《電工儀表的使用》PPT課件.ppt

1、第7章 電工儀表的原理與使用,教師： 張 鋒,2013年10月,電工儀表的原理與使用,學習目標 1、了解常用電工儀表與測量的分類、型號和標志分類方法和常用標志 2、能熟練應用萬用表測量基本的物理量； 3、培養(yǎng)學生正確使用基本的電工儀表,電工儀表的原理與使用,一、電工指示儀表的組成 電工指示儀表的任務就是把被測電量、磁量或電參數(shù)轉(zhuǎn)換為儀表可動部分的機械偏聽偏轉(zhuǎn)角，在轉(zhuǎn)換過程中，使兩者保持一定的函數(shù)關(guān)系，從而用指針偏轉(zhuǎn)角的大小來反映被測量的數(shù)值 1、測量機構(gòu) 將被測量X（或過渡）轉(zhuǎn)換成儀表可動部分的機械偏轉(zhuǎn)角。是電工指示儀表的核心。 2、測量線路 將各種不同的被測量按一定比例轉(zhuǎn)換成能被測量機構(gòu)所接

2、受的過渡量。 通常由電阻器、電容器、電感器等電子元件組成。,電工儀表的原理與使用,3、結(jié)構(gòu)柜圖,電工儀表的原理與使用,二、直流電流表 直流電流表的組成 磁電系電流表實際上是由磁電系測量機構(gòu)與分流電阻并聯(lián)組成的。,電工儀表的原理與使用,三、直流電壓表 直流電壓表的組成 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，只是其電壓量程很小。 擴大量程只需給測量機構(gòu)串聯(lián)一只分奪電阻Rv。磁電系直流電壓是由磁電系測量機構(gòu)與分壓電阻串聯(lián)組成的。,電工儀表的原理與使用,四、交流電流表 電磁系電流表由電磁系測量機構(gòu)組成。改變量程時，只需改變線圈徑和匝數(shù)即可。 安裝式

3、一般制成單量程，且最大量程不超過200A，測量較大交流電時，須與電流互感器配合使用。 便攜電磁系電流表一般制成多量程，擴大量程一般采用將固定線圈分段，然后利用分段線圈的串、并聯(lián)來實現(xiàn)。,電工儀表的原理與使用,五、交流電壓表 電磁系電壓表由磁電系測量機構(gòu)與壓電阻串聯(lián)組成。 安裝式電磁系電壓表都做成單量程的，最大量程600V，要測量更高的交流電壓時，須與電流互感器配合使用。 便攜式電磁系電壓表都做成多量程的，采用共用式分用電路。 為保證足夠勵磁安匝數(shù)，要求電磁系電壓表固定線圈匝數(shù)盡量多。,電工儀表的原理與使用,六、電壓互感器 1、結(jié)構(gòu)與原理 電壓互感器實際是一個降壓變壓器，能將一次測的高電壓變換成

4、二次測的低電壓，其一次測匝數(shù)較遠多于二次測匝數(shù)。電壓互感器二次測電壓一般為100V。由于電壓表的內(nèi)阻都很大，所以電壓互感器的正常工作狀態(tài)接近于變壓器的開路狀態(tài)。 2、電壓互感器的正確使用 要正確接線：一次測與被測電路并聯(lián)，二次測與電壓表并聯(lián)。 電壓互感器的一次測、二次測在運行中絕對不允許短路，電壓互感器的一次測、二次測都應裝設熔斷器。 電壓互感器的鐵心和二次測的一端必須可靠接地，以防絕緣損壞時，一次測高壓串入低壓端，危及人身和設備的安全。,電工儀表的原理與使用,七、電流互感器 1、構(gòu)造與原理 是一降流變壓器，能將一次測的大電流變換成二次測的小電流。其一次測匝數(shù)較少，一般為一匝到幾匝。電流互感器

5、二次測電流一般為5A。 電流互感器在正常工作狀態(tài)時，接近于變壓器的的短路狀態(tài)。 2、電流互感器的正確使用 要正確接線：一次測與被測電路串聯(lián)，二次測與電流表串聯(lián)； 電流互感器的二次測在運行中絕對不允許開路。二次測禁止加裝熔斷器，運行時拆除或更換儀表，應先將二次測短路。 電流互感器的鐵心和二次測的一端必須可靠接地，以確保人身和設備的安全。 接在同一互感器上的儀表不能太多，否則接在二次測的儀表消耗的功率將超過互感器二次測的額定功率，會測量誤差增大。,電工儀表的原理與使用,八、鉗形電流表的構(gòu)造及原理 1、互感式鉗形電流表 由電流互感器和整流系電流表組成。 電流表的標尺刻度按一次測電流刻度的儀表的讀數(shù)就

6、是被測導線中的電流值?；ジ惺姐Q形電流表只能測量交流電。 2、電磁系鉗形電流表 由電磁系測量機構(gòu)組成。 可交、直流兩用。,電工儀表的原理與使用,3、鉗形電流的正確用 一般準確度為2.5級或5.0級。 1)測量前先估計被測量電流的大小，選擇合適的量程。 2)測量時應將被測載流導線放于鉗口中央，以免增大誤差。 3)鉗口要結(jié)合緊密。 4)測量5A以下小電流時，可將導線在鉗口中多繞幾圈。 50測量完畢，一定要將儀表的量程開關(guān)置于最大量程位置上，以防下次使用時，由于使用者的粗心和疏忽造成儀表損壞。,電工儀表的原理與使用,九、模擬式萬用表 “萬用表”是萬用電表的簡稱，它是我們電工生產(chǎn)中一個必不可少的工具。萬

7、用表能測量電流、電壓、電阻、有的還可以測量三極管的放大倍數(shù)、頻率、電容值、邏輯電位、分貝值等。萬用表有很多種，現(xiàn)在最流行的有機械指針式的和數(shù)字式的萬用表（見圖）。它們各有優(yōu)點。對于電子初學者，建議使用指針式萬用表，因為它對我們熟悉一些電子知識原理很有幫助。下面我們介紹一些機械指針式萬用表的原理和使用方法。,電工儀表的原理與使用,萬用表的使用 具體使用步驟請參照電工儀表與測量實驗操作手冊 1、使用之前要調(diào)零 使用之前要進行機械調(diào)零，測量電阻之前要進行歐姆調(diào)零。 2、要正確接線 使用時紅表筆與“+”相接，黑表筆與“-”相接。 3、要正確選擇測量擋位 測量擋位包括測量對象和量程。 4、要正確讀數(shù) 在

8、萬用表的表盤上有許多條標度尺，分別用于不同的測量對象。 5、要注意操作安全 操作時要注意人身和儀表的安全。,電工儀表的原理與使用,十、兆歐表 正常情況下，電氣設備的絕緣電阻數(shù)值都很大，通常在幾兆歐到幾百兆歐，遠遠大于萬用表的有效量程。在此范圍內(nèi)，歐姆刻度的非線性就能造成很大的誤差。另外，由于萬用表內(nèi)電池 電壓太低，而在低電壓下測量的絕緣電阻不能真實反映在高電壓下絕緣電阻的真正數(shù)值。電氣設備的絕緣電阻必須用一種本身肯有高壓電源的儀表進行測量。這種儀表是兆歐表，俗稱“搖表”。,電工儀表的原理與使用,1、兆歐表的結(jié)構(gòu) 兆歐表是種專門用來測量電氣設備絕緣電阻的便捷式儀表。一般的兆歐表主要由于手搖直流發(fā)

9、電機、磁電系比率表以及測量線路組成。手搖直流發(fā)電機的額定電壓主要有500V、1000V、2500V等幾種。兆歐表的測量機構(gòu)采用磁電系比率表，它的主要構(gòu)造包括一個永久性磁鐵和兩個固定在同一轉(zhuǎn)軸上且彼此相差一定角度的線圈。電路中的電流通過無力矩的游絲分別引入兩個線圈，使其中一個線圈產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，另一個線圈產(chǎn)生反作用力矩。使儀表可動部分的偏轉(zhuǎn)角a與兩個線圈中電流的比率有關(guān)。故稱“磁電系比率表”。,電工儀表的原理與使用,2、兆歐表的選擇 額定電壓與被測設備（線路）相適應 測量范圍與被測絕緣電阻的范圍相符合。 表43所示： 3、兆歐表的接線 三個接線端：L（線路）：接被測設備（導體） E（接地）：可靠接

10、地（外殼） G（屏蔽）：屏蔽層（保護環(huán)） 4、兆歐表的檢查 “L”與“E”開路：搖動手柄，使發(fā)電機達到120r/min，指“”。 “L”與“E”短路：緩慢搖動手柄，指針指“0”。,電工儀表的原理與使用,十一、電動系功率表 1、電動系功率表的結(jié)構(gòu)及工作原理 電動系功率表由電動系測量機構(gòu)與分壓電阻構(gòu)成，其原理如下圖所示：,電工儀表的原理與使用,2、功率表的使用 正確選擇量程 功率表有三種量程：電流量程、電壓量程和功率量程。 電流量程是指儀表的串聯(lián)回路所容許通過的最大工作電流； 電壓量程是指儀表的并聯(lián)回路所能承受的最高工作電壓； 功率量程實質(zhì)上是由電流量程和電壓量程來決定，等于兩者的乘積，即P=UI

11、，它相當于負載功率因數(shù)COS=1 時的功率值。 在選擇時，不僅要注意其功率量程是否足夠，還要注意儀表的電流量程及電壓量程是否與被測功率的電流和電壓相適應。選擇時，要使功率表的電流量程略大于被測電流，電壓量程略高于被測電壓。,電工儀表的原理與使用,十二、電子式電能表 1、單相電子式電能表 電子式電能表測量的有功電能是有功功率與時間的乘積，與感應式電能表一樣。交流電路中電壓U和電流I在某一段時間t內(nèi)的電能的表達式為： E=UIcos 電子式電能表的測量是將被測U和I先經(jīng)電壓和電流輸入電路轉(zhuǎn)換，然后通過模擬乘法器將輸入電路轉(zhuǎn)換后的UU和UI進行相乘，產(chǎn)生一個與U和I乘積（有功功率P）成正比的信號U0

12、，再通過U/f轉(zhuǎn)換型A/D轉(zhuǎn)換器，將模擬量U0轉(zhuǎn)換成與Uicos大小成正比的頻率脈沖輸出，最后經(jīng)計數(shù)器累積計數(shù)而得在某段時間t內(nèi)的電能數(shù)值。,電工儀表的原理與使用,2、三相三線有功電能表 三相三線電能表是按兩表法測量三相功率的原理，由兩只單相電能表的測量機構(gòu)組合成，作用在轉(zhuǎn)軸上的總轉(zhuǎn)矩等于兩組元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和，并與三相電路的有功功率成正比，因此，鋁盤的轉(zhuǎn)數(shù)可以反映有功電能的大小，并通過計度器直接顯示三相電能的數(shù)值。負荷電流為80A及以下時，采用直接接入式電能，負荷電流為80A以上時，采用經(jīng)電流互感器接入式電能表。 3、三相四線有功電能表 三相四線有功電能表實際上是按照三表法測功率的原理，由三

13、只單相電能表的測量機構(gòu)組合而成。常見的是具有三個驅(qū)動元件和兩個鋁盤結(jié)構(gòu)的三相四線電能，兩組驅(qū)動元件共同作用在一個鋁盤上，另一組元件單獨作用在另一個鋁盤上。 當負載電流為80A以上時，應配互感器使用。,電工儀表的原理與使用,4、電能表的使用 a、正確選擇量程 應使電能表額定電壓相等，電能表額定電流應大于或等于負載的最大電流。 b、正確接線 遵守發(fā)電機端守則。使用時，按圖接線。 三相有功電能表和無功電能表與儀用互感器聯(lián)合接線。 c、電能表的讀數(shù) 對直接接入電路的電能表，以及與所標明的互感器配套使用的電能表，可直接從電能表上讀取電能。 對配套使用的互感器度比和電能表標明的不同時，則必須將電能表的讀數(shù)

14、進行折算，才能求得被測電能實際值。,電工儀表的原理與使用,5、電能表的安裝要求 要求電能表與配電裝置在一處 應安裝在配裝置的左方和下方。 安裝在干燥、無振動和無腐蝕氣體的場所。 不同電價的用電線路應分別裝表，同一電價的用電線路應合并裝表。 安裝要牢固垂直。,電工儀表的原理與使用,十三、通用示波器 電子示波器是一種能夠直接顯示電壓（或電流）變化波形的電子儀器。使用示波器不僅可以直觀地觀察被測電信號隨時間變化的全過程，而且可以通過它顯示波形測量電壓（或電流）的有關(guān)參數(shù)，以及進行頻率和相位的比較、描繪特性曲線等。,電工儀表的原理與使用,a、通用示波器的組成 1、示波管：示波器的核心，把所需觀測的電信號度換成發(fā)光的圖形。 2、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：衰減器和Y軸放大器組成，放大被測信號。 3、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)：衰減器和X軸放大器組成，放大鋸齒波形掃描信號或外加電壓信號。 4、掃描及整步系統(tǒng)：產(chǎn)生頻率可調(diào)的鋸齒波電壓，作為X軸偏轉(zhuǎn)的掃描電壓。 5、電源：變壓器、整流及濾波等電路組成，向整修示波器供電。,電工儀表的原理與使用,b、普通示波器的工作原理 1、示波管 由電子槍、熒光屏和偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)三大部分組成，示波管的基本結(jié)構(gòu)如