電氣測(cè)量技術(shù)總結(jié)和試卷及答案

1、電氣測(cè)量總結(jié)一、課程的目的掌握基本電量（電壓、電流、功率、電能、頻率、相位差、功率因數(shù)）和電路參數(shù)（直流電阻、交流 阻抗，包括電感的品質(zhì)因數(shù)、電容的介質(zhì)損耗）的測(cè)量方法。了解電工儀表、儀器的基本工作原理，能夠正確選擇和使用。掌握誤差估算方法，能夠在工程測(cè)量中估算直接測(cè)量和間接測(cè)量的系統(tǒng)誤差。為從事電氣方面的工作和科研奠定工程測(cè)量方面的基礎(chǔ)。二、學(xué)習(xí)方法掌握原理，理解特點(diǎn)，能夠正確使用。主要資料：教材，課件，習(xí)題。輔助資料：電路，電磁場(chǎng)。三、主要內(nèi)容u , i。 直流，交流，大，中，小。功率。 直流，交流；單相，三相；有功，無功。f ,TW,cos邛。數(shù)字測(cè)量方法。直流電阻，交流阻抗。大，中，小

2、。附件：采樣電阻，分流器，分壓器。互感器。誤差分析及傳遞。重點(diǎn)：各量的模擬測(cè)量方法、數(shù)字測(cè)量方法、間接測(cè)量方法、其它測(cè)量方法。各方法的適用情況、原理、特點(diǎn)、 誤差分析。四、具體內(nèi)容（依據(jù) 陳立周 電氣測(cè)量（第5版）（一） 電工儀表與測(cè)量的基本知識(shí)1、模擬指示儀表的組成和基本原理測(cè)量機(jī)構(gòu)是核心。一種測(cè)量機(jī)構(gòu)和不同的測(cè)量線路可以組成不同功能的電工儀表，例如，磁電系測(cè)量 機(jī)構(gòu)接分流器可構(gòu)成直流電流表，接分壓器可構(gòu)成直流電壓表，接電源可構(gòu)成歐姆表，接整流電路可構(gòu)成 交流的電壓或電流表，接傳感器可用于測(cè)量非電量。不同類型的測(cè)量機(jī)構(gòu)其具體結(jié)構(gòu)不同，但基本原理是相同的，即必然有三個(gè)基本力矩：作用力矩，反 作

3、用力矩，阻尼力矩。這三個(gè)力矩是各種測(cè)量機(jī)構(gòu)中必不可少的，它們決定了測(cè)量機(jī)構(gòu)特性。當(dāng)作用力矩 和反作用力矩相等時(shí)，決定了指針的平衡位置。阻尼力矩改善可動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)特性，使指針盡快靜止在平 衡位置。不同的測(cè)量機(jī)構(gòu)產(chǎn)生著三個(gè)力矩的方式是不同的。2、數(shù)字儀表的組成和基本原理核心是直流數(shù)字電壓表， 將直流電壓進(jìn)行 A/D轉(zhuǎn)換和處理。不同的測(cè)量線路將各種待測(cè)量轉(zhuǎn)換為允許 輸入的直流電壓。數(shù)字法測(cè)量頻率和周期不需要 A/D轉(zhuǎn)換。相位差可轉(zhuǎn)換為時(shí)間測(cè)量，因而數(shù)字法測(cè)相位差和功率因數(shù) 也不用A/D轉(zhuǎn)換。3、測(cè)量誤差及其表示方法分類：系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差，疏忽誤差。各自的特點(diǎn)，產(chǎn)生的原因，處理的方法。工程測(cè)量中因系

4、統(tǒng)誤差比較大，湮沒了隨機(jī)誤差。表示方法：絕對(duì)誤差，相對(duì)誤差，引用誤差。計(jì)算，特點(diǎn)，意義。根據(jù)最大引用誤差確定儀表準(zhǔn)確度 等級(jí)。重點(diǎn)。4、工程上最大測(cè)量誤差的估計(jì)（系統(tǒng)誤差）重點(diǎn)。包括直接測(cè)量和間接測(cè)量誤差。能計(jì)算直接測(cè)量誤差。對(duì)于各電量電參量的間接測(cè)量方法，能 計(jì)算其誤差傳遞，即根據(jù)直讀量計(jì)算所得的待測(cè)量中所包含的系統(tǒng)誤差。5、系統(tǒng)誤差的消除方法比較法。因引入了標(biāo)準(zhǔn)元件和 /或指零儀，比較法可消除元件或儀表所造成的誤差，可測(cè)量得更準(zhǔn)確。校正值（更正值）。儀表出廠時(shí)附有更正值曲線，或校表時(shí)記錄更正值。（二）電流電壓的測(cè)量1、磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的基本測(cè)量量是-T idt ,反映電流的平均值，刻度均勻。

5、上式中，i可為直流量、T 0任意的周期量（正弦或非正弦）。但通過正弦電流是指針指示為零，可電流仍舊會(huì)使可動(dòng)部分發(fā)熱。配合 外電路可構(gòu)成直流電流表、直流電壓表、歐姆表等。加整流電路可構(gòu)成整流系儀表，測(cè)量正弦量。2、電磁系測(cè)量機(jī)構(gòu)的基本測(cè)量量是-fi2dt,反映電流的有效值，刻度不均勻。上式中，i可為直流T 0量、任意的周期量（正弦或非正弦）。配合外電路可構(gòu)成交直流電流表、交直流電壓表。T3、電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)的基本測(cè)量量是，iii2dt，式中ii表示固定線圈電流，i2表示可動(dòng)線圈電流， TT 0為基波周期。上式中，ii和i2可為直流量、任意的周期量（正弦或非正弦）。若ii和i2為正弦量，則基本測(cè)量量

6、表達(dá)式可簡(jiǎn)化為1112 cos中，式中Ii表示固定線圈電流ii的有效值，12表示可動(dòng)線圈電流i2的有效值，中為ii、i2的夾角。電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)接外電路可構(gòu)成交直流電壓表和電流表，但主要是構(gòu)成交直流功率表。電壓表電流表刻度不均勻，功率表刻度均勻。4、測(cè)量用互感器分電壓互感器和電流互感器。主要用于降低交流高電壓和大電流，為一次和二次提 供可靠的電氣隔離，也便于儀表的標(biāo)準(zhǔn)化。電壓互感器二次的額定電壓一般為i00V,電流互感器二次的額定電流一般為5A。需要掌握互感器的正確使用方法。了解互感器的誤差與負(fù)載有關(guān)。5、直流電位差計(jì)能夠精確測(cè)量直流電壓，配合采樣電阻可測(cè)量直流電流、電阻、功率。需注意直流 電位

7、差計(jì)的特點(diǎn)。6、測(cè)量時(shí)，需綜合考慮待測(cè)量的要求和儀器儀表的性能（測(cè)量對(duì)象，準(zhǔn)確度，量限，內(nèi)阻，工作條 件等），再?zèng)Q定測(cè)量方法和儀器儀表的選擇。這一原則不僅適用于電壓電流的測(cè)量，也適用于其它電量和 電參量的測(cè)量。（三）功率電能的測(cè)量 i Ti、電動(dòng)系功率表可用于測(cè)量交直流功率，因電動(dòng)系測(cè)量機(jī)構(gòu)的基本測(cè)量量是一L ijdt ,配合外電路后，T 0電動(dòng)系功率表反映的是端口的平均功率，即使是非正弦周期電流電路，也能正確反映其功率。需注意功率表的正確使用。2、功率表的角誤差。什么時(shí)候需使用低功率因數(shù)功率表。3、牢固掌握單相有功、 無功的測(cè)量方法?？磿?、課件。4、牢固掌握三相有功、 無功的測(cè)量方法。看書、

8、課件。5、測(cè)量電能時(shí)的接線和測(cè)量方法與功率類似，但電能表的內(nèi)部原理與功率表不同。（四） 頻率相位的測(cè)量1、掌握數(shù)字法測(cè)量頻率、周期、相位、功率因數(shù)的原理。硬件計(jì)數(shù)和軟件計(jì)數(shù)只是計(jì)數(shù)的方法不同，其 測(cè)量頻率/周期的原理是相同的。相位可轉(zhuǎn)化為時(shí)間進(jìn)行測(cè)量，相位差取余弦即為功率因數(shù)。2、理解量化誤差。能根據(jù)測(cè)量頻率 /周期的原理和量化誤差，根據(jù)測(cè)量對(duì)象和儀器的參數(shù)，選擇測(cè)頻率還 是測(cè)周期。（五）電路參數(shù)的測(cè)量1、掌握直流單電橋、雙電橋、交流電橋、兆歐表、接地電阻測(cè)量?jī)x。基本原理、適用情況、正確使用。2、掌握電路參數(shù)的常用間接測(cè)量方法。如伏安法，三表法等。（六） 數(shù)字直流電壓表的基本知識(shí)掌握數(shù)字表的一

9、些主要技術(shù)指標(biāo)：顯示位數(shù)，分辨力和分辨率，準(zhǔn)確度（誤差）。含義，計(jì)算。（七）應(yīng)用示波器測(cè)量頻率和相位差主要掌握示波器的 x-y方式（李沙育圖形法）測(cè)量頻率和相位。理解基本原理，能根據(jù)李沙育圖形確定待 測(cè)的頻率和相位。測(cè)量技術(shù)在日新月異地發(fā)展，在理解基礎(chǔ)原理，掌握基本方法的前提下，還要不斷掌握新技術(shù)、新方 法，甚至是利用已有知識(shí)創(chuàng)造新方法，才能適應(yīng)和完成不斷出現(xiàn)的新任務(wù)。學(xué)院 電子電氣工程學(xué)院班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào)電氣測(cè)量技術(shù)A （一）課程試卷B參考答案（本卷考試時(shí)間 90 分鐘）題號(hào)一一三四五六七八九十總得分題分20204020得分選擇題（本題共4小題，每小題5分，共20分）請(qǐng)選擇以下答案：（正確，

10、）（錯(cuò)誤X）.在他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)的實(shí)驗(yàn)中，為了使發(fā)電機(jī)電樞回路輸出電壓提高，可以采用以下方法： TOC o 1-5 h z 可將勵(lì)磁電流調(diào)大（，），可將勵(lì)磁電流調(diào)?。╔ ）,可將發(fā)電機(jī)的速度增高（，）。.在進(jìn)行三相變壓器不對(duì)稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)中，接法為 Y, y0,副邊接單相負(fù)載，其原副邊的電流為:（1）原邊由正序、負(fù)序和零序電流組成（ X ）。（2）副邊由正序、負(fù)序和零序電流組成（，）。（3）原邊由正序、負(fù)序電流組成（，）。.在他勵(lì)直流發(fā)電機(jī)調(diào)節(jié)特性的實(shí)驗(yàn)中，為了使發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，可以采用以下方法:調(diào)節(jié)電樞回路的串聯(lián)電阻（X）,調(diào)節(jié)勵(lì)磁回路的串聯(lián)電阻（X）,調(diào)節(jié)電樞回路的電流同時(shí)，來調(diào)節(jié)勵(lì)磁回路的

11、電流（ V ）.三相變壓器空載與短路實(shí)驗(yàn)中，空載測(cè)量時(shí)電流表接于以下兩種情況。接于電源一側(cè)（X ）, （2）接于變壓器一側(cè)（，）。短路測(cè)量時(shí)電壓表接于以下兩種情況。接于電源一側(cè)（X ）, （2）接于變壓器一側(cè)（V ）填空題（本題共4小題，每小題5分，共20分）,電磁轉(zhuǎn)矩（增.他勵(lì)直流電機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電樞回路外串電阻后，電阻減小，電樞電流（增大） 大）而（大于）負(fù)載轉(zhuǎn)矩，電機(jī)轉(zhuǎn)速上升。,電磁轉(zhuǎn)矩（增.在進(jìn)行直流發(fā)電機(jī)實(shí)驗(yàn)時(shí)，原動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)的輸入功率為（電功率），其表達(dá)式為（Pi= UDlaD）,輸出功率為（ 機(jī)械功率），其表達(dá)式為（P2=TQ ）。發(fā)電機(jī)的輸入功率為（ 電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功 率）

12、，其表達(dá)式為（Pi= TQ ）,輸出功率為（電功率），其表達(dá)式為（P2= UFlaF ）。.在三相變壓器空載和短路實(shí)驗(yàn)中，計(jì)算空載參數(shù)是在（ 額定電壓）下，測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行（Zm）、（rm ）、（ xm ）計(jì)算。計(jì)算短路參數(shù)是在（額定電流）下，測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行（ZK ）、（rk ）、（ Xk ）計(jì)算。4.并聯(lián)運(yùn)行的三相變壓器必須滿足以下三個(gè)條件: 相同，4.并聯(lián)運(yùn)行的三相變壓器必須滿足以下三個(gè)條件: 相同，3、（短路電壓）的標(biāo)么值相等。1、（額定電壓）和（變比）相等，2、（連接組別）三、問答題（本題共4小題，每小題10分，共40分）1、在測(cè)量三相變壓器空載和短路功率時(shí)，線路良好，出現(xiàn)一瓦特表讀數(shù)為

13、零，是否有此可能？如有 此可能試說明原因？答：在測(cè)量三相變壓器空載和短路功率時(shí)，采用兩瓦特表，在線路良好時(shí)，有可能出現(xiàn)一瓦特表讀數(shù)為零，因?yàn)閮赏咛乇碜x數(shù)分別為：P產(chǎn)UICOS (300+)、Pii=UICOS (300-)，當(dāng)中=600時(shí),P尸UICOS (300+60) = UICOS 90=0、即此表讀數(shù)為零， Pi尸UICOS (300-60) = UICOS (-300。2、在測(cè)量三相變壓器空載和短路功率時(shí)，采用兩瓦特計(jì)法時(shí)，在空載測(cè)量時(shí)，為什么會(huì)出現(xiàn)兩瓦特 表極性相反的現(xiàn)象？答：在測(cè)量三相變壓器空載和短路功率時(shí)，采用兩瓦特計(jì)法時(shí)，在空載測(cè)量時(shí)，因?yàn)閮赏咛乇碜x數(shù)分另IJ為：P產(chǎn)UICO

14、S (300+)、Pi尸UICOS (300-)，當(dāng) 中 600時(shí)，PkUICOS (300+)0即出現(xiàn)兩瓦特表極性相反的現(xiàn)象。3、三相變壓器在 Y, yn情況下，副邊 a相帶負(fù)載不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，為什么會(huì)引起副邊電壓偏移和原邊 三相電流不對(duì)稱，試從物理概念上分析其原因。答：三相變壓器在 Y, yn情況下帶單相負(fù)載不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，為了補(bǔ)償二次側(cè)電流Ia的去磁作用，一次側(cè)A相必須經(jīng)由B、C兩相流回，但B、C相的二次側(cè)并無電流，因此二次側(cè)不會(huì)產(chǎn)生磁 勢(shì)來抵消一次側(cè)磁勢(shì)的影響，所以電流Ib、Ic的存在增加了 B、C相的激磁電流，因而使這兩相的電壓升高。不過向變壓器供電的電網(wǎng)電壓并不決定于變壓器的運(yùn)行情況，

15、變壓器的線電壓(也就是電網(wǎng)的電壓)不應(yīng)改變，即電壓三角形A、B、C三點(diǎn)的位置已被固定。根據(jù)推論在B、C兩相電壓升高的同時(shí)，A相電壓降低，使變壓器的中點(diǎn)由原來的。點(diǎn)移到。/的位置，這就是變壓器的中點(diǎn)移動(dòng)。4、三相變壓器不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，原副邊為星形接法丫，y。，副邊c相接單相負(fù)載，原邊 A、B、C三相之間的電流有何關(guān)系，為什么？答：三相變壓器不對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，原副邊為星形接法 Y, y。，副邊c相接單相負(fù)載，則lc=|、lo=lb=0,c相l(xiāng)+c=1/3l、l-c=1/3l、10c=1/31系統(tǒng)，在一次側(cè)(原邊)也將產(chǎn)生與它大小相等，方向相反 的三個(gè)電流系統(tǒng)，以產(chǎn)生相應(yīng)的磁勢(shì)來抵消。二次側(cè)(副邊)沒有中

16、線，一次側(cè)的零序電流無流通回路，I0c=0,而 l+c=l+c=1/3l , I c=I c=1/3I , I c=I+c +l c+ I0c=2/3I, C 相電流分別由 A相、 B相流回。所以 A、B相電流應(yīng)是 C相的1/2即|A=|B=1/3I。四、計(jì)算題(本題共2題，每小題10分，共20分)1、在做三相變壓器空載實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得空載的數(shù)據(jù)如下表所示：空載，U2n=220V I 2N=7.87AUb(v)Ube (V)UCa (V)I a (A)I b(A)I c(A)Pw1( vyPW2 (W1101101100.170.150.1650-382202202200.680.430.6324

17、6-1062642602601.480.941.28274-170試計(jì)算額定電壓 Un時(shí)的激磁阻抗 Zm,激磁電阻 島，激磁電抗Xm的阻值及各自的標(biāo)么值。解：0=U0= (Ub+ Ubc+ Uca) /3= (220+220+22。0=I oa+ I 0b+ I 0c) /3= (0.68+0.43+0.63 ) /3=0.58A0= Pw+ Pw=246+(-106)=140(W)Zm220RmJ3I oPo3I o2J3 0.58Zm220RmJ3I oPo3I o2J3 0.581403 0.58 2二 218 .99J=138 .72, J，218 .99 2 - 138 .72 2=

18、169 .4511方法ZnU N2220Zm3I N 2ZmZnPo3I o23 7.87= 16.14ZnU N2220Zm3I N 2ZmZnPo3I o23 7.87= 16.14Zm219.25=13.5816.141403 0.582= 138.72Rm =Uo220, 3Io 3 0.58RmZn=219.251138.72 = 8.4616.14Xm = Z； - Rm2 = .13.582 - 8.462 =10.62方法Io0.58P014010 = =0.074, Po-0.0466In7.87Pn3000Zm0.0466Zm0.046620.074= 8.51解:Z0U

19、k031k03=15.351R0P K0110_ 2 一 231Ko解:Z0U k031k03=15.351R0P K0110_ 2 一 231Ko 3 2.28=7.051.1X0 = Z： -R02 = ,15.352 -7.052=13.63.1ZnSN38023000= 48.13ZoZ015.35Zn - 48.13= 0.318RoRoZn7.0548.13= 0.146X0 = . Z02 - R02 ”0.3182 -0.1462 =0.283Xm -：Z： -Rm2 k ；13.512 -8.512 =10.492、在做三相變壓器不對(duì)稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，在測(cè)定零序阻抗Z0時(shí)得到的數(shù)

20、據(jù)如下：電流Ikc=2.28A;電壓Ukc=105V;功率Pkq=110W （變壓器額定電壓為 380V,額定容量為 3KVA）求在上述數(shù)據(jù)下的零序阻抗Z0、零序電阻R0、零序電抗X0的數(shù)值以及各自的標(biāo)么值。還來不及享受美麗的錦瑟華年，就已經(jīng)到了白發(fā)遲暮，一生匆匆而過。生命，就是這樣匆匆，還來不及細(xì)細(xì)品味，就只剩下了回憶。生命匆匆，累了就選擇放下，別讓自己煎熬痛苦，別讓自己不堪重負(fù)。放下該放下的，心才會(huì)釋放重負(fù)，人生才能安然自如。人生就是一個(gè)口袋，里面裝的東西越多，前行的腳步就越沉重?？傆X得該得到的還沒有得到，該擁有的卻已經(jīng)失去，苦苦追尋的依然渺茫無蹤。心累，有時(shí)候是為了生存，有時(shí)候是為了攀比

21、。只有放下羈絆前行腳步的重?fù)?dān)，放下陰霾繚繞的負(fù)面情緒，才能感受到柳暗花明又一村”的豁然開朗，領(lǐng)悟到幺蓑煙雨任平生”的超然物外。還來不及享受美麗的錦瑟華年，就已經(jīng)到了白發(fā)遲暮，一生匆匆而過。生命，就是這樣匆匆，還來不及細(xì)細(xì)品味，就只剩下了回憶。生命匆匆，累了就選擇放下，別讓自己煎熬痛苦，別讓自己不堪重負(fù)。放下該放下的，心才會(huì)釋放重負(fù)，人生才能安然自如。人生就是一個(gè)口袋，里面裝的東西越多，前行的腳步就越沉重?？傆X得該得到的還沒有得到，該擁有的卻已經(jīng)失去，苦苦追尋的依然渺茫無蹤。心累，有時(shí)候是為了生存，有時(shí)候是為了攀比。只有放下羈絆前行腳步的重?fù)?dān)，放下陰霾繚繞的負(fù)面情緒，才能感受到柳暗花明又一村”的

22、豁然開朗，領(lǐng)悟到幺蓑煙雨任平生”的超然物外。人生太匆匆，累了，就放一放吧，何苦要執(zhí)拗于一時(shí)的成敗得失!很多時(shí)候，我們用汗水滋養(yǎng)夢(mèng)想，可是，夢(mèng)想是豐滿的，現(xiàn)實(shí)是骨感的。每個(gè)人都渴望成功的鮮花圍繞自己，可是，誰都不是常勝將軍，都會(huì)猝不及防地遭遇人生的滑鐵盧。唉聲嘆氣只會(huì)讓自己裹足不前，一蹶不振 只能讓自己沉淪墮落。如果真的不能承受其重，就放一放，重新審視前方的道路，選擇更適合自己的方向。有些東西，本就如同天上的浮云，即使竭盡全力，也未必能攬之入懷。或者即使得到，也未必能提高幸福指數(shù)。所以與其為得不到的東西惶惶終日，不如選擇放下，為心減負(fù)，輕松前行。一人難如百人愿 ，不是所有的人，都會(huì)欣賞和喜歡自己

23、。所以，我們不必曲意逢迎他人的目光，不用祈求得到所有人的溫柔以待。真正在意你的人，不會(huì)對(duì)你無情無義，不在意你的人，你不過是輕若鴻毛的可有可無。做最好的自己，靜靜地守著一江春水的日子，讓心云淡風(fēng)輕，怡然自若。人生本過客，何必千千結(jié)。不是所有的相識(shí)都能地久天長(zhǎng)，不是所有的情誼都能地老天荒。有些人終究是走著走著就散了，成為我們生命中的過客。愛過，恨過，都會(huì)裝點(diǎn)我們?cè)旧n白的人生，感謝曾經(jīng)在我們生命中出現(xiàn)過的人。如果無緣繼續(xù)紅塵相伴，就選擇放下吧，給自己和對(duì)方都留一段美好的回憶和前行的空間。魚總是自由自在地在水中快樂游弋，是因?yàn)轸~只有七秒鐘的記憶，只在一瞬間，魚便忘記了所有的不愉快。所以，忘記所有的不愉快，才能為美好的情緒留出空間，才能讓心情燦然綻放。林清玄說：一塵不染不是不再有塵埃，而是塵埃讓它飛揚(yáng)，我自做我的陽光。是呀，世事喧囂紛擾，放下紛擾，做一個(gè)陽光快樂的人，做自己快樂的主人！還來不及享受美麗的錦瑟華年，就已經(jīng)到了白發(fā)遲暮，一生匆匆而過。生命，就是這樣匆匆，還來不及細(xì)細(xì)品味，就只剩下了回憶。生命匆匆，累了就選擇放下，別讓自己煎熬痛苦，別讓自己不堪重負(fù)。放下該放下的，心才會(huì)釋放重負(fù)，人生才能安然自如。人生就是一個(gè)口袋，里面裝的東西越多，前行的腳步就越沉重