F2 I F1 F1 永永 久久 磁磁 鐵鐵 磁場(chǎng)是不磁場(chǎng)是不 均勻的均勻的 RR U I 1 1 x RR U I 2 2 10001000 500500 200200 100100 3030 1010 0 0 F2 N S U I2 RxR I1 + + - - M F2 I F1 F1 )( 2 1 I I f 或或 )( )( )( 3 11 22 2 1 f fk fk I I RR RR I I x 1 2 2 1 )()()( 1 2 2 1 x x Rf RR RR f I I f 3 4 2 R R R R x 4 2 R R 3 R 2 0 04 ) 1 j() 1 j(R C RR C R x x 0 4 2 R R R R x 4 2 R 0 x CC C 被測(cè)電容器被測(cè)電容器 被測(cè)電感元件被測(cè)電感元件 ) C 1 )( ( 0 032 jRLjRR