電路及電子知識(shí)-常用電工電子儀器儀表簡(jiǎn)介

主主＝一一一、實(shí)訓(xùn)目的熟悉常用電工電子儀器儀表二、實(shí)訪II內(nèi)容1)

電工測(cè)量?jī)x表的選擇與使用。2)

常用電子儀器選擇與使用。3)

萬(wàn)用表的基本原理與使用。4)

DA-16型晶體管毫伏表的使用方法。5)

熟悉S101型函數(shù)信號(hào)發(fā)生器。6) 學(xué)習(xí)COS5020型示波器的使用。在工程實(shí)際的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，通常是根據(jù)被控制＼對(duì)象的各種電信號(hào)來(lái)對(duì)其實(shí)施自動(dòng)控制的。電測(cè)量就是通過(guò)借助各種電工電子儀器儀表，應(yīng)用科學(xué)的測(cè)量技術(shù)對(duì)電路中回

電流、電壓、電功率及電能等物理量進(jìn)行測(cè)量。3.1.1

常用電工電子儀器儀表的基本知識(shí)1.

電工電子測(cè)量?jī)x表分類電工電子儀表的種類繁多，分類方法也互不相同。按照電工電子儀表的結(jié)構(gòu)和用途?？煞譃槿N。(1）

電測(cè)量指示儀表電工測(cè)量?jī)x表中，凡利用電磁力使其機(jī)械部分動(dòng)作，并用盤上指示出被測(cè)量值大小的儀表就稱作電測(cè)量指刁儀表，是屬于直讀式儀表。各種交直流電流表、電壓表以?shī)A

／

用表等都是指示儀表。(2）

比較式儀表比較式儀器是將被測(cè)量與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的儀表。如各類電橋、電位差計(jì)等。其特點(diǎn)是靈敏度和準(zhǔn)確度都很高，

一般用于高精度測(cè)量或校對(duì)指示儀表。(3）

其他電測(cè)量?jī)x表常見(jiàn)的電測(cè)量?jī)x表還有數(shù)字式儀表、記錄式儀表及用來(lái)擴(kuò)大儀

表量程裝置的儀表，如分流器、測(cè)量用互感器等。這里只介紹指示

式儀表。2. 電測(cè)量指示儀表的分類在電測(cè)量領(lǐng)域中，指示儀表的種類最多，具體分類方式介紹

如下。(1）

按內(nèi)部測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理分有磁電系、電磁系、電動(dòng)系、感應(yīng)系、靜電系等

類型。(2）

按被測(cè)電量的性質(zhì)分有電流表、電壓表、功率表、電度表、歐姆表、相位表以

其他多用途的儀表，例如萬(wàn)用表等。(3）

按被測(cè)量的種類分有直流儀表、交流儀表和交直流兩周儀表。(4）

按儀表取得讀數(shù)的方法分有指針式、數(shù)字式和記錄式等。(5）

按準(zhǔn)確度等級(jí)分有0.

1、0.

2、0.

5、1.0、1.

5、2.

5、和5.

0等七級(jí)。一般0.

1和0.2級(jí)儀表用作標(biāo)準(zhǔn)儀表；0.

5級(jí)至1.

5級(jí)的儀表用于實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)時(shí)的電呵’

量：1.5級(jí)至5.0級(jí)儀表用于工程測(cè)量。(6）

按使用方式及使用條件分可分為安裝式儀表和可攜式儀表，及A、A1、B、B1與C／共五組。(7）

按防御外界磁場(chǎng)或電場(chǎng)的性能分有

I

、II

、田、W

四個(gè)等級(jí)。(8）

按外殼防護(hù)性能分可分為普通式、防塵式、防濺式、防水式、水密式、氣密式隔爆式等七種。以上介紹的指示儀表分類方法，從不同角度反映了指示儀表的

各種技術(shù)性能。在指示儀表的表面標(biāo)度盤上，通常都標(biāo)有一些標(biāo)志

符號(hào)來(lái)表明有關(guān)的技術(shù)性能，常見(jiàn)的表面符號(hào)及含義見(jiàn)下表：儀表名稱被 測(cè) 量符測(cè)量單位電流表電流A

、mA、μA安培、毫安、微安電壓表電壓mV

、V、kV毫伏、伏特、千伏功率表電功率W、kW瓦特、千瓦歐姆表電阻Q

、Mn協(xié)；娟、兆歐電度表咆能kWh度

（干瓦時(shí)〉3.1.2電測(cè)量指示儀表結(jié)構(gòu)原理簡(jiǎn)介電測(cè)量是利用儀表中通入電流后產(chǎn)生的電磁作用力驅(qū)動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)。指示式儀表除驅(qū)動(dòng)裝置、反作用裝置和阻尼裝置外，

還有指針和刻度盤構(gòu)成的讀數(shù)裝置，以及起保護(hù)作用的外殼和裝在外殼上的校正器（調(diào)節(jié)螺絲等〉。在實(shí)用中應(yīng)用最廣、數(shù)量最大的是指示式儀表。1.磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)如圖1.

3.

1所示。磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)具有準(zhǔn)確度高、刻度均勻、阻尼強(qiáng)與消耗能量小等優(yōu)點(diǎn)，可制成0.1

0.5級(jí)的儀表。它的缺點(diǎn)是只能用來(lái)測(cè)量直流，而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴，過(guò)載能力小。目前用來(lái)測(cè)量直流量的儀表，

測(cè)量機(jī)構(gòu)幾乎全是磁電系的。。uu

51 永久磁鐵；Z被；3

圃柱形’在心5I‘一可動(dòng)錢回，s

彈’

練

6指針．－－－J”J－7 校E部；，圖1.3.

1_,/2. 電磁系儀表電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)如圖1.3.2所示，它屬于推斥式類型。電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、過(guò)載能力強(qiáng)與交直流兩用等優(yōu)點(diǎn)。它的點(diǎn)是刻度不均勻，測(cè)量機(jī)構(gòu)本身的磁場(chǎng)較弱，易受外磁場(chǎng)影響，以致準(zhǔn)確度不曲。具有這種測(cè)量機(jī)構(gòu)的儀表通常為0.5級(jí)

2.5級(jí)。3.

電動(dòng)系儀表電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)如

圖1.3.3所示。電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)具有準(zhǔn)確度高、使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，一般可制成

0.2

1.0級(jí)的儀表。它

不僅可測(cè)量交直流的電流和電壓，還可測(cè)量交

流電的功率。它的缺點(diǎn)

是自身功率較大，過(guò)載能力小，且價(jià)格較貴。,......，.

川.....叫.v V.?

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男、建、I.El.二,..s4”時(shí)’..倒然蜻e 冉梢

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Ci”

.1

?et圖1.3.

2圖1.

3.

3 /73.2.

1

儀表選擇1.

類型選擇各種儀表的選擇除了根據(jù)用途選擇儀表的種類外，還應(yīng)根據(jù)1使用環(huán)境和測(cè)量條件選擇儀表的型式。如配電盤、開關(guān)板上儀表坡，

所用儀表等采用垂直安裝方式，而實(shí)驗(yàn)室大多選用水平放置方式。2. 準(zhǔn)確度選擇在使用儀表時(shí)，必須合理地選擇儀表的準(zhǔn)確度。準(zhǔn)確度等級(jí)為0.1和0.2級(jí)的儀表通常作為標(biāo)準(zhǔn)表以校正其他儀表。實(shí)驗(yàn)室一般用0.5

1.5級(jí)儀表。生產(chǎn)部門作監(jiān)視生產(chǎn)過(guò)程的儀表一般為1.0

2.5級(jí)。

準(zhǔn)確度等級(jí)為5.0級(jí)的儀表，通常只在組合式或多用途儀表上才使用q3.

量程選擇儀表量程的選擇應(yīng)根據(jù)測(cè)量值的可能范圍確定。被測(cè)量值范

圍較小要選用較小的量程，這樣可以得到較高的準(zhǔn)確度。三重F二根據(jù)被測(cè)量值的大小選擇合適量程有兩只毫安表，量程分別為11111=200mA和1盧50時(shí)，兩表準(zhǔn)確度等級(jí)到為1.0級(jí)，用來(lái)測(cè)量40時(shí)的電流，則測(cè)量結(jié)果中可能出現(xiàn)的最大相對(duì)誤差為：

對(duì)于量程為200川的毫安表，可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差LJ.11:h:士1.0%×刻IDM1組

士2、O(mA)因此，用此表測(cè)40mA的電流可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差r1m.llll(

為：丑OYt

max一一×100%

士王0%＆凰山40對(duì)于量程為50mA的毫安表，可能產(chǎn)生的最大絕對(duì)誤差,6,.

］二.:Jg

:L1l2副 ±

1.0%

×50士‘S(mA)因此，用此表測(cè)40mA

電流可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差

r'},m.幽

為：士0.5%Y2max一一一×100%

士1.25%40由以上計(jì)算可以看出，用的200mA毫安表測(cè)40mA

電流比用50mA的毫安

u所測(cè)得的結(jié)果具有更大的最大相對(duì)誤差。即量程選擇對(duì)測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn).，

.,,,,-確度有很大影響。對(duì)于同一只儀表，被測(cè)量值越小

，其測(cè)量時(shí)準(zhǔn)確性就越低在正常情況下用0.5級(jí)量程為

lOA的安培表來(lái)測(cè)量

BA

電流時(shí)，可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差

Y3mu為：士0.5%

×10Y3max ＝ ×IOOo/o 士0

625%.,.,_ 8×100而用它來(lái)測(cè)量

1A

電流時(shí)，則可能產(chǎn)生的最大相對(duì)誤差

r4陽(yáng)

為：土0.5%

×

OY4m:o:

＝×100%

士5%嘈.......1×100由此可見(jiàn)對(duì)于一只確定的儀表，測(cè)量值越小，其測(cè)量時(shí)準(zhǔn)確性越低。因

此在選擇量程時(shí)，應(yīng)盡量使被測(cè)量的值接近于滿標(biāo)值。另一方面，也要防止超出滿標(biāo)值而使儀表受損。因此可取被測(cè)量值為滿標(biāo)值的2/3左右。最少也應(yīng)使被測(cè)量的值超過(guò)滿標(biāo)值的一半。當(dāng)被測(cè)電流大小無(wú)法估計(jì)時(shí)，可用多量程儀表先置于大量程檔，然后根據(jù)儀表的指示調(diào)整量程，使其達(dá)到合適的量程檔。4. 儀表內(nèi)阻當(dāng)儀表接入被測(cè)電路后，儀表線圈電阻會(huì)影響原有電踞

的參數(shù)和工作狀態(tài)，以致于影響測(cè)量的準(zhǔn)確性。例如電流表

是串聯(lián)接入被測(cè)電路的，儀表內(nèi)阻增加了電路的阻值，也就

相應(yīng)地減小了原電路的電流，這勢(shì)必影響測(cè)量結(jié)果，所以要

求電流表內(nèi)阻越小越好。量程越大，內(nèi)阻應(yīng)越小。再如電壓

表是并聯(lián)接入被測(cè)電路的，它的內(nèi)阻減小了電路的阻值，使

被測(cè)電路兩端的電壓發(fā)生變化，影響測(cè)量結(jié)果，所以要求電

壓表內(nèi)阻越大越好。量程越大，內(nèi)阻應(yīng)越大。采樣式數(shù)字電

壓表具有極高的內(nèi)阻，對(duì)被測(cè)電路電壓影響很小。3.2.2

指針式儀表測(cè)量中應(yīng)該注意的一般問(wèn)題1.衷1J

度各種指針式儀表，不論是磁電式、電磁式還是電動(dòng)式儀表，都采用面板刻度方式顯示讀數(shù)。根據(jù)不同的測(cè)量原理，面板上的刻度有的是均勻的，有的是不均勻的，例如磁電式儀表指針的偏轉(zhuǎn)角

α＝BI（尤為儀表結(jié)構(gòu)常數(shù)），即與電流的大小成正比，面板上的刻度是均勻的：而電磁式儀表指針的偏轉(zhuǎn)角

α＝BJ2，即與電流的平方成正比，在同一量程內(nèi)，起始

段電流越小，刻度越密，后面電流越大，刻度越稀。再如電動(dòng)式儀表，它有兩個(gè)線圈，若是用于測(cè)量電流或電壓，由于指針的偏轉(zhuǎn)角度

α與通過(guò)兩

線圈的電流的乘積成正比，則面板刻度一定與上例一樣是非線性的：若用于測(cè)量功率，而功率

P盯·（對(duì)于交流來(lái)說(shuō)P=Uicosφ）

，這時(shí)一個(gè)線圈通電壓，一個(gè)線圈通電流，從而使指針偏轉(zhuǎn)角度

α與功率

P

成正比，因此面板上功率刻度是線性均勻的。為了使面板顯示清晰，非均勻刻度在起始段無(wú)刻度

（

0點(diǎn)除夕忡，只在某一量值之上才開始標(biāo)出數(shù)值。2. 量程儀表的量程是指允許測(cè)量的最大值，不同的量程有不同的允許測(cè)量最大值，因此應(yīng)根據(jù)被測(cè)量的數(shù)值選用合適的量程。實(shí)驗(yàn)室用儀表哥大多是多量程儀表，常有好幾個(gè)接線端鈕，而指示面板刻度通常只有一條基本量程刻度，故測(cè)量中要注意量程的選擇應(yīng)與對(duì)應(yīng)的接線端鈕相一致電

并應(yīng)根據(jù)選定的量程把讀得的指示值再乘以選定量程與基本量程之間的倍率K

C

K

選定量程值

〈允許測(cè)量最大值〉

／指示量程值

（最大刻度值》

才

是實(shí)際測(cè)量值。3. 儀表的機(jī)械零位校正大多數(shù)指針式儀表設(shè)有機(jī)械零位校正，校正器的位置通常裝設(shè)在指針轉(zhuǎn)軸對(duì)應(yīng)的外殼上，當(dāng)線圈中沒(méi)有電流時(shí)，指針應(yīng)指在零的位置。如果指針在不通電時(shí)不在零位，應(yīng)當(dāng)調(diào)整校正器旋鈕改變游絲的反作用力矩使指針指向零點(diǎn)。儀表在校正前要注意儀表的放置位置必須與該表規(guī)定的位置A相符。如規(guī)定位置是水平放置，則不能垂直或傾斜放置，否則儀表指鈍／可能不是指向零位，這不屬于零位誤差。只有在放置正確的前提下／

再確定是否需要調(diào)零，并且保證在全部測(cè)量過(guò)程中儀表都放置

.，.,,,,在正確位置，以保證讀數(shù)的正確性。4.

聯(lián)接測(cè)量?jī)x表接入電路時(shí)，應(yīng)以盡量減少對(duì)原有電路的影響為原則。1.測(cè)量電壓時(shí)若電路電阻較大，則應(yīng)用高內(nèi)阻電壓表。若電壓己確定，則在保證允許誤差的前提下選用較大的量程，因?yàn)樵谕粌x表

中量程較大其內(nèi)阻也相應(yīng)增加，對(duì)電路影響就小。2.

測(cè)量電流時(shí)若電路電阻很小，則應(yīng)選用低內(nèi)阻電流表。這在電路電阻與儀表內(nèi)阻二者可以相比較

（例如處于同一數(shù)量級(jí)或只差一個(gè)數(shù)量級(jí)〉時(shí)顯得特別重要，以便減少儀表接入誤差。3.儀表與被測(cè)量的聯(lián)接測(cè)量直流量必須把正、負(fù)端分辨清楚，“＋”端與電路正極性端相聯(lián)接，“J’端與電路負(fù)極性端相聯(lián)接，不能反接，以防

反偏而打壞指針。測(cè)量交流量應(yīng)注意電路的相線和零線，從保證儀表和人

身的安全角度考慮聯(lián)接方式。雖然從原理上說(shuō)一般無(wú)極性要求，有時(shí)考慮’到屏蔽和安全需要，通常把儀表黑端鈕

（公共端或用“”

表示端〉 ／與電路中性端（或地端〉

相連，而把紅端鈕

（用 表示端〉與.，.，，，，

／電路相線端相連。5. 儀表的讀數(shù)方法讀取儀表的示值應(yīng)在指針指示穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行，若因電路原因造成指針振蕩性指示，一般可以讀取其平均值，若測(cè)量需要，應(yīng)把其振幅量讀出（即讀出指針擺動(dòng)范圍〉。為了得到正確的讀數(shù)，在精度較高的儀表面板上設(shè)立了一個(gè)讀數(shù)鏡面，讀數(shù)時(shí)應(yīng)使視線置于實(shí)指針和鏡中虛指咱

針相重合的位置再讀指示值，以保證讀數(shù)的正確性，減少讀數(shù)誤差。6. 儀表的維護(hù)各種儀表應(yīng)在規(guī)定的正常工作條件下使用，即要求儀表的放置位置正

常，周圍溫度為20℃，無(wú)外界電場(chǎng)和磁場(chǎng)

（地磁場(chǎng)除外）

的影響，用于工頻的儀表，電源頻率應(yīng)該是SOHz正弦波。另外還應(yīng)滿足儀表本身規(guī)定的特

殊條件，例如恒溫、防塵、防震等。以保證測(cè)量的準(zhǔn)確度。儀表在使用前應(yīng)檢查，注意端鈕是否開裂、短接片是否可靠連接、外

引線有無(wú)開斷、指針有無(wú)卡澀現(xiàn)象等。儀表應(yīng)定期進(jìn)行準(zhǔn)確度校驗(yàn)，保證其測(cè)量性能。儀表不使用時(shí)，應(yīng)在斷電條件下存放。如表內(nèi)有電池／

時(shí)應(yīng)將電池取出，防止電池漏液腐蝕機(jī)芯。精度越高的儀表，對(duì)

／存放環(huán)境條件的要求也越高。／3.2.3

常用電量的測(cè)量1.

電流的測(cè)量(1）

直流電流的測(cè)量測(cè)量直流電流一般用磁電式儀表。測(cè)量時(shí)電流表必須串聯(lián)在電路中，因?yàn)殡娏鞅韮?nèi)阻很小，如果不慎把電流表并接在負(fù)載兩端，電流表將因流

過(guò)很大的電流而燒毀。由于測(cè)量時(shí)，電流表是串接在被測(cè)電路中的，為了減少對(duì)被測(cè)電路工作

狀態(tài)的影響，要求電流表的內(nèi)阻越小越好，否則將產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。電流表表頭允許流過(guò)的電流都很小，一般在幾十μ

A到幾十

mA范圍內(nèi)。測(cè)量大電流時(shí)都采用分流的方法，分流電阻有內(nèi)附和外接兩種。較大的分流

器采用外接方式。內(nèi)附方式中，有些電流表的正端有好幾個(gè)接線端鈕，分別用于測(cè)量不同量程的電流：也有些電流表采用插撥銅塞的方法選用量程，選用時(shí)要注意銅塞的位置。變換量程必須在儀表不通電的前提下J進(jìn)行，以防燒壞電流表，也可以用一根短路線把電流表兩接線端鈕.／

短接后再改變量程，操作完成后再去除短路線，然后再讀眨

／

測(cè)量值。(2）

交流電流的測(cè)量測(cè)量交流電流一般用電磁式儀表，若進(jìn)行精密測(cè)量時(shí)使用電動(dòng)式儀表。一般不采用并聯(lián)分流器的方法，而是把固定線圈分成幾段，線圈繞組的串并聯(lián)方式來(lái)改變量程。當(dāng)被測(cè)電流很大時(shí)，用電流互感器電流變換，以此擴(kuò)大電流表量程。電流表的端子分為零線端和相線（俗稱火線〉端。另外由于電磁式或電動(dòng)式儀表指針偏轉(zhuǎn)角度與電流的平方成正比，所以儀表面板刻度是不均勻的，只有當(dāng)偏轉(zhuǎn)角度較大時(shí)讀數(shù)才較準(zhǔn)確。用示波器也可以測(cè)量電流的波形。這時(shí)在被測(cè)電流支路中串入一個(gè)小

電阻，被測(cè)電流在該電阻上產(chǎn)生電壓，用示濾器測(cè)量這個(gè)電壓

〈如圖1.3.4／被陽(yáng)所示〉

，便得到電流的波形。圖1.3.4中串聯(lián)電阻的選擇應(yīng)考慮下

i列幾方面：R

的值應(yīng)足夠小，當(dāng)它串入被測(cè)電路中時(shí)應(yīng)對(duì)被測(cè)電路無(wú)影響：R的值也不能過(guò)小，否則因被測(cè)電流

在

．其上產(chǎn)生的電壓太小會(huì)使示波器的光點(diǎn)

．

．偏轉(zhuǎn)太小，影響用示波器測(cè)量電流的準(zhǔn)

確度。示截?fù)魕圖

1.3.42. 電壓的測(cè)量測(cè)量直流電壓時(shí)，常用磁電式電壓表。測(cè)量交流電壓時(shí)，常用電磁式電壓表。在測(cè)量電壓時(shí)，應(yīng)把電壓表并聯(lián)在被測(cè)負(fù)載的兩端。為了使電壓表并入后不影響電路原來(lái)的工作狀態(tài)，要求電壓表的內(nèi)阻遠(yuǎn)大于被測(cè)負(fù)載的電阻。一般測(cè)量機(jī)構(gòu)本身的電阻不是很大，所以在電壓美內(nèi)串有阻值很大的附加電阻。特別是測(cè)量直流高壓時(shí)都采用串接電阻的方合

擴(kuò)大量程。而測(cè)量交流高壓時(shí)，一般通過(guò)電壓互感器把電壓降低后再測(cè)量。測(cè)量電壓的方法常用的有電壓表測(cè)量法和示波器測(cè)量法兩種。(1）

電壓表測(cè)量法①

直接測(cè)量法。這種方法簡(jiǎn)便直觀，是電壓測(cè)量的最基本方法。即將電壓剝

并接在被測(cè)電路兩端，直接由電壓表的讀數(shù)確定測(cè)量結(jié)果

〈電壓值〉的測(cè)毒F方法。用此法進(jìn)行測(cè)量時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)被測(cè)電壓的特點(diǎn)

（如頻率的高低

幅

度的大小等）

和被測(cè)電路的狀態(tài)

（如

內(nèi)阻的數(shù)值等〉

來(lái)選擇合適的電 ／壓表。一般以電壓表的使用頻率范圍，測(cè)量電壓范圍和輸入阻抗的高

’／’低作為選擇電壓表的依據(jù)。其基本要求是

：? 輸入阻抗高。在測(cè)量電壓時(shí)，電壓表并聯(lián)在被測(cè)電路兩端。因此，為了減小測(cè)量?jī)x表對(duì)被測(cè)電路的影響，要求電壓

表的輸入阻抗應(yīng)盡可能高些。?

測(cè)量交流電壓時(shí)，要注意電壓表適用的頻率范圍，所測(cè)電壓的頻率應(yīng)與這個(gè)頻率范圍相適應(yīng)。一般交流電表，如萬(wàn)用表的交流

檔只適宜于測(cè)幾十赫到幾十千赫的交流電壓，毫伏表能測(cè)l赫到2男包

赫的交流電壓。?要有較高的精度。指針式儀表的精度按引用誤差分成0.

05、』0.

1、0.

2、0.

5、1.

5、2.

5、5.

0等幾個(gè)等級(jí)。在電壓測(cè)量中，直流J電壓的測(cè)量精度一般比交流電壓的測(cè)量精度高，通常在較高精即／的電壓測(cè)量中，采用數(shù)字式電壓表。②

補(bǔ)償法。用這種方法測(cè)量電壓時(shí)，可以消除電壓表內(nèi)阻對(duì)測(cè)

量結(jié)果的影響。測(cè)量線路如圖1.3.5所示。圖1.3.5中R兩端的電壓是待測(cè)的。電壓表V的內(nèi)阻不夠高時(shí)，會(huì)給電壓的測(cè)量帶來(lái)誤差。如按圖1.3.5接入內(nèi)阻很低的穩(wěn)壓電源，盡管唱壓表的內(nèi)阻不夠高，用它來(lái)測(cè)量穩(wěn)壓電源的輸出電壓Uw，是不會(huì)有問(wèn)題叫。為了確定R兩端的電壓，先調(diào)Uw使之與UR接近，然后在ab間接入靈敏

度高的電壓表V’

。調(diào)Uw使V’的指示為零，這時(shí)Ufi=

Uw：電壓表V的讀數(shù)，

就是UR的值。由以上分析可見(jiàn)，當(dāng)電壓表V’的指示為零時(shí)，測(cè)量電路不從被測(cè)電路中吸取電流，所以對(duì)被測(cè)電路無(wú)影響。圖1.3.5「 「 a

「

二飛一

一

一一 －－ l寸「－」；－,_J:」iu；?Q

.L一一 」Ii

IL 一

一

」 ｜(2）

示波器測(cè)量法飛用示波器測(cè)量電壓最主要的特點(diǎn)是能夠正確地測(cè)定波形的峰佳及波形各部分的大小，因此在需要測(cè)量某些非正弦波形的峰值或某部分波形的大小時(shí)，就必須用示波器進(jìn)行測(cè)量了。下面主要介紹標(biāo)尺法。雙蹤示波器使用前，首先要用校準(zhǔn)信號(hào)校準(zhǔn)各檔靈敏度，然后，將主測(cè)信號(hào)接入Y輸入端，從示波器熒光屏上直接讀出被測(cè)電壓波形的高度〈格數(shù)〉，則被測(cè)電壓幅值靈敏度（V/DIV數(shù)〉×高度（DIV）。這種方法存在因Y軸放大器增益的不穩(wěn)定所產(chǎn)生的測(cè)量誤差。用示波器測(cè)幅值時(shí)要注意的是，被測(cè)信號(hào)必須從直流輸入端接入，否則將會(huì)造成信號(hào)的直流成分被濾去，只剩下交流成分，而使結(jié)果不符合實(shí)

際值。3.

功率的測(cè)量。）直流電路和單相交流電路功率的測(cè)量在直流電路中，功率P=UI，直流電路和電阻負(fù)載

（cosφ相交流電路，可以直接用伏特表和安培表測(cè)出電壓和電流，兩

得出功率值，但應(yīng)考慮伏特表和安培表要時(shí)應(yīng)根據(jù)表的內(nèi)阻，將測(cè)量結(jié)果加以修正，以消除誤差。.，，，.

.,在單相交流電路中，P=l!Icosφ

，因此功率表上有4個(gè)端鈕，

其中電壓端鈕應(yīng)并接在負(fù)載兩端以反映電壓，而電流端鈕應(yīng)串聯(lián)

負(fù)載回路中以反映電流，功率表表面按功率值來(lái)刻度。①

功率表的接線規(guī)則。功率表系電動(dòng)式儀表也稱為瓦特表，指針轉(zhuǎn)矩方向與兩線圈的電流方向有關(guān)，因此要規(guī)定一個(gè)能使指針正向偏轉(zhuǎn)的

“對(duì)司

應(yīng)端”

。表盤上標(biāo)記

們”

（或

“

士η

的端鈕分別稱為電流線圈和電壓線的發(fā)電機(jī)端（即對(duì)應(yīng)端〉。接線時(shí)要使兩線圈的

“對(duì)應(yīng)端”接在電源的同一極性上，使功率表指針作正向偏轉(zhuǎn)

〈功率表接入電路的方法如圖1.3.6所示，Ii!}

0U 75 1501300載負(fù)VFavJM’1

。變換銅片按法低最程(0.

5A)。:=:::J)圖1.3.

6，按此規(guī)定功率表的正確接線有兩種方式，如圖1.3.

7

C

a）、(b）所示，圖中幾為與電壓線圈串聯(lián)的附加電阻。除此之外的接線方式都是錯(cuò)誤的，可能造成指針?lè)雌虿荒茏x出功率。在一般情況下，考慮到電流線圈的功耗比電壓線路的功耗小，如果負(fù)載電阻較大，可略去電流線圈的功耗不計(jì)，這時(shí)采用電壓線圈接電源端

（見(jiàn)圖1.3.

7 （我

〉

的接線方式較好。在精密測(cè)量時(shí)，或電源本身的功率不大而儀表的損耗不能

忽略時(shí)，則功率表的讀數(shù)中應(yīng)引入校正值，即從讀數(shù)中減去儀表本身的消耗

功率。此時(shí)采用電壓線圈接負(fù)載端

〈

見(jiàn)圖1.

3.

7 Cb））

的方式較好。......”--+-Iu*u－R(a)R(b)，，②功率測(cè)量量程的選擇。選擇功率表的量程應(yīng)根據(jù)所測(cè)負(fù)載的電壓和電流的最大值，來(lái)分別選擇電壓量程和電流重程。通常功率表有二個(gè)電流量程和三個(gè)電壓量程，功率表是否過(guò)載，不能僅僅根據(jù)表的指針是否超過(guò)滿偏轉(zhuǎn)來(lái)確定。因?yàn)楫?dāng)功率表的電流線圈沒(méi)有電流時(shí)，即使電壓線圈己經(jīng)過(guò)載而將要燒壞，功率表的讀數(shù)卻仍然是零；反之亦然。所以，必須保證功率表的電流線圈和電壓線圈都不過(guò)載。一定要使電壓量程能承受負(fù)載電壓，電流量程大于負(fù)載電流，不能只考慮功率大小。當(dāng)功率因數(shù)很低時(shí)，即使電壓和電流均達(dá)到額定值，根據(jù)

P=Ulcosφ，這時(shí)功率也不能達(dá)到額定值?？梢?jiàn)功率表量程的選擇，實(shí)則是選擇電壓和電流

的額定值。在實(shí)際測(cè)量中，還應(yīng)接入電流表和電壓表，以監(jiān)視負(fù)載電流和電壓不超過(guò)功率表的額定電壓和額定電流值。③功率表的讀數(shù)方法。在多量程功率表中，刻度盤上只有一笑＼標(biāo)尺，它不標(biāo)瓦特?cái)?shù)，只標(biāo)出分格數(shù)。因此，被測(cè)功率須按下式

…

算得出

：P

= Ca式中P為被測(cè)功率，單位為瓦特

CW

)

;為瓦／格：α

為電表偏轉(zhuǎn)指示格數(shù)。普通功率表的功率常數(shù)為：C為電表功率常數(shù)，單位C UN

INαm式中，馬為電壓線圈額定量程，IN

為電流線圈額定量程，αE

為標(biāo)尺滿刻

度總格數(shù)。低功率因數(shù)功率表的功率常數(shù)為：C

=

UN!N

cos

伊Nαm式中，cosφN為電表額定功率因數(shù)，在電表刻度盤上標(biāo)出。

測(cè)量交流低功率因數(shù)負(fù)載功率時(shí)，應(yīng)采用低功率因數(shù)功率表。(2）

三相功率的測(cè)量①

一表法測(cè)三相對(duì)稱負(fù)載功率。在對(duì)稱三相負(fù)載系統(tǒng)中，可用一只

功率表測(cè)量其中一相負(fù)載功率，三相功率等于功率表讀數(shù)乘3。②二表法測(cè)三相三線制的功率。二表法適用于三相三線制，不論對(duì)稱耳否都可以使用，其接線方法如圖1.3.8

C

a）

所示。其特點(diǎn)是兩功率表的電

流線圈串入任意兩根傳輸導(dǎo)線（

“”或

“士”端接電源側(cè)〉，電壓線圈的那應(yīng)端與電流線圈相連接，電壓線圈的另一端應(yīng)與沒(méi)有電流線圈串入的那根

傳輸線相接。一

I

.lw,;\

0.-」二iJAO件二?。海海海海?IR.，「忑2uA("ZAa睡Uru·山

川

R.,(a

)，(

b)

，圖1.3.

8可以證明兩只功率表讀數(shù)P1、幾之和恰好等于三相交流總功率。設(shè)負(fù)載為星形無(wú)中線，接線方式如圖1.3.8

(a）

，每只動(dòng)

率表所測(cè)電壓為線電壓，電流為線電流，功率表讀數(shù)為：P1

= c

IA cosct>

1

P2=

U8c

I8 cosct>

2其中：φI

為線電壓巧c與線電流IA

的相位差角，φ2

為線電壓馬c

與線電流In

的相位差角。p =P1+

P2上式也說(shuō)明只要是三相三線制，不論負(fù)載是否對(duì)稱，三相總功率都可

以用二表法測(cè)得，其值為兩表讀數(shù)的代數(shù)和。當(dāng)電路對(duì)稱時(shí)，利用電壓和電流的相量圖可得出：P1

=

0姐

IA

C。s

(<I>P2

=

lfco

le

cos÷30

?！?φ

30

?！凳街笑?/p>

為相電壓與相電流之間的夾角。可知在電路對(duì)稱情況

下，兩只瓦特表的讀數(shù)與功率因數(shù)有著一定的關(guān)系，下面研究幾科

特殊情況，·當(dāng)負(fù)載為純電阻性，即

φ

＝O 時(shí)，有

pl＝馬

。·當(dāng)

φ

＝60。時(shí)，pl

=

0

：φ＝-

60。時(shí)，馬＝O

。當(dāng)負(fù)載的功率因數(shù)低于0.5時(shí)，即

｜φI

>

60。時(shí)，表的平均轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，則指針?lè)雌?。在這種情況下，

表的指示，應(yīng)將倒轉(zhuǎn)的瓦特表的電流線圈兩端對(duì)調(diào)，

數(shù)應(yīng)取負(fù)值，這時(shí)三相總功率等于兩個(gè)瓦特表讀數(shù)的.,,,,4. 電能的測(cè)量電能的測(cè)量通常用感應(yīng)式電度表。對(duì)于單相負(fù)載用單

電度表，對(duì)于三相負(fù)載用三相電度表。(1）

單相電度表單相電度表的工作原理見(jiàn)感應(yīng)式儀表，其正確接線如圖1.

3.9所示。配線時(shí)應(yīng)采取進(jìn)線端接電源端，出線端接負(fù)載端，電流線圈應(yīng)

接于火線，而不要接零線。單相電度表的使用，首先是正確選擇額

定電壓、額定電流和準(zhǔn)確度，額定電壓應(yīng)與負(fù)載額定電壓相符。額

定電流應(yīng)大于或等于負(fù)載最大電流，準(zhǔn)確度分為0.

5級(jí)、1.0級(jí)、2.

0

級(jí)和3.

0級(jí)。(2

) 三相有功電度表三相電力系統(tǒng)多采用三相電度表。有二表法和三表法之分，基本結(jié)構(gòu)與單相電度表相同，但鋁盤裝在一個(gè)公用轉(zhuǎn)軸上，用／一個(gè)計(jì)算機(jī)構(gòu)〈計(jì)數(shù)器）

讀出三相總電能。／二元件三相電度表用于三相三線制電能的測(cè)量，它原理和二表法測(cè)功率相同，接線圖如圖1.

3.

10所示。在三相呵

系統(tǒng)中大多數(shù)電能測(cè)量采用這種方式?！敢?/p>

一

一

一

一

一

一

一

一寸WhrIIr1'I

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J U 1,J l,II

I I I』

A

IIJ I.J II I I愈線接．4il－－l·廠工二了一寸

Wh' '.ABC負(fù)載U～負(fù)載圖1.

3.

9 圖1.3.

10三元件三相電度表用于三相四線制電能的測(cè)量，飛

的原理與三表法測(cè)功率相同，在此不再贅述。3.3.1

常用的電子儀器在實(shí)驗(yàn)實(shí)踐中，測(cè)試相關(guān)的電參數(shù)及分析電子電路的靜態(tài)和動(dòng)

、態(tài)的工作情況時(shí)，常用的電子儀器有：直流穩(wěn)壓電源、示波器、低頻＼

信號(hào)發(fā)生器、晶體管毫伏表、數(shù)字式或指針式萬(wàn)用表、晶體管特性分

司

儀等。它們分別可用于電路的各參數(shù)的測(cè)量。各儀表的功能如下。(1

）

直流穩(wěn)壓電源：直流穩(wěn)壓電源是把交流電源轉(zhuǎn)換成直流電源的裝置，

在實(shí)訓(xùn)中可為電子電路提供工作電源。(2）

示波器：可用來(lái)觀察電路中各測(cè)試點(diǎn)的波形j監(jiān)測(cè)電路的工作情況，也可用于測(cè)量小信號(hào)的周期、幅度、相位差及觀察電路的特性曲線等。(

3）

低頻信號(hào)發(fā)生器

（或函數(shù)信號(hào)發(fā)生器〉

：為測(cè)量電路提供各種頻率、幅度、及波形的輸入信號(hào)。(4）

晶體管毫伏表：用于測(cè)量電路的輸入、輸出信號(hào)的有效值。(5）

數(shù)字式或指針式萬(wàn)用表：一般用于測(cè)量電路的靜態(tài)工作點(diǎn)和直

流信號(hào)。.,(6）

晶體管特性分析儀：用于對(duì)晶體管的特性及參數(shù)的測(cè)量0電子儀器的型號(hào)和種類繁多，這里不作詳細(xì)敘主23.3.2電子儀器的選擇及使用注意事項(xiàng)1.儀器的選擇測(cè)量時(shí)，合理選擇電子測(cè)量?jī)x器，是保證測(cè)量結(jié)果正確的重要前提條件。因此，儀器的選擇是實(shí)踐、測(cè)量的重要環(huán)節(jié)，要做好這一環(huán)節(jié)，

應(yīng)注意以下幾方面。(1）

充分了解電子儀器的性能。作為測(cè)量工具，選擇時(shí)應(yīng)全面、深入內(nèi)地了解和掌握各種儀器的功能、技術(shù)性能、基本原理及其使用方法。以使

測(cè)量順利進(jìn)行并保證測(cè)量結(jié)果的正確。(2

）

環(huán)境對(duì)儀器的影響。任何儀器在使用過(guò)程中，對(duì)環(huán)境條件都有一定的要求。大部分的電子儀器，特別是靈敏度和精確度較高的儀器，受環(huán)境溫度、濕度及電磁場(chǎng)的干擾影響很大。根據(jù)被測(cè)信號(hào)的特點(diǎn)及測(cè)量的要

求，創(chuàng)造

良好的測(cè)試環(huán)境，以免影響測(cè)試結(jié)果。(3）根據(jù)測(cè)試要求選擇測(cè)試儀器。能夠完成同一參數(shù)的測(cè)試的儀器類型可能有多種選擇

〈如測(cè)量交流電壓可以選用晶體管毫伏表、萬(wàn)用表》示波器等〉

，不同的儀器，其測(cè)量的精度和方法不同，應(yīng)以滿足叼／

要求，簡(jiǎn)潔、方便為標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇測(cè)量?jī)x器。2.

電子儀器使用注意事項(xiàng)：使用電子測(cè)量?jī)x器時(shí)，若非法操作和使用儀器，都有可能導(dǎo)或測(cè)量誤差增大或使被測(cè)電路、元器件及電子測(cè)量?jī)x器損壞。因此，在叮

使用儀器的過(guò)程中，應(yīng)注意以下幾方面的問(wèn)題。(1）

接通電源前，應(yīng)仔細(xì)檢查儀器的開關(guān)、旋鈕、接線插頭等是否接好，是否存在故障，以防止短路、開路或接觸不良等人為故障。為了確

保人身和儀器的安全，儀器的電源插頭連接線等絕緣層應(yīng)完好無(wú)損，接地

要

良好。(2

）

接通電源后，不能敲打儀器機(jī)殼，不能用力拖動(dòng)。如要移動(dòng)儀器

設(shè)備，應(yīng)首先切斷電源，然后輕輕移動(dòng)。測(cè)試結(jié)束后，應(yīng)先關(guān)斷電源，確

保安全時(shí)再拆除電路。(3）

使用儀器時(shí)，應(yīng)注意儀器適用電壓范圍與電網(wǎng)電壓是否吻合，同

時(shí)應(yīng)注意電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。盲

目的使用會(huì)導(dǎo)致儀器不能正常工作或損壞。(4）

在將儀器和電路連接成測(cè)試系統(tǒng)時(shí)，要注意系統(tǒng)的“共地”問(wèn)題，同一系統(tǒng)中的所有儀器和電路的接地端需可靠地連接在一起

／

否則，就會(huì)引起外界干擾，導(dǎo)致測(cè)量誤差增大。有時(shí)甚至?xí)p

.，

.,,,,

.壞儀器或電路，造成不必要的損失。萬(wàn)用電表是一種高靈敏度、多用途、多量限的攜帶式測(cè)量?jī)x表，它在電工、電子技術(shù)中是一種最常用的儀表，能分別測(cè)量交、直流電壓及直流電流、電阻、

音頻電平和電子元件的檢測(cè)，適宜于無(wú)線電、電信及電工事業(yè)、企業(yè)單位作一般測(cè)量用，習(xí)慣上又稱作三用表。萬(wàn)用表的型號(hào)較多，有些型號(hào)的萬(wàn)用表還可用作測(cè)量電感量、電容量、功率及晶體管的值等。因此，

萬(wàn)用表是電子測(cè)量和維修所必備的常用儀表。是電子測(cè)量和維修所必備的常用儀表。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱教材晶體管毫伏表是一種用來(lái)測(cè)量電子電路中正弦交

流電壓有效值的電子儀表。它與一般的交流電壓表或

萬(wàn)用表的交流電壓檔相比，具有頻率范圍寬，輸入阻

抗高、電壓測(cè)量范圍寬和靈敏度高等特點(diǎn)，因而特別

適用于電子電路，如對(duì)一般放大器和電子設(shè)備進(jìn)行測(cè)量。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱教材低頻信號(hào)發(fā)生器也稱音頻信號(hào)發(fā)生器，是電子測(cè)

試技術(shù)中常用的信號(hào)電源，它能提供頻率在1MHz以下直至不到1Hz的大小連續(xù)可調(diào)的正弦電壓和電流。用來(lái)對(duì)低頻電子設(shè)備進(jìn)行調(diào)試和測(cè)量。雖然各工廠生產(chǎn)的低頻信號(hào)發(fā)生器型號(hào)不同。內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能也有差異，但它們的基本組成部分都是一只RC振蕩器，也就是具有文氏電橋正反饋電路的兩級(jí)阻容精合放大器。此外，為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)源與負(fù)載的阻抗匹配和調(diào)節(jié)

輸出電壓、電流的大小，還附有射極

（或電子管陰極）輸出器等形式的功率輸出級(jí)，以及指示電壓、頻率高低的指示儀表和裝置。詳細(xì)內(nèi)容請(qǐng)參閱教材在實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐訓(xùn)練中，信號(hào)發(fā)生器是用來(lái)產(chǎn)生不同頻率和波形的裝置，是電子測(cè)量中經(jīng)常使用的儀器設(shè)備之一飛按信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生輸出信號(hào)的波形不同，可將其分為正弦信號(hào)發(fā)生器（輸出正弦波〉、脈沖信號(hào)發(fā)生器〈輸出不同頻率、脈沖寬度和幅度的脈沖信號(hào)〉及函數(shù)信號(hào)發(fā)生器〈

能產(chǎn)生并輸出多種激形信號(hào)〉

三大類。常用的為正弦信號(hào)發(fā)生器和函數(shù)信號(hào)發(fā)生器兩類氣

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器按需要一般可選擇輸出正弦波、方波和三角波三種

信號(hào)波形。上述三類信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)的電壓