電工測量第5～6學(xué)時0課件

1、第三節(jié) 直流電流表和電壓表 （56節(jié)）一、直流電流表二、直流電壓表一、直流電流表 1、直流電流表的組成 2、多量程直流電流表 1、直流電流表的組成 在磁電系測量機構(gòu)中，由于可動線圈的導(dǎo)線很細，而且電流還要經(jīng)過游絲，所以允許通過的電流很小，約幾微安到幾百微安,故它本身實用價值很小。根據(jù)并聯(lián)電路具有分流作用的原理，實際中要測量較大的電流，必須加接分流電阻。因此，直流電流表通常是由磁電系測量機構(gòu)與分流電阻并聯(lián)組成的。由于磁電系電流表只能測量直流電流，故又稱為直流電流表。圖2-12 直流電流表的組成 設(shè)磁電系測量機構(gòu)的內(nèi)阻為RC，分流電阻為RA，被測電流為IX，根據(jù)分流公式，流過測量機構(gòu)的電流IC應(yīng)等

2、于整理得 規(guī)定IxIc為電流量程擴大倍數(shù)，用n表示，則經(jīng)整理得 分流電阻的計算 上式說明，要使電流表量程擴大n倍，所并聯(lián)的分流電阻RA應(yīng)為測量機構(gòu)內(nèi)阻Rc的1(n1)?？梢?，對于同一測量機構(gòu)，只要并聯(lián)不同的分流電阻，就能制成不同量程的直流電流表。 例2-1 有一只內(nèi)阻為500、滿刻度電流為100A的磁電系測量機構(gòu)，若要將其改制成量程為1A的直流電流表，求應(yīng)并聯(lián)多大的分流電阻? 解 先求電流量程擴大倍數(shù) 應(yīng)并聯(lián)的分流電阻為 答 若要將其改制成量程為1A的直流電流表，應(yīng)并聯(lián)一只0.05的分流電阻。分 流 電 阻 分流電阻一般采用電阻率較大、電阻溫度系數(shù)很小的錳銅制成。考慮到分流電阻的散熱和安裝尺寸

3、，當(dāng)被測電流小于30A時，分流電阻可以安裝在電流表的內(nèi)部，稱為內(nèi)附分流器；當(dāng)被測電流超過30A時，分流電阻一般安裝在電流表的外部，稱為外附分流器。圖2-13 外附分流器及其接線 目前，國家標準規(guī)定外附分流器在通入額定電流時，對應(yīng)的額定電壓為30mV、45mV、75mV、100mV、150mV和300mV共六種規(guī)格。 例如，有一磁電系測量機構(gòu)的電壓量程為100mV，要將其改裝成100A的電流表，只要選擇額定電壓為100mV、額定電流為100A的外附分流器與測量機構(gòu)并聯(lián)，就能組成100A的電流表，標度尺也按100A來刻度。外附分流器的使用2.多量程直流電流表 多量程直流電流表一般采用并聯(lián)不同阻值分

4、流電阻的方法來擴大電流量程。 按照分流電阻與測量機構(gòu)連接方式劃分，分流電路分為開路式和閉路式兩種形式。 a）開路式分流電路 b）閉路式分流電路 開路式分流電路的優(yōu)點是各量程間相互獨立、互不影響，分流電阻計算方便，調(diào)整也方便。缺點是其轉(zhuǎn)換開關(guān)的接觸電阻包含在分流電阻中，可能引起較大的測量誤差。特別是當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭接觸不良，導(dǎo)致分流電路斷開時，被測電流將全部流過測量機構(gòu)使之燒毀。 開路式分流電路的優(yōu)缺點 閉路式分流電路的缺點是各個量程之間相互影響，計算分流電阻較復(fù)雜。但其轉(zhuǎn)換開關(guān)的接觸電阻處在被測電路中，而不在測量機構(gòu)與分流電阻的電路里，因此對分流準確度沒有影響。特別是當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)觸頭接觸不良而導(dǎo)致

5、被測電路斷開時，保證不會燒壞測量機構(gòu)。 目前絕大多數(shù)模擬式萬用表的直流電流擋都采用了這種分流電路。閉路式分流電路的優(yōu)缺點二、直流電壓表 1.直流電壓表的組成2.多量程直流電壓表 根據(jù)歐姆定律可知，一只內(nèi)阻為Rc、滿刻度電流為 Ic的磁電系測量機構(gòu)，本身就是一只量程為UcIcRc的直流電壓表，只是其電壓量程太小。如果需要測量更高的電壓，就必須擴大其電壓量程。根據(jù)串聯(lián)電阻具有分壓作用的原理. 磁電系直流電壓表是由磁電系測量機構(gòu)與分壓電阻串聯(lián)組成的。1.直流電壓表的組成圖215 直流電壓表的組成分壓電阻的計算 設(shè)磁電系測量機構(gòu)的額定電壓為UCIcRc，串聯(lián)適當(dāng)分壓電阻Rv后，可使電壓量程擴大為U。此

6、時，通過測量機構(gòu)的電流仍為Ic，且Ic與被測電壓U成正比。所以，可以用儀表指針偏轉(zhuǎn)角的大小來反映被測電壓的數(shù)值。分流電阻的計算公式根據(jù)串聯(lián)電路的特點若令為電壓量程擴大倍數(shù)，則 整理得 上式說明，要使電壓表量程擴大m倍，需要串聯(lián)的分壓電阻應(yīng)是測量機構(gòu)內(nèi)阻Rc的（m1）倍。例22 一只內(nèi)阻為500、滿刻度電流為100A的磁電系測量機構(gòu)，要改制成50V量程的直流電壓表，應(yīng)串聯(lián)多大的分壓電阻？該電壓表的總內(nèi)阻是多少？解 先求出測量機構(gòu)的額定電壓 UCIcRc1001065000.05 V 再求出電壓量程擴大倍數(shù) 應(yīng)串聯(lián)的分壓電阻為Rv=（m1)Rc（1 0001）500=499 500 該電壓表的總電

7、阻為RRc+Rv500499 500500 000500 k分壓電阻分壓電阻一般應(yīng)采用電阻率大、電阻溫度系數(shù)小的錳銅絲繞制而成。分壓電阻也分為內(nèi)附式和外附式兩種。通常量程低于600V時可采用內(nèi)附式的，以便安裝在表殼內(nèi)部；量程高于600V時，應(yīng)采用外附式的。外附式分壓電阻是單獨制造的，并且要與儀表配套使用。 2.多量程直流電壓表多量程直流電壓表由磁電系測量機構(gòu)與不同阻值的分壓電阻串聯(lián)組成。通常采用共用式分壓電路。這種電路的優(yōu)點是高量程分壓電阻共用了低量程的分壓電阻，達到了節(jié)約材料的目的。缺點是一旦低量程分壓電阻損壞，高量程電壓擋就不能使用。共用式分壓電路電壓靈敏度 實際上，電壓表的內(nèi)阻應(yīng)為測量機

8、構(gòu)的內(nèi)阻與分壓電阻之和。顯然，電壓表內(nèi)阻的大小與電壓量程有關(guān)。對同一塊電壓表來講，其電壓量程越高，則電壓表內(nèi)阻越大。但是，各量程內(nèi)阻與相應(yīng)電壓量程的比值卻為一常數(shù)，該常數(shù)是電壓表的一個重要參數(shù)，通常在電壓表面板的顯著位置上標出，稱為電壓靈敏度，單位是“V”。電壓靈敏度的用途 1.表示電壓表指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度時取自被測電路的電流值； 2.能方便地計算出該電壓表各量程的內(nèi)阻。 例如，一直流電壓表的電壓靈敏度為20kV。它表示測量直流電壓，當(dāng)指針偏轉(zhuǎn)至滿刻度時，取自被測電路的電流為1V20000 =50A，在10V擋時電壓表內(nèi)阻為1020000=200k。 可見，電壓靈敏度的意義是：電壓靈敏度越高，相

9、同量程下電壓表的內(nèi)阻越大，取用被測電路的電流越小，對被測電路的影響越小，測量準確度也越高。小 結(jié)（一）直流電流表通常都是由磁電系測量機構(gòu)與分流電阻并聯(lián)組成的。要使電流表量程擴大n倍，所并聯(lián)的分流電阻RA應(yīng)為測量機構(gòu)內(nèi)阻Rc的1(n1)?？梢姡瑢τ谕粶y量機構(gòu)，只要配上不同的分流電阻，就能制成不同量程的直流電流表。分流電阻一般采用電阻率較大、電阻溫度系數(shù)很小的錳銅制成。多量程直流電流表一般采用并聯(lián)不同阻值分流電阻的方法來擴大電流量程。按照分流電阻與測量機構(gòu)連接方式劃分，分為開路式和閉路式兩種。最常用的是閉路式分流電路。小結(jié)（二）磁電系直流電壓表是由磁電系測量機構(gòu)與分壓電阻串聯(lián)組成的。要使電壓表量程擴大m倍，需要串聯(lián)的分壓電阻是測量機構(gòu)內(nèi)阻Rc的（m1）倍。分壓電阻一般應(yīng)采用電阻率大、電阻溫度系數(shù)小的錳銅絲繞制而成。分壓電阻也分為內(nèi)附式和外附式兩種。多量程直流電壓表由磁電系測量機構(gòu)與不同阻值的分壓電阻串聯(lián)組成。通常采用共用式分壓電路。 思考與練習(xí)1怎樣擴大直流電流表和電壓表的量程？ 2多量程直流電流表為什么多采用閉路式分流電路而不采用開路式分流電路？ 3分流電阻一般應(yīng)采用什么材料制造？為什么？ 4.什么叫電壓靈敏度？它有什么用途？ 5. 一磁電系測量機構(gòu)的滿刻度電流為500A，