第六章電工測量111

/模塊四；電工測量本模塊目標(biāo)1、掌握電工測量儀表的分類?；窘Y(jié)構(gòu)及工作原理.2。掌握電工測量儀表的特點(diǎn)和連接方式。3。掌握電工測量儀表的技術(shù)特性和應(yīng)用范圍。4.掌握各種電工測量儀表的正確使用方法。電工測量的任務(wù)是測量電流、電壓、電功率、電能和電阻等電工量，使我們能夠了解電氣設(shè)備的特性和運(yùn)行情況，在生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)實(shí)驗(yàn)中做到心中有數(shù),做到安全合理節(jié)約用電.本章是討論常用電工量的測量方法和測量儀表.學(xué)習(xí)本章時必須理論聯(lián)系實(shí)際，尤其要重視實(shí)踐。在實(shí)踐過程中學(xué)習(xí)和掌握常用電工儀表的使用方法。課題一:電工儀表與測量的基本知識 能力目標(biāo):任何測量都包括測量對象、測量方法和測量設(shè)備三個方面，電工測量也是如此。在電工測暈中，常用的方法主要有：直讀法和比較法兩種.一般是用各種電工儀表直接測出各種被測電量的大小，例如用電流表測量電流，用電壓表測量電壓,用功率表測量功率等等。這種測量方法叫做直接測量,所用的儀表叫直讀式儀表.用電橋測導(dǎo)體的電阻，將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量相比較，這就是比較測量法.前者測量簡便但誤差較大,后者測量精確且手續(xù)復(fù)雜。直讀式儀表按各種不同的特點(diǎn)，可分為多種類型。最主要的是按照儀表的作用原理，分為磁電系、電磁系、電動系、感應(yīng)系等等。電流和電壓的測量是電工測量中的最基本部分。電流表是測量電流的直讀式儀表,根據(jù)被測電流的大小可分為微安表（μ?。?、毫安表(mΑ）、安培表（Α)和千安表(ΚΑ〕等。電壓表是測量電壓的直讀式儀表,根據(jù)被測電壓的大小可分為毫伏表（mv）伏特表(v)和千伏表KＶ〉等.為了測量電路中任一部分的電流,就必須使被測電流通過電流表.因此，電流表接入電路時，應(yīng)與被測電路串聯(lián)。如圖6—1所示。由于電流表具有內(nèi)阻因此在接入電路時會增加被測電流的誤差。如果是電流表的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于它的被測電阻值測量的誤差就比較小。為了測量電路中任意兩點(diǎn)間的電壓,就必須將電壓表并聯(lián)在這兩點(diǎn)上.例如圖6-2中,巳知兩端的電壓應(yīng)為80ｖ、(指未接電壓表時）。但接入電壓表后，由于被測量兩端等值電阻的改變，從電壓表上將讀得６０V,其測量誤差說明該電壓表的內(nèi)阻在本例中太小.Ｒv=2KΩ在本例中太小由此可見,測量電流和電壓時，必須考慮儀表內(nèi)阻對被測電路的影響。為了提髙測量的準(zhǔn)確程度，電流表的內(nèi)阻越小越好，一般要求其內(nèi)阻RA≦１/１00Ω(只為被測回路等值電阻)。而電壓表的內(nèi)阻越大越好，一般要求電壓表的內(nèi)阻Rv≧10０R’(R是與該表并聯(lián)的總等值電阻）。以上分析是沒有計入儀表的基本誤差和附加誤差時的仿形。因此我們在使用和選擇作表時，應(yīng)從準(zhǔn)確度、量程、工作條件以及內(nèi)阻等多方面予以考慮.一、電工測量的誤差測量中的主要矛盾就是準(zhǔn)與不準(zhǔn)。測量值A(chǔ)x與實(shí)際值A(chǔ)O之間的差值叫做測量的絕對誤差，用△A表示:則△Ａ=Ax—AＯ測量的絕對誤差與被測量的實(shí)際值之比，叫做測量的相對誤差，用ν表示，則ν=△A/AO×100℅造成測量誤差的原因是多方面的，這里僅考慮在正常工作條件下(即儀表的工作位置正常，環(huán)境溫度濕度正常，沒有地磁以及外磁場影響等），由于儀表本身結(jié)構(gòu)上的原因,而產(chǎn)生的誤差稱基本誤差。這種誤差在制造儀表時已被限制在容許的范圍內(nèi)，儀表的準(zhǔn)確度是指在正常工作條件下,測量時可能出現(xiàn)的最大絕對誤差△Aｄ與該儀表的最大讀數(shù)Ad(即量程）之比,用δ表示，則δ＝△Ａd/Ad×１00℅圖6-3圖6-3直液電壓表0。５1．０1．52。54．0級,每一級的數(shù)字都用正、負(fù)百分?jǐn)?shù)表示，如圖６—3所示電壓表的準(zhǔn)確度是１.5級，即δ=±１。5℅其量程是250V，則可能出現(xiàn)的最大絕對誤差:△Aｄ=δＸAｄ=±１.５℅Ｘ250=±３．75V準(zhǔn)確度級的數(shù)字越小，表示準(zhǔn)確度越髙，制造上要求也髙,而成本也高.通常。和級的儀表用作標(biāo)準(zhǔn)表,0。5級以下的儀表用于實(shí)驗(yàn)室，１．5級至3.0級的儀表用于工程測量。選擇儀表時，除了考慮儀表的準(zhǔn)確度之外，還應(yīng)選擇合適的量程來提髙測量的準(zhǔn)確程度,例如一塊量程為250V電壓表，測量0?2５0V之間的電壓時,都可能出現(xiàn)△U=±3.75V的最大絕對誤差?？梢?測量值越接近于儀表的量程，測量的最大相對誤差ν就越小。例如這塊電壓表指示10０Ｖ時，最大相對誤差:Νd1=△Uｄ/Ｕ1X1０0℅=土３。7５／１０0X100℅＝土3．７5℅指示２０0Ｖ時，最大相對誤差：Νd2=△Ud/U２X100℅=土3.75/２00X10０℅=土１。8８℅因此,應(yīng)根據(jù)測量值來選擇儀表的量程,盡量使測量值指示在儀表量程的一半以上。儀表使用久了，其準(zhǔn)確度會改變,必須定期進(jìn)行校準(zhǔn)。最簡單的校準(zhǔn)方法是比較法，即選擇一個等級比被校表髙的儀表作為標(biāo)準(zhǔn)表。使被校表與標(biāo)準(zhǔn)表的量程應(yīng)一致或接近，如表６—1.表—被校表與標(biāo)準(zhǔn)表的準(zhǔn)碥度等級對照表被校表的準(zhǔn)確度等級標(biāo)準(zhǔn)表的準(zhǔn)確度等級４.0、2.5、１。50.51。０0．５0．2０.１表6－2所列數(shù)據(jù)為校準(zhǔn)一個量程為10A的安培表的測試和計算結(jié)果。測試是在儀表的被校表的讀數(shù)可以用標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)來表示。表6-2所列的絕對誤差中有一個最大值：該安培表的準(zhǔn)確度： ,它大于1.5％，因此,這塊被校安培表的準(zhǔn)確度等級應(yīng)劃為2。5級。表－校準(zhǔn)一個量程為A的安培表的測被校表讀數(shù)ＩX（Ａ）0１2３4５678910標(biāo)準(zhǔn)表讀數(shù)IＸ(A)絕對誤差△I（A）校正值（A）０００1．11－0．１1＋0．112.１7-0。17+0.1７３。05—0.０5+0。054.12-0．12＋0．125.０８—0．０8+0。08５。90＋0.1０-0．１0６.88+0.１2－0．127。92＋０．08－０．088.8５＋0。15—0.159。90＋0。10—0。10二、直讀儀表的分類與符號直讀儀表的分類很多，選用時應(yīng)了解它的分類和標(biāo)志符號．.續(xù)表根據(jù)電流種類分為＇直流表(＿)、交流表（~）交直流表兩用表）根據(jù)測量對象分為’安培表(Ａ)、伏特表(V）瓦特表(W），電度表KWh）、兆歐表(MΩ〉、功率因素表《COS?)、頻率表(Ｈz）等、（３)根據(jù)儀表括的工作原理分為磁電式（C）、電動式（D）、動鐵式（T)等、（4）根據(jù)使用方式分為配電盤式和攜帶式。（５)根據(jù)標(biāo)度尺的工作位置分為水平使用和垂直使用,（６)根據(jù)防外界磁場或電場的能力分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、和Ⅳ四等，其中Ｉ等的防御能力最強(qiáng);７）根據(jù)使用環(huán)境(溫度和濕度）可分為AＢC三組。前兩組可用于室內(nèi)，C組用于室外或船艦、飛機(jī)、車輛上；(8)根據(jù)耐震程度分為普通的和耐震的多.(9）根據(jù)外殼的防護(hù)性能分為普通、防塵、防濺、防水、水密、氣密和防爆等七種。（“1０)根據(jù)準(zhǔn)確度分為七級。以上各種類別有的可以從儀表的外形看出,但多數(shù)卻要從標(biāo)度盤上的標(biāo)志符號來識別。常見的一些標(biāo)志符號如表6-3所示.表中的絕緣試驗(yàn)為儀表出廠前試驗(yàn)其絕緣所加的電壓。在儀表的型號上還可以看出其使用方式?！绻诠ぷ髟淼奈淖执枺–、D或Ｔ等）前沒有數(shù)字時，即為攜帶儀表（如Ｃ１—A型)有數(shù)字時,即為配電盤式儀表如〈1C1-V型）課題二：直流電流和電壓的測量測量直流電流和直流電壓時通常采用磁電式儀表,本節(jié)研究它的工作原理和使用方法。一、磁電式測量機(jī)構(gòu)磁電式測量機(jī)構(gòu)主要由兩部分組成,如圖６—4所示。(1）固定部分由圖6—４中的１永久磁鐵、2極掌、3圓柱形鐵芯組成.圓柱形鐵芯是固定的，其作用是減小磁路的磁阻，另一方面又承成了均勻的空氣隙，使空氣隙中各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B值不但相等而且其方向都垂直于鐵芯表面。.磁場的分布如圖6—6所示｜(2)可動部分由固定在軸上的矩形轉(zhuǎn)動線圈和指針（圖6—4中的4和5)組成。轉(zhuǎn)動線圈是繞在鋁質(zhì)的框架上（見圖６－9）線圈兩端分別與兩個游絲（圖6-4中的6〉相接。電流Iｅ由一個游絲進(jìn)入轉(zhuǎn)動線圈,再從另一個游絲出來,如圖6-６所示。如果轉(zhuǎn)動線圈中的電流Ｉe不改變,則轉(zhuǎn)動力矩Ｍ也是不變的（見圖在轉(zhuǎn)動力矩的作用下，線圈、指針和軸就一起轉(zhuǎn)動.其一端固定在軸上的游絲就會發(fā)因此,隨著偏轉(zhuǎn)角ɑ的增大，反作用力矩也增大。當(dāng)它增大到與轉(zhuǎn)動力矩覽的大小相等時,可動部分就穩(wěn)定在某一位置上（圖６—７中的ɑ=ɑ1)。根據(jù)和的關(guān)系,可以得出,在M=Mf時,磁電式測量機(jī)構(gòu)的偏轉(zhuǎn)角ɑ與通過的電流Ｉc成正比，即ɑ∝Ic因此，在儀表的標(biāo)度尺（圖６－8)上可以按電流來刻度，而且分度是均勻的.當(dāng)電流通過轉(zhuǎn)動線圈時，可動部分就開始轉(zhuǎn)動.由于可動部分具有慣性，故不能立即停穩(wěn)在ɑ的位置上，而是在這個穩(wěn)定位置附近擺動若干次后方才停止。指針的擺動使我們無法立即讀數(shù)，因此,在直讀式儀表內(nèi)都設(shè)有阻尼器來阻礙可動部分的擺動，使它能較快地停止在應(yīng)停的位置上。磁電式測量機(jī)構(gòu)的阻尼器就是利用繞有可動線圈的鋁框架如圖6－9所示，當(dāng)框架轉(zhuǎn)動時,切割空氣隙內(nèi)的磁力線而產(chǎn)生感應(yīng)電流、其方向(依右手定則)如圖所示。但是，空氣隙內(nèi)的磁場又對感應(yīng)電流產(chǎn)生電磁力F’,其方向（依左手定則)如圖所示。因?yàn)殡姶帕’的方向總是與擺動方向相反，因此就阻礙了可動部分的擺動。當(dāng)儀表不通電流時,指針應(yīng)該指在零位上。如果這時指針不指零，可以旋動調(diào)零螺絲(圖６-１0>使之回歸零位.應(yīng)用磁電式測量機(jī)構(gòu)制成的磁電式儀表,其準(zhǔn)確度較髙〈可制成0。1級的精密儀表〉#而且因儀表本身的磁場較強(qiáng),由外磁場引起的附加誤差就小。當(dāng)轉(zhuǎn)動線圈中通過I頻的正弦交流時，由于電流的方向作周期性的改變,轉(zhuǎn)動力矩的方向也將隨著改變，但是可動部分具有一定的慣性，不易隨力矩改變轉(zhuǎn)向,于是指針仍指在零位上,或在零位附近作微小的顫動.因此，磁電式測量機(jī)構(gòu)以及由它制成的各種磁電式儀表，不能直接用來測量交流。此外，使用這類儀表時,應(yīng)該注意接線方向，電流必須由儀表的正端進(jìn)入,由負(fù)端流出。二、磁電式電流表將磁電式測量機(jī)構(gòu)（內(nèi)阻rc）的正負(fù)端鈕與負(fù)載及串聯(lián)(圖6－1０），則通過測量機(jī)構(gòu)的電流I就是被測的負(fù)載電流。因此,在標(biāo)度尺上可以直接讀出被測電流的大小和單位。由于磁電式測量機(jī)構(gòu)中的游絲和轉(zhuǎn)動線圈的導(dǎo)線都很細(xì)，不容許通過較大的電流，所以它本身只能用作微安表或小量程的毫安表。測量較大的電流時，必須在測量機(jī)構(gòu)兩端并聯(lián)一電阻用來分流被測電流(圖６—12）rfＬ我們把這個并聯(lián)的分流電阻叫做分流器，其阻值用ｒfL表示。磁電式安培表和大量程的毫安表就是由磁電式測量機(jī)構(gòu)與并聯(lián)的分流器組成，如圖６－12的虛線框內(nèi)所示。有了分流器,通過測量機(jī)構(gòu)的電流IC，只是被測電流I的一部分,而指針的偏轉(zhuǎn)角α是正比于IC的。根據(jù)電阻并聯(lián)時的電流分流公式可知:故在標(biāo)度尺上可以用被測電流I標(biāo)度,直接讀出被測電流。用下面的方法決定擴(kuò)大量程n倍時的分流器電阻值，ｎ＝I/IC叫做電流表的擴(kuò)大量程倍數(shù)。因?yàn)?IC、代入（６－5)式得：故分流器電阻：(6－6）即,欲將磁電式測量機(jī)構(gòu)的量程擴(kuò)大成ｎ倍的電流表時,分流器電阻數(shù)值應(yīng)為其內(nèi)阻rc的(n－1〉分之一。〔例６-１〕某磁電式測量機(jī)構(gòu)，滿刻度偏轉(zhuǎn)時的電流IC=5ｍA,內(nèi)阻rｃ^=20０Ω,擬制成量程為I=5A的電流表,求其分流器電阻?！步狻常ǎ保┫惹髷U(kuò)大量程的倍數(shù):^（２)求的分流器電阻值：欲把上述磁電式測量機(jī)構(gòu)制成5A的電流表，必須并聯(lián)阻值為0,2Ω的分流器。這時，分流器的阻值應(yīng)是磁電式測量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻的1/99９。在實(shí)際測量中,被測電流的999／100０通過分流器，僅有1／１０00此外,還可以用多量程分流器制成多量程電流表，圖６－13所示就是三量程電流表及其分流器電路。它有三個正端鈕和一個公共的負(fù)端鈕，在接用不同的正端鈕時,閉路的分流器電阻^ｒFL1‘rFL2和ｒFL3與測量機(jī)構(gòu)的支路的串并聯(lián)關(guān)系也在改變.例如，當(dāng)接用１mA端鈕時,rFL１+ｒFL２是分流器電阻,而rＦL3實(shí)際上已經(jīng)是測量機(jī)構(gòu)的串眹電阻3#可見,在總分流器電阻不變的情況下改變量程，在增加(或減少）分流器電阻的同時，也相應(yīng)減少（或增加）與測量機(jī)構(gòu)相串聯(lián)的電阻,以達(dá)到擴(kuò)大量程的目的。這種形式的多量程分流器通稱閉路抽頭式多量程分流器，在多用電表的直流電流檔中大都采用此種形式分流器。此外,大量程的安培表,其分流器一般不放在表殼內(nèi)，而是外附的。外附分流器有四個端鈕（圖６－14）,配有專用導(dǎo)線與測量機(jī)構(gòu)相連接的端鈕叫做電位端鈕(V1和V2）,與測量電路串聯(lián)的端鈕叫做電流端鈕。國產(chǎn)分流器的型號是ＦL，其額定電壓降通常為75mV或45mV。 ＃國產(chǎn)磁電式電流表的型式很多,常見的型號有C1—ｍA和C1-Ａ（準(zhǔn)確度為1.0級),C４-mA和（0.5級)、1C２—Ａ（1。5三、磁電式電壓表磁電式測量機(jī)構(gòu)也可以用來測量電壓。為了反映被測電壓的大小,必須將測量機(jī)構(gòu)與被測電路并聯(lián)。由于磁電式測量機(jī)構(gòu)中不容許通過較大的電流，因此用它只能直接測量幾十毫伏的電壓.測量大的電壓時,必須在測量機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動線圈上串聯(lián)附加電阻^如圖６-15中的虛線框內(nèi)所示。當(dāng)被測電壓V作用于電壓表時,就有電流八通過測量機(jī)構(gòu)，由于即 因此，儀表的偏轉(zhuǎn)角：α∝Ic∝U即磁電式電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角是與被測電壓成正比的,在標(biāo)度尺上可以直接用電壓U來刻度。同一個磁電式測量機(jī)構(gòu)串聯(lián)不同的附加電阻，可制成不同量程的電壓表，附加電阻越大，量程也越大。和分流器一樣，大量程的電壓表采用外附的附加電阻，其型號是FJ。圖6－16示出附加電阻的外形（電阻值小的則裝于表內(nèi)），繞制附加電阻時應(yīng)選用電阻溫度系數(shù)小的、阻值穩(wěn)定的材料，通常用錳銅合金線，繞成后還需經(jīng)過老化和自然老化處理9用下面的方法決定將量程擴(kuò)大成m倍時,電壓表需要串聯(lián)的附加電阻值。從圖6—1５可見，因?yàn)槭街械膍=Ｕ/Uc叫做電壓表的擴(kuò)大量程倍數(shù)。其中的Uc是磁電式測量機(jī)構(gòu)達(dá)到滿偏轉(zhuǎn)時的電壓降,故應(yīng)串眹的附加電阻：上式表明,欲將磁電式測量機(jī)構(gòu)擴(kuò)大成m倍的電壓表時,其附加電阻應(yīng)為原測量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻的(ｍ—１）倍.〔例6－２〕某磁電式測量機(jī)構(gòu),內(nèi)阻rｃ=25Ω，滿偏轉(zhuǎn)時的電壓降Ｕc=75mV,擬制成75V的電壓表,試決定其附加電阻＾〔解〕首先算出擴(kuò)大量程倍數(shù)：m=U/Uｃ=75０00/７5＝1000故所求附加電阻：從例6-2中可以看到，要將上述磁電式測量機(jī)構(gòu)變成75V的電壓表，必須串聯(lián)阻值為２4。9７5Ω的附加電阻。還應(yīng)該知道,這時的附加電阻應(yīng)該是測量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻的999倍。在實(shí)際測量中，被測電壓僅有1/1000降到測量機(jī)構(gòu)兩端，而其余的９9９/100０都降到附加電阻上，這就是電壓表在擴(kuò)大量程為100０倍時發(fā)生的現(xiàn)象。電壓表有了附加電阻，可以擴(kuò)大量程并加大其內(nèi)阻,還可以制成多量程電壓表.圖６-１7示出一種雙量程電壓表的線路，它有一個公共的負(fù)端鈕，當(dāng)接用１50Ｖ量程時，附加電阻接3００＾量程時,附加電阻則是。計算多量程附加電阻的方法同前例一樣應(yīng)用公式，不同的只是各附加電阻應(yīng)該分段計算，并且在計算下一段時應(yīng)將前段已有的附加電阻考慮在內(nèi)。常見的國產(chǎn)磁電式電壓表的型號有C1-mV和C1－V（準(zhǔn)確度為1.0級）C4-ｍV和C４—Ｖ（0.5級）以及1C2-Ｖ等。課題四：交流電流和電壓的測量目前,在工程上測量交流電流、電壓、絕大多數(shù)是用電磁式儀表.這種儀表在通電后產(chǎn)生動作的一套機(jī)構(gòu)，就是電磁式測量機(jī)構(gòu).―、電磁式測量機(jī)構(gòu)它有圓線圈（推斥型）和扁線圈(吸引型)兩種。圖6—18ａ表示推斥型測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖。這種機(jī)構(gòu)的固定部分包括固定線圈和其內(nèi)側(cè)的固定鐵片可動部分包括固定在軸上的游絲、指針和可動鐵片２。圖中的３是固定在軸上的阻尼鋁翼片，放置在不完全封閉的扇形阻尼箱內(nèi)。當(dāng)指針在平衡位置附近擺動時，當(dāng)固定線圈通過電流時，電流產(chǎn)生的磁場使固定鐵片和可動鐵片同時磁化，這兩個鐵片的同一側(cè)是同極性的,如圖６-１８b所示，同性磁極間相互排斥，使可動部分轉(zhuǎn)動。如果固定線圈內(nèi)的電流改變方向，則這兩個鐵片的極性也相應(yīng)地改變（見圖6-１８b中上部〕.由于排斥力的方向不變，因此可動部分的轉(zhuǎn)向不會隨電流方向而改變。圖6—19表示吸引型測量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，當(dāng)固定線圈通過電流時，使可動部分的鐵片磁化，并對該鐵片產(chǎn)生吸引力，引起指針的偏轉(zhuǎn)。當(dāng)電流方向改變時,由于線圈磁場的極性和鐵片被磁化的極性都與原來相反，其作用力仍舊是相互吸引的關(guān)系，所以指針的偏轉(zhuǎn)方向不會改變。當(dāng)以上兩種測量機(jī)構(gòu)中固定線圈的電流加大時，作用于可動部分的轉(zhuǎn)動力矩會增大得更多6可以證明,電磁式測量機(jī)構(gòu)的偏轉(zhuǎn)角α近似與固定線圈中電流的平方成正比,即α∝I平方在電磁式測量機(jī)構(gòu)中，通電流的固定線圈,可以采用較粗的導(dǎo)線繞制，容許通過的電流可達(dá)到二．三百安。電磁式測量機(jī)構(gòu)可以直接制成電磁式電流表，它的內(nèi)部不必附加分流器。但是，電磁式測量機(jī)構(gòu)線圈所通過的電流畢竟是有限的，在電力系統(tǒng)中，有時要測量幾千、幾萬安的電流，這樣大的電流就不能直接通過線圈。另一方畝,由于儀表絕緣水平的限制,它不能直接和高電壓電路接觸。這時就要用一個變流器將電路中的大電流變小,然后接通安培表（圖6-20）;這種專門用于測量大電流的變流器叫做電流互感器,的二次側(cè)額定電流一般規(guī)定為5A從原理上講，電磁式測量機(jī)構(gòu)在串接一個足夠大的附加電阻之后，就可以測量任意大小的交流電壓。但是由于僅表的體積很小,線圈沒有足夠強(qiáng)度的絕緣物和表殼隔絕，如杲直接用它來測量幾午伏以上的髙電壓，不僅容易造成設(shè)備損壞的事故，而且對工作極不安全。因此，在電力系統(tǒng)中一舨是用一個變壓器把被測的髙壓降低，然后接通伏特表（圖6—21）.這種變壓器叫做電壓互感器，它的二次額定電壓，我國規(guī)定一般為１00Ｖ.如果儀表要和互感器配套使用，那么在表盤上應(yīng)該注明互感器的規(guī)格。例如一塊伏特表的表盤上標(biāo)有“用電壓互感器”６000/1００”它的意思是，電壓互感器將6000V的高壓變換為100 V接到電壓表上，在伏特表的標(biāo)度尺上直接按6000Ｖ刻度，而不按伏特表的實(shí)際量程刻度。這樣,就可以直接讀出被測高電壓的數(shù)值。又如一塊安培表的表盤上標(biāo)有“用電流亙感器600/5”,它表示電流互感器將600A的電流變?yōu)椋礎(chǔ)接到安培表上,而安培表的標(biāo)度尺是直接按600Ａ應(yīng)該注意，交流安培表和交流伏特表所指示的都是有效值,圖６—1８推斥型測量機(jī)構(gòu)的工作原理 圖6—1９吸引型測量機(jī)構(gòu)電雄式儀表的特點(diǎn)^１.^結(jié)構(gòu)簡單、^牢固；交直流兩用，但常用于交流;3。標(biāo)度尺上分度線間的間隔是^不均勻的(圖6-２２〉，它的起始部分不宜使用。圖6—２0交流電流表經(jīng)圖6-21交流電壓表經(jīng)電壓圖6-22電磁式電流電流互感器接入電路 互感器接入電路表的外形(4)準(zhǔn)確度較低。又因本身的磁場較弱,易受外磁場的影響。國產(chǎn)電磁式儀表的型號常見的有T2（mA、A和Ｖ，準(zhǔn)確度為0．5級,交直流兩用）、T(A和V。１．5級和2．5級，只適用于交流〉等。四、鉗形安培表測量電流時,一般總要切斷電路，將電流互感器的原繞組與電路串聯(lián)。為了在不切斷電路的情況下來測量電流,而制成了鉗形電流表（又叫卡表）。它是由電流互感器和磁電式電流表組成。電流互感器的鐵芯，在壓下扳手時象一把鉗子可以張開，如圖6—２３所示,卡住被測電路，放松扳手使鐵芯閉合，載流導(dǎo)線相當(dāng)于原繞組,在副繞組中感應(yīng)出電流，經(jīng)整流器將交流變成直流而進(jìn)入磁電式電流表，其內(nèi)部電路參見圖6—以，我們就能在標(biāo)尺上讀出被測電流的大小。改變分流器的電阻就可以改變鉗形電流表的量程。如果被測電流較小時，可將被測的載流導(dǎo)線在鐵芯上繞幾圈，擴(kuò)大儀表的讀數(shù)。由于這種鉗形安培表是利用電磁感應(yīng)來測量電流的，所以它只適用于交流電路。使用時應(yīng)注意，被測電路的電壓不可超過鉗形表上所標(biāo)明的數(shù)值，否則容易造成接地事故，或者引起觸電危險。這種儀表常用來測量變壓器低壓以下）的電流。課題五;電功率和電能的測量為了全面的了解電氣設(shè)備的特性及其運(yùn)行情況,除了測量電流和電壓以外，還需要經(jīng)常測量電功率和電能。本節(jié)主要研究用電動式功率表測量直流電功率、單相和三相正弦交流電路中有功功率及無功功率的原理和方法;用感應(yīng)式瓦特表測量單相及三相電能的原理及方法。電動式測置機(jī)構(gòu)及工作原理如圖6—25所示，它有兩個平行排列的固定線圈1和轉(zhuǎn)動線圈2，動圈和軸（以及指針）固定在一起，反作用力矩由游絲產(chǎn)生,指針末端是空氣阻尼器（圖中未畫出〉。當(dāng)固定線圈通過電流Ｉ1時，它就建立一個磁場(磁感應(yīng)強(qiáng)度為B1），這個磁場對轉(zhuǎn)動線圈中的電流I2將產(chǎn)生一個電磁力F〈圖6－２6d）使可動部分轉(zhuǎn)動，受力方向用電動機(jī)左手定則確定。如果I1、I2同時改變方向（圖6-２6b），用左手定則判斷可知,電磁力F的方向并不改變。所以，電動式測量機(jī)構(gòu)既可以測量直流，又可以測量交流。二、直流電功率的測量為了測量直流電路中負(fù)載的電功率(P＝UI),可以先測出其電壓和電流,再求它們的乘積,也可以用電動式功率表直接測量電功率。電動式功率表的固定線圈與負(fù)載串聯(lián),通過它的電流就是負(fù)載電流（圖-d）叫做功率表的電流支路。它的轉(zhuǎn)動線圈在串聯(lián)一附加電阻ｒFJ以后,再與負(fù)栽并聯(lián),叫做功率表的電壓支路。(圖6-２7ｂ）就是電動式功率表接入電路的方法，虛線框內(nèi)畫出了它的電流和電壓支路，電動式功率表通過直流電流時,其固定線圈的電流I1等于負(fù)載電流I.即I1=I其轉(zhuǎn)動線圈中的電流I２，根據(jù)歐姆定律是與負(fù)載電壓成正比，即因此，電動式功率表指針的偏轉(zhuǎn)角根據(jù)（6－９式）,則α∝I１I2因此 α∝IU=Ｐ它是與被測的負(fù)載功率成正比的。因而在其標(biāo)度尺上可以按功率來標(biāo)度，而且分度是均勻的.?^圖６－2７電動式功率表及其接入電路接線時，如果兩個線圈中有一個線圈的電流方向與圖6－２7α所示的相反，指針就會反轉(zhuǎn),使我們無法讀數(shù).但是線圈中電流的方向是與其端鈕的接法有關(guān)的.為了便于接線，通常是把電流支路與電源相接的端鈕用（氺）或(土）符號標(biāo)志,同樣，電壓支路與電流支路相接的端鈕也用（氺）或（土)符號標(biāo)志。于是功率表正確的接法有兩種,（1）圖６—２7α或ｂ的接法，叫做電壓支路前接法。它適用于負(fù)載電阻遠(yuǎn)大于電流支路電阻的場合，這時電壓支路的電壓能近似地等于負(fù)載電壓。（2）圖６—28的接法叫電壓支路后接法。它適用于負(fù)載電阻遠(yuǎn)小于電壓支路電阻的場合,這時電流支路的電流能近似地等于負(fù)載電流。三、單相交流有功功率的測量交流電路中的有功功率P=UICOS￠它也可以用電動式功率表來測量，接線方法與圖６-２７和圖6—2８相同。電動式功率表通過交流電時,其固定線圈的電流Ｉ1等于負(fù)載電流I,而且同相位，即轉(zhuǎn)動線圈的電流I２與負(fù)載電壓Ｕ成正比，即í２∝ù由于附加電阻ｒＦJ很大，轉(zhuǎn)動線圈的感抗可以忽略不計，因此電流I２與電壓Ｕ可以看做是同相的。假設(shè)電路的負(fù)載是感性的，負(fù)載電流í滯后于電壓ù一個φ角.從矢量圖（圖6二29>上看出，設(shè)電流í1和í2的相位差為Ψ也它等于電壓ù與電流í1的相差角φ即Ψ＝φ圖6－28功率表接入電路的另一種方法?圖６—29根據(jù)上述關(guān)系可得電動式功率表的指針偏轉(zhuǎn)角?〔６-11〉即與被測的單相交流有功功率成正比。電動式功率表可以交直兩用,它的準(zhǔn)確度較髙。國產(chǎn)電動式功率表的型號常見的有D1-Ｗ(0。５級)、D2—W(0。2級)、D９-W(0。５級）、Ｄ—19W（0。2級和０。5級）、D—26W（0.5級）等，它們都是便攜式的.選擇功率表時，除了考慮它的型號和準(zhǔn)確度以外,還應(yīng)注意它的量程。功率表的量程僅用標(biāo)度尺上的最大讀數(shù)即功率最大值來表示是不夠的,還必須說明其額定電流和額定電壓。例如Ｄ1—W型功率表，其額定電流Ｉe為5A、額定電壓Ue為150Ｖ。如果用這種儀表測量電功率，負(fù)載電流不容許超過5Ａ,負(fù)載電壓不得超過150ＵeＩe二150X5二７50W〔例6－3〕有一感性負(fù)載,其功率約為8０0W，電壓為2２０V，功率因數(shù)為0。６。今用D9—W/４型功率表測量此功率,應(yīng)怎樣選擇額定值和量程？〔解〕D９-Ｗ/4型功率表的額定值為5／10A和150/3０0V，故電壓支路應(yīng)使用300Ｖ的端鈕。又因負(fù)載電流故應(yīng)選電流支路額定值為10Ａ３0０X１0＝3000W瓦特表的正確讀數(shù):瓦特表的標(biāo)度尺只標(biāo)有分格數(shù)，并不標(biāo)明瓦特數(shù),這是由于瓦特表一般是多量程的,在選用不同的量程時,每一分格都代表不同的瓦特數(shù)。瓦特表內(nèi)往往附有制造廠供給的表格,注明在不同電流、電壓量程下每一分格所代表的瓦數(shù)，以供查用。如果表內(nèi)找不到這種表格，也可以按下式算出每一分格所代表的瓦數(shù)：式中Ｃ—每一格所代表的瓦數(shù);Ue—瓦特表的電壓量程；Ｉe—電流量程；αm-標(biāo)度尺滿刻度的分格數(shù)?！怖?-4〕一瓦特表電壓量程為30０V，電流量程為5A，滿刻度1５0分格,當(dāng)它測量某一負(fù)載所消耗的功率時，指針偏轉(zhuǎn)7０〔解〕瓦特表每一分格所代表的瓦數(shù)：故被測功率：P二10X70=７00Ｗ多量程功率表通常有兩種額定電流，兩種或兩種以上的額定電壓。例如,上述的D９—Ｗ／4型的額定電流為5／10A，額定電壓則是150/300V，其功率童程為下列三種,即5X150=750W1０X1５0或5X３０0＝150０W１０X300=3０00W這種功率表的電壓支路有三個端鈕(圖6—30）,其中有一個公共端鈕，用（﹡）符號標(biāo)志;其它兩個端鈕,一個是額定電壓為１５0Ｖ的,包括轉(zhuǎn)動線圈及其附加電阻rfＪ１力,另一個是額定電壓為３00V的，其附加電阻(rfＪ1+ｒfJ２）.多量程功率表的電流支路是由兩個完全相同的固定線圈串聯(lián)或并聯(lián)組成（如圖6－31）.當(dāng)串聯(lián)時額定電流為Ie；并聯(lián)時，額定電流為2Ie。因此,功率表的額定電流就可以成倍的改變。圖6－３２表示一種用連接片來改變額定電流的裝置。其中α是串聯(lián)，b是并聯(lián)。四、三相功率的測量在電力工程上，由于發(fā)、輸、配電普遍采用三相制,因此三相功率的測量尤為重要。1．三相有功功率的測量三相交流供電系統(tǒng)有四線制和三線制兩種,所以在測量功率時兩者有所不同，三相四線制電路中有功功率的測量一般采用三表法(圖6－33)或用三相功率表來測圖6—30多量程功率表的電壓支路圖6—３1多量程功率表的電流支路圖６-3２用連接片改變功率表的額定電流量.圖中，三塊單相功率表ＷＡ、WＢ和WC的電流支路都通過相電流，電壓支路兩端電壓則是對應(yīng)的相電壓,測出的是每一相的有功功率ＰAPB和PＣ，而三相有功功率為：P=PA+PB+ＰＣ即三塊單相功率表讀數(shù)之和.圖６－33萬三表法測量有功功率圖6—3３用三表法測量有功功率80~圖圖6—3３用三表法測量有功功率80~三相三線制電路中的有功功率常用二表法（圖6-3４).在這里，兩塊單相功率表的電流支路通過的是線電流,而兩個電壓支路得到的是線電壓，每塊功率表測出的不是某一相的有功功率，但將這兩塊單相功率表的讀數(shù)P1和Ｐ2相加得到的卻是三相有功功率P其原理是：假設(shè)負(fù)載接成星形(圖6—3４），三相電路的瞬時功率：式中ψ１—是線電壓ＵＡC與線電流IA的相位差;ψ２-為線電壓UＢC與線電流IB的相位差,見圖6—３5。因此，三相有功功率將是圖6－３5將兩塊單相功率表接成如圖6-34的電路后,在它們的電流支路中通過的電流就分別是線電流ＩA和IB,而電壓支路兩端的電壓就分別是線電壓UAC和UBC,圖6－３5用二表法測量對稱負(fù)載的三相功率時,只有在負(fù)載功率因數(shù)cos￠＞0。５時，二表的指針才都是正轉(zhuǎn)，Ｐ1和P2都是正值＊。如果cｏｓ￠＜０。５，則ψ2=￠+3０°>９0°，coｓψ2是負(fù)值,即P２為負(fù)值，瓦特表W２的指針反轉(zhuǎn)。為了讀出P2的數(shù)值,應(yīng)將該功率表的任何一個線圈反接，使指針由反轉(zhuǎn)變?yōu)檎D(zhuǎn)。但讀出的功率值應(yīng)為負(fù)，這時三相總功率是二表讀數(shù)之差。在某些類型的功率表中只帶有轉(zhuǎn)換開關(guān),只要將轉(zhuǎn)換開關(guān)由“+”轉(zhuǎn)到“—"的位置，就使電壓線圈反接,指針由反向變?yōu)檎蚱D(zhuǎn)。為了便于測量三相功率,也可以用三相瓦特表,在它的內(nèi)部有兩組固定線圈和固定在同一轉(zhuǎn)軸上的兩個活動線圈。利用這種測量機(jī)構(gòu)可以直接測量三相三線制電路的功率.它有7個接線端鈕，3個是電壓端鈕,其余是電流端鈕，接入電路的方法與二表法的接線方法相同。2．三相無功功率的測量應(yīng)用二瓦特表法不僅可測量三相電路的有功功率，還可以間接測出三相平衡負(fù)載的功率因數(shù)角和三相無功功率.根據(jù)（6—15)式可知：所以三相負(fù)載的無功功率：*ｃos￠＞0.5時,￠小于60°,ψ1＝￠—30°,ψ２＝￠﹢３0°,故cos￠1和cos￠２都是正值,即Ｐ1和P2都是正值,指針正向偏轉(zhuǎn)。負(fù)載的功率因數(shù)角：〔例6－55用二瓦特喪法測量某三相平衡負(fù)載的功率時,二表的讀數(shù)分別為P1=30W，P2=2６Ｗ〔解〕三相有功功率P=P１+P２＝30+26＝5６W三相無功功率負(fù)載的功率因數(shù)角課題七：單相電能的測迸我們知道,工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和民用供電系統(tǒng)大多數(shù)是交流的。統(tǒng)計生產(chǎn)和日常生活中電能的消耗，對國民經(jīng)濟(jì)有重要的意義.電度表就是用來測量某一段時間內(nèi)負(fù)載消耗電能的儀表,它是一種根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的感應(yīng)式儀表。單相電度表的基本結(jié)構(gòu)如圖6—36所示。固定部分由兩個電磁鐵A、B和一個永久磁鐵C組成，軸和鋁盤是可轉(zhuǎn)動的.而可動部分的轉(zhuǎn)動是通過軸上的蝸桿傳給計度器D，累計負(fù)載消耗的電能.電磁鐵A的線圈匝數(shù)少而導(dǎo)線較粗,與負(fù)載串聯(lián),通過負(fù)載電流I。電磁鐵Ｂ的線圈，匝數(shù)多而導(dǎo)線較細(xì),與負(fù)載并聯(lián)，在頻率一定的條件下，通過B線圈的電流/U∝U,而在相位上約滯后電壓９0°，因?yàn)锽線圈具有很大的電感。近于純電感性電路。兩個電磁鐵分別產(chǎn)生交變磁通￠I和￠U,并穿過鋁盤，在鋁盤內(nèi)分別感應(yīng)出渦流IWI及IWＵ如圖6-３7所示。渦流IWI及IＷU受到磁場￠U的作用力,從而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩M（平均值）,使鋁盤轉(zhuǎn)動。圖6—３６電朋表的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)一步分析證明：轉(zhuǎn)動力矩財與負(fù)載的有功功率成正比,即M∝Ｐ=Ｕicｏs￠(6-17）ＴO(shè)Ｃ\o”1-5"\h\z永久磁鐵C的作用是產(chǎn)生制動力矩Mｚd，如圖６-38所示。在鋁盤轉(zhuǎn)動切割永久磁場的磁力線時，在鋁盤內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電流Asd,該電流又受到永久磁場的作用力,而產(chǎn)生與鋁盤運(yùn)動方向相反的制動力矩Mzd.制動力矩的大小與鋁盤的轉(zhuǎn)速成正比,即 Mｚd∝n（６—1８）在一定的轉(zhuǎn)動力矩作用下,鋁盤轉(zhuǎn)速從零開始逐漸增大。當(dāng)制動力矩增大到與轉(zhuǎn)動力矩相等時，鋁盤將以恒定的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。由(6-17)式和（６-１８）式可知,在M=Mzｄ時n=KP(6—19）即電度表內(nèi)鋁盤的轉(zhuǎn)速是與負(fù)載的有功功率成正比。式中K—比例常數(shù);n—鋁盤每秒鐘轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。如果在時間t內(nèi),負(fù)載的有功功率不變,則,負(fù)載所消耗的電能,Ｗ＝P×t而鋁盤在時間t內(nèi)轉(zhuǎn)過的圈數(shù)：N＝n×ｔ=ＫＰt=KW（6—20)式中K—比例系數(shù)(又叫電度表常數(shù))。電度表在時間t內(nèi)鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)是與負(fù)載消耗的電能成正比,即K=N／W(6—２1）它等于每一千瓦小時（即一度電）所相當(dāng)?shù)匿X盤轉(zhuǎn)數(shù)。電度表的鋁盤在轉(zhuǎn)動時，計度器上的數(shù)宇也相應(yīng)地改變。例如月初計度器上的讀數(shù)為W1＝4５．6度，月末計度器上的讀數(shù)為W2=67。7度，則本月內(nèi)負(fù)載所消耗的電能為：W=W2-W１=67.7—45。6＝22.1度電度表的電路符號和接法如圖6-39所示。端鈕1和3與電源相接,端鈕2和4與負(fù)載相接。國產(chǎn)單相電度表的型號為DD(前者D是電度表的代號，后者D是單相的代號〉^選擇電度表時應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：（1)電度表只適用于指定頻率和波形的交流電路中,通常適用于的正弦交流,（２)要求負(fù)載電壓和電流不超過所用電度表規(guī)定的額定值.三相電能是用三相電度表測量，它的結(jié)構(gòu)基本上是由兩塊單相電度表組合而成，應(yīng)用在三相三線制電路中，這里就不作詳細(xì)介紹了。第六節(jié)電阻的測量各種導(dǎo)線、電機(jī)、電器和絕緣材料等都具有一定的電阻,小的幾微歐(１0-6大的若干兆歐(“1^)。因此從測量角度，被測電阻應(yīng)分為三類:（工)小電阻＾10以下)；(之）中電阻<10至0。１＾10〉？（^）大電阻以上)。實(shí)際工作中遇到的中電阻比較多，例如電機(jī)和變壓器繞組的電阻,變阻器的電阻等。測量中電阻的方法有：電流表和電壓表法、歐姆表或萬用表法及單臂電橋法。測量小電阻有雙臂電橋法；遇到的大電阻（即絕緣電阻〉也比較多，用兆歐表測量。一、電流表和電壓表法它是一種間接測量方法。先用電壓表和電流表分別測出被測電阻及Ｉ兩端的電壓＂.和通過它的電流。（圖6—３9〉，再根據(jù)歐姆定律計算出被測電膽，即尺0～?^6～22^圖6—４0用電流表和電壓表測量電阻測量時有兩種接法:（工）比較大的中電阻適用圖6—40“的接法。因?yàn)檫@時電流表讀數(shù)6等于被測電阻上的電流，而電壓表的讀數(shù)口，比被測電阻兩端電壓大（包括了電流表的電壓降如果被測電阻2^遠(yuǎn)大于電流表的內(nèi)阻.，則電壓表讀數(shù)V。才與&兩端電壓（匕疋^)近似相等，才能用式來計算被測電阻Ｉ?:（之）比較小的中電阻宜采用圖6－4０６的接法。這時，電壓表讀數(shù)？＾等于被測電阻民['兩端的電壓，而電流表的讀數(shù)。卻比２？；？上的電流/大（考慮到還有電壓表的電流匕)。如果被測電阻疋？遠(yuǎn)小于電壓表的內(nèi)阻?，則電流表讀數(shù)＾才與上的電流7近似相等，可用“］〗)式來計算被測電阻。選擇接法時，應(yīng)先估計^＇和^~的大小，當(dāng)'會＾100時，采用圖的接法，當(dāng)｜》1０0時，采用圖＇6－４0６的接法。電流表１和電壓表法用的是直流電源，測出的直流電阻準(zhǔn)確度較低。但由于在測量時，通過足?的電流可以調(diào)節(jié)在工作電流附近，因此測出的電阻值就比較接近其實(shí)際應(yīng)用時的情況。例如測量白識燈或電熱器的電阻時，多采用這種方法.二、歐姆表和萬用表法測量電阻的直讀式儀表叫做歐姆表,從它時標(biāo)度尺上可直接讀出被測電阻值（圖6-41〉。歐姆表主要是由磁電式測量機(jī)構(gòu)、變阻器及干電池組成，其原理性電路如圖“—名之）所示。它的接線端鈕與測試棒相接,經(jīng)測試棒再和被測電阻＆相連。當(dāng)被測電阻及X與歐姆表相接后（圖６—４2〉,有電流^流過被測電阻和磁電式表頭，引起指針偏轉(zhuǎn)，根據(jù)“—心式可知，偏轉(zhuǎn)角而電流^又與被測電阻＆有關(guān)，即所以,儀表的偏轉(zhuǎn)角〃與被測電阻有關(guān)。被測電珥越小，匕就越大,“角也就越大?？梢?，歐姆表的標(biāo)度尺是反向的，即右側(cè)指示電阻為零,左側(cè)指示電阻為無限大.又由于指針偏轉(zhuǎn)角與被測電阻不成正比，所以標(biāo)度尺不圖６-41示出的標(biāo)度尺說明該歐姆表的量程Ｉ為０?215^,中心電阻值是１20。使用歐姆表時，被測電阻值最好接近該表的中心電阻值。圖6-41歐姆表的標(biāo)度尺田6-４2歐姆表的原理性電路所謂中＃電阻值,6-42中可以看到，它是當(dāng)&恰好等于儀表內(nèi)部電阻匕十^（此時歐姆表已調(diào)至零）時,表頭通過的電流正好是再滿刻度電流的，一半,.即指針正擼在-標(biāo)度尺中央時所對應(yīng)的電⑨值.中心電阻值是設(shè)計和‘用這類儀表時的重要指標(biāo)之一由于干電池的電動勢五和是不穩(wěn)定的，使用或存忙時間較長或更換新電池后，短接兩根測&棒,儀表的指針不在尺處，其測量結(jié)果是不準(zhǔn)確的.為了不產(chǎn)生這種誤差，際的歐姆表線路中,經(jīng)常采用圖示的分壓式零歐姆調(diào)整器.在零歐姆調(diào)整器的支路內(nèi)有一段是固定不變的電阻?它的作用是使該支路的分流作用限制到一定程度內(nèi)。當(dāng)移動、電位器6的可動端時，與表頭串、．聯(lián)的電阻值都要發(fā)生變化。所以，每次剽量電阻前,均須調(diào)節(jié)電位器使歐姆表的指針抱在零歐姆處.因?qū)嶋H測量時會遇到各種不同的電阻值，因此就要做成有幾種中心電阻值的多量程歐姆表.又因幾個量程共用｜標(biāo)度尺，各檔的中電阻值經(jīng)常是采取十進(jìn)制的，從而構(gòu)成了12x1檔、及ＸI。檔、及X１00劈等倍率檔。應(yīng)注意,無論是磁電式歐姆表或萬用電表中的歐姆檔，因?yàn)檫@種測量方1法和準(zhǔn)確度的限制,它們只適用于測量中電阻。使用這類儀表測量電阻時：（工）不得在通電的狀態(tài)下測量未知電阻漢0否則外電源產(chǎn)生的電流，不僅影響測董的準(zhǔn)確度,而且可能燒壞歐姆表內(nèi)的測量機(jī)構(gòu)I（之)測量時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕶n,通常是儀表的指示值越接近中心電阻值時測暈準(zhǔn)確度越髙Ｉ(呂）測量時必須調(diào)零。即短接兩根測試棒后，調(diào)節(jié)零歐姆調(diào)節(jié)器，使儀表指零歐姆處。在檢修電氣設(shè)備時，經(jīng)常箱要測量電壓、電流和電阻。萬用表就是一種可以測量電阻、交直流電流和交直流電壓的多用直讀式儀表。它是由磁電式測量機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)換開關(guān)和許多電阻元件組成，其示意電路如圖6-44所示。圖6-43分壓式零歐姆調(diào)整器圖6—44萬用表示意電路當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)放在“０”檔時,萬用表就用作歐姆表來測量電阻;轉(zhuǎn)換開關(guān)放在“拉八”檔時,萬用表就成了直流毫安表;＆換開關(guān)放在“V？檔時,萬用表就成為直流電壓表.“V？是交流電壓檔：利用半導(dǎo)體整流器2將交流變?yōu)橹绷?使磁電式測量機(jī)構(gòu)的指針偏轉(zhuǎn)，指示正弦交流電壓的有效值.萬用表的測量對象比較多，不同的測量對象有不同的測量方法，而且它的量程也較多，使用時必須注意：轉(zhuǎn)換開關(guān)的位置要正確，如測量直流電壓時,應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)放在“V？檔，如果錯放在“0”檔或入”檔,電表就易損壞｜選用量程不能過大，否則測量不為準(zhǔn)確。(之〉測量方法要正確，測量電流時，若將測試棒跨接于電路兩端是嚴(yán)重的錯誤。測直流時勿將正負(fù)端鈕接反.^３）因萬用表的標(biāo)度尺較多，讀數(shù)時應(yīng)根據(jù)測量對象和量程找出相應(yīng)的標(biāo)尺.三、直流單臂電橋直流單臂電橋（又稱惠斯登電橋)是一種測量中電阻的直流測量儀器,測量的準(zhǔn)確度較高,在試驗(yàn)和修理各種電氣設(shè)備時，應(yīng)用比較廣泛.直流單臂電橋的工作原理可用圖6-45來說明,圖中兄為被測電阻，故、／^和／?縣二灰可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻，這四個電阻連成一個閉合回路於0^7。它的一對角線上接檢流計0，另圖6－４５直流單臂電橋的原理圖圖6－４５直流單臂電橋的原理圖當(dāng)按鈕、和恥接通時，調(diào)節(jié)電阻氏、盡和使檢流計指零(尺^^)）,電橋達(dá)到平衡狀態(tài)。電橋平衡時,於和V點(diǎn)的電位相等，則屮財~^于是亦即兩式相除，^于是亦即兩式相除，則由于電橋平衡時，檢流計０中的電流為零,則因而２？(仔…)２？圖6-４5中，我們稱含^^和丑，的相鄰兩支路叫電橋的比臂,含丑的支路叫電橋的較臂,所以被測電阻可用下式來表達(dá):被測電阻二比臂比率X較臂電阻國產(chǎn)直流電橋的型號是（卩^橋，I^直)。圖６－４6是012型單臂電橋的面板示意圖和原理性電路圖.端鈕3^和乂2用來接被測電阻匕，和八２分別為電源和檢流計支路的按鈕。電源是三節(jié)串聯(lián)的１號干電池，在面板上有檢流計，調(diào)零旋鈕１、止動器2、四個調(diào)節(jié)較臂電阻的旋鈕和一個調(diào)節(jié)比臂比率的旋鈕?。而四個調(diào)節(jié)較臂電阻的旋鈕其電阻的倍數(shù)分別為X1000、Ｘ10０、Ｘ10和ＸI，所以較臂電阻^的調(diào)節(jié)范圍是0~99９9之間.使用電橋時應(yīng)先打開檢流計的止動器，旋動它的調(diào)零旋鈕，使指針指零；再選擇合適的比臂比率，調(diào)節(jié)較臂電阻，使檢流計指零電橋達(dá)到平衡狀態(tài)。這時按公式６－24就可算出被測電阻值。為了提髙測量的準(zhǔn)確度，保證有四位有效數(shù)字,在選擇比臂比率時,應(yīng)根據(jù)表6—4來選。表-單臂電橋比臂比率的選擇被測電^（〉卜：-^比臂比串＾？＃#使用電橋還應(yīng)注意下列各點(diǎn)：（工)按下按鈕人^和八2時，如果檢流計的指針向“+”側(cè)偏轉(zhuǎn),應(yīng)增大較臂電阻I向“－”側(cè)偏轉(zhuǎn)，應(yīng)減小較臂電阻。(^)只有在電橋接近平衡時,才可以持續(xù)按下人Ｘ和入I來調(diào)節(jié)較臂電阻，否則,檢流計的指針因猛烈沖擊而損壞.（＾!）如果測量對象具有電感，應(yīng)先按電源按鈕人：后再按檢流計支路的按鈕入I,否則，由于電感產(chǎn)生的自感電勢，使電橋不易平衡而損壞檢澉計。釋放按鈕時，先應(yīng)松開－后再松開八“⑷測試完畢不但要松開八:和八并應(yīng)推上檢流計的止動器，將指針鎖住。四、兆歐表電氣設(shè)備絕緣材料性能的好壞,對于電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和安全用電有著重大的影響。衡量絕緣性能的主要標(biāo)志之二是它的絕緣電阻為了保證安全生產(chǎn),煤礦井下的一些低壓電氣設(shè)備，要求其絕緣電阻一般不低于１從公。絕緣材料的過熱、受潮、受污、老化等原因會使其絕緣電阻下降，甚至造成漏電、短路等事故。因此，必須定期檢查電氣設(shè)備或線路中導(dǎo)電部分之間及導(dǎo)電部分與外殼之間的絕緣電阻。＾兆歐表（又稱搖表)是一種簡便而常用的測量絕緣電阻的直讀式儀表。它的標(biāo)圭尺上刻度的單位是兆歐(從公），如罔6-47所示,它的外形如圖6—48所示。；兆歐表的標(biāo)度尺 日6—4８兆歐表的外形兆歐表的主要組成部分是手搖直流發(fā)電機(jī)和磁電式流比計。磁電式流比計是一種特殊形式的磁電式測里機(jī)構(gòu),它有兩個交叉固定在一起的轉(zhuǎn)動線圈,但沒有游絲,轉(zhuǎn)動線圈的電流是靠柔軟細(xì)金屬線引入的。另外，固定部分的磁路空氣瞭雖不規(guī)則的形狀,因此氣踱中的磁感應(yīng)強(qiáng)度也不是定值，如圖６—4９。丨兆歐表的原理性電路如圖卜印，虛線框里面就是它的內(nèi)部電路，被測絕緣電阻^應(yīng)接于標(biāo)有“線”或“V和“地”或“2"的兩個端鈕之間。當(dāng)輯動手搖發(fā)電機(jī)后，其電流將在尸點(diǎn)處分成兩路,電流仏經(jīng)過附加電阻和流比計的一個轉(zhuǎn)動線圈,電流廠則經(jīng)過被測電阻片/和流比計的另一個線圈。電流4的大小與被測絕緣電阻有關(guān)，即7一:伹是，電流匕的大小則與被測電阻巧無關(guān),即式中是手搖發(fā)電機(jī)的端電壓；。和匕，一是兩個轉(zhuǎn)動線圈的電阻。當(dāng)電流乙和分別通過兩個轉(zhuǎn)動線它們都會受到電磁力的作用.由圖6-4９可以看出，這兩個電磁力產(chǎn)生的力矩財舊仏的方向是相反的，財：是轉(zhuǎn)動力矩，則是反作用力矩。租6—49’磁電式比率表的結(jié)構(gòu)示童田由于磁路中空氣隙的磁場不均勻，力矩抓，和從4的大小不僅與電流有關(guān),還氣可動部分的偏轉(zhuǎn)角有關(guān)。如果4和1：為定值,隨著偏轉(zhuǎn)角的增大，氣隙變小,磁場增強(qiáng),則力矩^^和^^也相應(yīng)增大,但二者增大的速率不同，如圖6－51所示.圖中財^和租6—49’磁電式比率表的結(jié)構(gòu)示童田|田6—5０兆歐表的原理性電路 圖’6-51兆歐表中兩個力矩與偏轉(zhuǎn)角的關(guān)系若被測電阻掄比上述的小，則I增大,但匕不變，所以曲線私上升，與財＾的交點(diǎn)也上升，指針的偏轉(zhuǎn)角6,比^大?？梢?隨著被測電阻丑/的再減小，指針偏轉(zhuǎn)角還要增大,形成圖6－4７那樣的標(biāo)度尺.：當(dāng)兆歐表的兩個端鈕不接被測電阻（即力^一，開路)時,轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)，電流乙-0，而匕乓0，則載有電流的轉(zhuǎn)動線圈在力矩的作用下轉(zhuǎn)至磁心的炔口處(圖〉，偏0。因此儀表標(biāo)度尺上的是與偏轉(zhuǎn)角相對應(yīng)^因?yàn)閮x表內(nèi)沒有游絲，于是在儀表不工作(不轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)時，指針可以停留在標(biāo)度尺的任意位置上，這時的讀數(shù)是沒有意義的＆因此，必須在轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)的聞時讀取數(shù)據(jù)，兆歐表內(nèi)，利用第二個線圈來產(chǎn)生反作用力矩，可以解決由于發(fā)電機(jī)墻電壓的波動面引起偏轉(zhuǎn)角改變的問鹿。這是因?yàn)楫?dāng)電壓波動時，電流乙和會按聞一比率改變,力楚』…?和也按同一比率改變,不會影響平衡點(diǎn)的位置。因此，手搖發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速對讀數(shù)沒有什么影晌。當(dāng)轉(zhuǎn)的太慢時,力矩＃＾和^^就太小，這塒用作引入的柔軟細(xì)絲的彈性和轉(zhuǎn)軸對軸承的摩擦?xí)疠^大的附加誤差.一般每分鐘轉(zhuǎn)120轉(zhuǎn)為正常。國產(chǎn)兆歐表的型號是2（３（2―測量電壓，0―磁電式X；其主要規(guī)格是額定電壓，即兆歐表開路時手搖發(fā)電機(jī)的端電壓，常用的有50０7和2501^的.３80乂的線路和設(shè)備用500乂兆歐表。應(yīng)用兆歐表測量絕緣時，需先切斷線路或電源，然后將兆歐表的“線"端接在被測導(dǎo)線的導(dǎo)電部分上,另一“地”端接地或接金屬外殼，如圖6—52所示。測量線路中任意兩根導(dǎo)線間的絕緣時，也必須切斷電源和負(fù)載。多數(shù)兆歐表都還有第三個端鈕一“屏”或“0”端，它和發(fā)電機(jī)負(fù)極在表內(nèi)直接相連，同時還與“線”端外緣的―個銅質(zhì)圓環(huán)（圖6-50中虛線圓)相接。一般測量時，只使用“線”和“地”兩端鈕，只有當(dāng)被測物表面漏電很嚴(yán)重，并且要求豳量的是體絕緣電阻時才使用“屏”端.例如測量電纜芯線與外皮的體絕緣電阻,因?yàn)橛袝r電纜芯線與外皮間的表面漏電流很嚴(yán)重(例如空氣特別潮濕或電纜表面被浸蝕到不能擦干凈時>，就在被測電纜上加一保護(hù)環(huán)３,并采用圖6—５３的接法。這時對測量體絕緣電阻有害的表面電流（圖中僅畫出了表面電流二)，就無法進(jìn)入儀表的線圈，而直接回歸發(fā)電機(jī)的負(fù)極。因而，在測量結(jié)果中將不包括I的影響，即消除了面絕緣電阻的成分。時的接線田小結(jié)―、測量機(jī)構(gòu)測量機(jī)構(gòu)是電工儀表的核心部分,它的作用是把被測電量的大小