常用電工儀表的使用

磁電系儀表一、磁電系儀表結(jié)構(gòu)

二、磁電系儀表工作原理

二、磁電系儀表工作原理

可動線圈通電后，由于線圈在磁場中受到電磁力矩的作用使指針產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)可動線圈穩(wěn)定后，可認(rèn)為驅(qū)動力矩等于反作用力矩，并推出儀表偏轉(zhuǎn)角與電流關(guān)系為

若與被測電壓并聯(lián)，儀表的內(nèi)阻為

R

，則儀表偏轉(zhuǎn)角與電壓關(guān)系為

三、技術(shù)性能

1.靈敏度高、準(zhǔn)確度高、表耗功率低

由于永久磁鐵與鐵心間的氣隙小，氣隙間的磁感應(yīng)強度比較強，所以磁電系儀表有比較高的靈敏度。且磁感應(yīng)強度較強時，驅(qū)動力矩大，可采用反作用力矩系數(shù)比較大的游絲。有較大的定位力矩，使摩擦力矩的影響減小。內(nèi)部磁場強度大，外磁場影響相對弱，可獲得較高的準(zhǔn)確度。且表耗功率低，對被測電路的影響小。所以磁電系儀表是一種應(yīng)用廣泛具有高靈敏度、高準(zhǔn)確度、低表耗功率的儀表。

2.具有均勻等分的刻度

磁電系儀表的指針偏轉(zhuǎn)角與可動線圈的電流成正比，標(biāo)尺的刻度均勻等分，易于標(biāo)尺的制作。

3,只能用于直流電路

若在交流范圍使用，必須配整流器。 磁電系儀表

1）工作原理：永久磁鐵的磁場與通有直流電流的可動線圈相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，使可動線圈發(fā)生偏轉(zhuǎn)。

2）磁電系儀表的優(yōu)點：具有較高的靈敏度和準(zhǔn)確度，刻度均勻便于讀數(shù)。測量直流電壓、電流的直讀式儀表幾乎都是這種類型。它即可做成配電盤式表和便攜式表，又可做成0.1級和0.2級的標(biāo)準(zhǔn)表。

3）磁電系儀表的缺點：表頭本身只能用來測量直流量（當(dāng)采用整流裝置后也可用來測量交流量），過載能力差，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

4）注意事項：測量直流時注意正負(fù)接頭，不得接反。電磁系儀表

一、電磁系儀表的結(jié)構(gòu)

電磁系儀表結(jié)構(gòu)有吸引型和推斥型兩種形式吸引型推斥型

二、電磁系儀表的工作原理

二、電磁系儀表的工作原理

二、電磁系儀表的工作原理驅(qū)動力矩：吸引型的驅(qū)動力矩是利用線圈通電后，對可動鐵心產(chǎn)生吸引力，使指針偏轉(zhuǎn)。推斥型則靠線圈同時對固定、可動鐵心進(jìn)行磁化，由于磁化的極性相同，產(chǎn)生互斥而形成驅(qū)動力矩。

反作用力矩：采用游絲，設(shè)其反作用力矩系數(shù)為D。當(dāng)驅(qū)動力矩與反作用力矩相等時，指針停止轉(zhuǎn)動，可推出，不同電流產(chǎn)生的驅(qū)動力矩與儀表偏轉(zhuǎn)角關(guān)系為

阻尼力矩：一般采用磁感應(yīng)阻尼。

三、電磁系儀表技術(shù)性能

1.由于指針偏轉(zhuǎn)角與被測電流的平方成正比，所以標(biāo)尺呈平方律特性，前密后疏。

2.如果通以交流電，則指針偏轉(zhuǎn)角與被測電流瞬時值平方成正比，當(dāng)瞬時值變化很快時，由于可動部分慣性，指針偏轉(zhuǎn)角將決定于瞬時力矩在一個周期內(nèi)的平均值，

即指針偏轉(zhuǎn)角與交流有效值平方成正比，所以電磁系儀表可用于測量交流，并可與直流共用同一標(biāo)尺。 3.防干擾性能改變電壓量程改變電流量程4.改變電流量程，可改變線圈的安匝數(shù)。改變電壓量程，可改變線圈的附加電阻。返回本章首頁

電磁系儀表

1）工作原理：利用通有電流的固定線圈產(chǎn)生磁場，使鐵心磁化，然后利用線圈與鐵心（吸引型）或鐵心與鐵心（排斥型）的相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩，從而帶動軸上的指針轉(zhuǎn)動。

2）電磁系儀表的優(yōu)點：適用于交直流測量,過載能力強,可無需輔助設(shè)備而直接測量大電流，可用來測量非正弦量的有效值。

3）電磁系儀表的缺點：標(biāo)度不均勻,準(zhǔn)確度不高,讀數(shù)受外磁場影響。當(dāng)所測交流電頻率較高時，由于鐵片中渦流和線圈電抗的變化使誤差增大，故一般只用于工頻。 電動系儀表一、電動系儀表的結(jié)構(gòu)二、電動系儀表的工作原理二、電動系儀表的工作原理

由固定、可動兩組線圈所構(gòu)成的系統(tǒng)，通電后的磁場能量為可動線圈所受的驅(qū)動力矩為根據(jù)指針穩(wěn)定時驅(qū)動力矩等于反作用力矩，可求得指針偏轉(zhuǎn)角

作為電流或電壓表使用時，如果兩線圈通以同一電流，或被測電流的一部分，且互感變化率為常數(shù)，則指針偏轉(zhuǎn)角與被測電流平方或被測電壓平方成正比，或與交流電流或電壓有效值平方成正比。如作為功率表使用，指針偏轉(zhuǎn)角正比于被測功率。三、電動系儀表的技術(shù)性能

1.和電磁系一樣刻度呈平方律特性，可用于測量直流也可以測量交流，或交直流兩用。準(zhǔn)確度高于電磁系。

2.作為小量程電流表使用時，固定線圈與可動線圈串聯(lián)，但作為大量程使用時，由于可動線圈不允許通過大電流，故可動線圈只能與固定線圈并聯(lián)。

3.作為電壓表使用時，可以根據(jù)量程大小，串聯(lián)不同的附加電阻。小量程電流表，固定線圈可與可動線圈串聯(lián)大量程電流表，固定線圈可與可動線圈并聯(lián)電壓表根據(jù)量程串聯(lián)不同的附加電阻返回本章首頁

電動系儀表

1）工作原理：儀表由固定線圈（電流線圈與負(fù)載串聯(lián)，以反映負(fù)載電流）和可動線圈（電壓線圈串聯(lián)一定的附加電阻后與負(fù)載并聯(lián)，以反映負(fù)載電壓）所組成，當(dāng)它們通有電流后，由于載流導(dǎo)體磁場間的相互作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩使可動線圈偏轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)動力矩與彈簧反作用力矩平衡時,便獲得讀數(shù)。

2）電動系儀表的優(yōu)點：適用于交直流測量,靈敏度和準(zhǔn)確度比用于交流的其他儀表高,可用來測量非正弦量的有效值。

3）電動系儀表的缺點：標(biāo)度不均勻,過載能力差,讀數(shù)受外磁場影響大。

表各種電工指示儀表的性能比較

形式性能磁電系電磁系電動系測量基本量（不加說明時，即是電流或電壓）直流或交流的恒定分量交流有效值或直流交流有效值或直流（并可測交、直流功率及相位、頻率等）使用頻率范圍一般用于直流一般用于50Hz一般用于50Hz準(zhǔn)確度（等級）一般為0.5～1.0級高可達(dá)0.1～0.05級一般為0.5～2.5級高可達(dá)0.2～0.1級一般為0.5～1.0級高可達(dá)0.1～0.05級量限（大致范圍）電流幾微安到幾十安幾毫安到一百安左右?guī)资涟驳綆资搽妷簬缀练?千伏10伏到1千伏左右10伏到幾百伏功率損耗小大大波形影響可測非正弦交流有效值可測非正弦交流有效值防御外磁場能力強弱弱標(biāo)尺分度特性均勻不均勻不均勻（但功率刻度均勻）過載能力小大小轉(zhuǎn)矩（指通過表頭電流相同時大小小價格（對同一準(zhǔn)確度等級的儀表的大致比較）貴便宜最貴主要應(yīng)用范圍作直流電表作安裝式儀表及一般實驗室用交流電表作交直流標(biāo)準(zhǔn)表及一般實驗室電表電動系功率表

一、工作原理

電動系儀表是測量功率的最常用儀表，測功率時儀表的固定線圈與負(fù)載串聯(lián)，反映負(fù)載電流I，可動線圈與負(fù)載并聯(lián)，反映負(fù)載電壓U，按電動系儀表工作原理，可推出可動線圈的偏轉(zhuǎn)角正比于負(fù)載功率P。

如果U、I

為交流，同樣可推出可動線圈的偏轉(zhuǎn)角正比于交流負(fù)載功率P。

二、擴大功率表電流量程擴大功率表量程可分別為擴大電流量程或擴大電壓量程，擴大電流量程可將兩個固定線圈從串聯(lián)改為并聯(lián)，量程可相應(yīng)擴大一倍。

固定線圈串聯(lián)固定線圈并聯(lián)

但功率表的固定線圈只有兩個，因此這種辦法只能擴大量程一倍。功率表的選擇和使用方法

三、擴大功率表電壓量程擴大電壓量程可改變可動線圈的串聯(lián)附加電阻，阻值不同時，可得到不同的電壓量程，但工程上使用的電壓等級都是按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的，所以功率表的電壓量程也都取標(biāo)準(zhǔn)值。例：D26－W型便攜式單相功率表的電流量程為5／10A，電壓量程為150／300／600V，其功率量程有：P1=5×150=750WP2=5×300=1500WP3=5×600=3000WP4=10×150=1500WP5=10×300=3000WP6=10×600=6000W

這里的功率是指負(fù)載的功率因數(shù)cosj＝1時的情況。而感性或容性負(fù)載的cosj＜1，所以，上述量程是指最大功率量程。

例:有一感性負(fù)載，額定功率為600W，額定電壓為220V，cosj＝0.8。現(xiàn)要用功率表去測量它實際消耗的功率，試選擇所用功率表的量程。解因為負(fù)載額定電壓為220V，應(yīng)選功率表電壓量程為300V。負(fù)載額定電流為A故確定選用電流量程為5A，電壓量程為300V，功率量程為300×5=1500W的功率表。

四、功率表正確接線

由于電動系功率表指針的偏轉(zhuǎn)方向與兩線圈中電流的方向有關(guān)，為防止指針反轉(zhuǎn)，規(guī)定了兩線圈的電源（發(fā)電機）端，用符號“*”表示。功率表正確接線應(yīng)遵守“電源端”守則，即接線時應(yīng)將“電源端”接在電源的同一極性上。電源（發(fā)電機）端守則

電流線圈：使電流從電流線圈的電源（發(fā)電機）端流入，電流線圈與負(fù)載串聯(lián)。電壓線圈：保證電流從電壓線圈的電源（發(fā)電機）流入，電壓線圈支路與負(fù)載并聯(lián)。*號表示“電源端”功率表的正確接線(a)電壓線圈前接(b)電壓線圈后接

五、功率表的錯誤接線電源端*不接同一極性的錯誤可動線圈與固定線圈間存在電位差的錯誤

六、功率表的讀數(shù)

便攜式功率表一般都有幾種電流和電壓量程，但標(biāo)度尺卻只有一條，因此功率表的標(biāo)度尺上只標(biāo)有分格數(shù)，而不標(biāo)瓦特數(shù)。當(dāng)選用不同的量程時，功率表標(biāo)度尺的每一分格所表示的功率值不同。通常把每一分格所表示的瓦特數(shù)稱為功率表的分格常數(shù)。

如果功率表中沒有附加的分格常數(shù)表，其分格常數(shù)C也可按下式計算求得功率表的分格常數(shù)C后，便可求出被測功率P＝C·α圖功率表前面板示意圖1——電壓接線端子4——指針零位調(diào)整器2——電流接線端子3——標(biāo)度盤5——轉(zhuǎn)換功率正負(fù)的旋鈕圖D26型儀表例：若選用一只功率表，它的電壓量程為300V、電流量程為5A，標(biāo)度尺滿刻度格數(shù)為150格，用它測量某負(fù)載消耗的功率時，指針偏轉(zhuǎn)80格。求負(fù)載消耗的功率。解：先求功率表的分格常數(shù)

被測功率返回本章首頁三相功率的測量

一、用單相功率表測三相功率

一表法

適用于電壓、負(fù)載對稱的系統(tǒng)。三相負(fù)載的總功率，等于功率表讀數(shù)的三倍。

對于三相三線完全對稱電路來說，則可按上圖接線方式測量；但如果被測電路的中點不便于接線，或負(fù)載不能斷開，則應(yīng)按下圖所示的線路進(jìn)行測量。圖中，電壓支路的非發(fā)電機端所接的是人工中點，即由兩個與電壓支路阻抗值相同的阻抗接成丫形，作為人工中點。

二表法

適用于三相三線制，通過電流線圈的電流為線電流，加在電壓線圈上的電壓為線電壓，三相總功率等于兩表讀數(shù)之和。考慮它們的相位關(guān)系，當(dāng)三相電路對稱時，由圖所示相量圖可以看出，三相負(fù)載的總功率等于圖兩表法測量三相三線制負(fù)載功率(a)對稱三相負(fù)載相量圖(b)兩表法接線圖兩表法測量的注意事項：（1）接線時應(yīng)使兩個功率表的電流線圈串聯(lián)接入電路任意兩相線上（如分別串接在A、B相線上），使其通過的電流為三相電路的線電流，兩只功率表的電壓支路的發(fā)電機端必須接至電流線圈所在相線，而另一端則必須接至沒有接電流線圈的第三相上,如圖(b)。（2）讀數(shù)時必須把符號考慮在內(nèi)：1）負(fù)載對稱為純阻性時，兩表讀數(shù)相等。2）負(fù)載對稱且功率因數(shù)為0.5，有一只功率表讀數(shù)為0。3）負(fù)載對稱且功率因數(shù)小于0.5，一只功率表讀數(shù)為負(fù)值。

三表法適用于三相四線制，電壓、負(fù)載不對稱的系統(tǒng)，被測三相總功率為三表讀數(shù)之和，即二、用三相功率表測三相功率

將兩只或三只或單相功率表的可動線圈裝在一個公共轉(zhuǎn)軸上即組成兩元件或三元件的三相功率表，分別用于三相三線制與三相四線制。其公共轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)矩直接反映三相總功率，因此可從標(biāo)尺上直接讀出三相功率。兩元件三相功率表結(jié)構(gòu)三、三相無功功率表的測量1、一表跨相法2、兩表跨相法3、三表跨相法返回本章首頁感應(yīng)系電能表及電能的測量一、電能表的概述1、電能表的分類我國電能表的標(biāo)準(zhǔn)體系可以有以下幾種分類。(1)按使用電源的性質(zhì)分：交流電能表與直流電能表；

(2)按用途分：有功電能表、無功電能表和復(fù)費率電能表及多功能電能表；(3)按精度等級分：普通級：0.2S，0.2，0.5S，0.5，1.0，2.0，3.0級，用于測量電能；精密級：0.01，0.05級，主要作為校驗普通級電能表的校驗基準(zhǔn)；(4)按結(jié)構(gòu)和工作原理分：機械式電能表和電子式電能表。2、國產(chǎn)電能表型號的含義

類別代號+組別代號+設(shè)計序號+派生號其代表意義為：

1——類別代號：D—電能表。

2——組別代號：表示相線；D—單相；S—三相三線；T—三相四線。表示用途及工作原理：X—無功；B—標(biāo)準(zhǔn)；A—安培小時計；Z—最大需量，J—直流：F—復(fù)費率；H—總耗；L—長壽命；S—全電子式；Y—預(yù)付費；M—脈沖；D—多功能。3——設(shè)計序號：用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。4——派生號：T—濕熱、干熱兩用；TH—濕熱用；TA—干熱用；G—高原用；H—船用；F—化工防腐用。例如：DD—單相感應(yīng)式有功電能表，如DD28型、DD862型等。DS—三相三線有功電能表，如DS8型、DS864型等。DSSD—三相三線全電子式多功能電能表，如DSSD-331型、DSSD-110型等。DT—三相四線有功電能表，如DT8型、DT862型等。DTF—三相四線復(fù)費率電能表，如DTF68型、DTF9型等。DX—無功電能表，如DX862型、DX863型等。

二、感應(yīng)系電能表結(jié)構(gòu)驅(qū)動元件：驅(qū)動元件由電壓元件(電壓線圈及其鐵心)和電流元件(電流線圈及其鐵心)組成。轉(zhuǎn)動元件：轉(zhuǎn)動元件由可動鋁盤和轉(zhuǎn)軸組成。制動元件：制動元件是一塊永久磁鐵，在鋁盤轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生制動力矩，使鋁盤的轉(zhuǎn)速與被測功率成正比。積算機構(gòu)：積算機構(gòu)又叫計度器，它由蝸桿、蝸輪、齒輪和字輪組成。1、測量機構(gòu)

圖電能表計度器結(jié)構(gòu)圖

2、補償調(diào)整裝置

滿載、輕載、相位角調(diào)整裝置和防潛動裝置。3、輔助部件（外殼、基架、端鈕盒和鉻牌等）三、工作原理

感應(yīng)式單相電能表是利用電磁感應(yīng)原理工作的，其鐵芯的結(jié)構(gòu)如下圖（a）所示，電流和磁通如圖（b）所示。

電能表的鋁盤向什么方向轉(zhuǎn)動，電能表中的磁通和渦流又是如何作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的呢？

當(dāng)交流電通過感應(yīng)式單相電能表的電壓線圈時，在電壓元件鐵芯中產(chǎn)生一個交變磁通Φu，這一磁通經(jīng)過伸入鋁盤下部的回磁板穿過鋁盤構(gòu)成磁回路，并在鋁盤上產(chǎn)生渦流iu。交流電流通過電流線圈時，會在電流元件鐵芯中產(chǎn)生一個交變磁通Φi

，這一磁通通過鐵芯柱的一端穿出鋁盤，又經(jīng)過鐵芯柱的另一端穿人鋁盤，從而構(gòu)成閉合的磁路。電壓線圈和電流線圈產(chǎn)生的是兩個交變磁通，這兩個交變磁通及其產(chǎn)生的渦流相互作用，產(chǎn)生電磁力矩。這個電磁力矩（即轉(zhuǎn)動力矩）推動鋁盤轉(zhuǎn)動。同時這兩個磁通產(chǎn)生的渦流也與制動永久磁鐵產(chǎn)生的磁場相互作用產(chǎn)生制動力矩，制動力矩的大小是隨鋁盤轉(zhuǎn)速的增大而增大的，與鋁盤轉(zhuǎn)速成正比。只有制動力矩與轉(zhuǎn)動力矩平衡時，鋁盤才能勻速轉(zhuǎn)動。

鋁盤在電流線圈和電壓線圈作用下產(chǎn)生的驅(qū)動力矩與負(fù)載功率成正比，由永久磁鐵產(chǎn)生的制動力矩與轉(zhuǎn)速成正比。寫成等式為四、電能表的接線單相電能表的接線五、交流電能表常見故障及處理方法表交流電能表常見故障及處理方法返回本章首頁三相有功電能表

一、三相有功電能表的結(jié)構(gòu)

三相電能表和三相功率表一樣，也有二元件和三元件兩種結(jié)構(gòu)，二元件用于三相三線制，三元件可用于三相四線制。不論是二元件或三元件都有兩種形式，一種是一個公共轉(zhuǎn)軸上裝三個鋁盤或兩個鋁盤分別由三個元件或兩個元件驅(qū)動，另一種轉(zhuǎn)軸上只有一個鋁盤由三個元件或兩個元件共同驅(qū)動。以二元件為例，其結(jié)構(gòu)如圖。二元件單鋁盤二元件二鋁盤

二、三相有功電能表的接線

感應(yīng)式三相有功電能表，是利用兩只或三只單相有功電能表，驅(qū)動一個公共轉(zhuǎn)軸，使轉(zhuǎn)數(shù)直接反映三相電能。積算器的示值就是三相總電能，連接方法及使用范圍與功率表的兩表法或三表法相同。1、三相二元件電能表的接線 三相二元件電能表的直接接線方式如圖（a）所示，經(jīng)電流互感器的接線方法如圖(b)、(c)和(d)所示。圖三相二元件電能表接線方法(a)直接接入；(b)經(jīng)TA接入方法一；(c)經(jīng)TA接入方法二；(d)經(jīng)TA接入方法三2、三相三元件電能表的接線2、三相三元件電能表的接線 三相三元件電能表（用于三相四線制）的接線方式如圖所示圖三相三元件電能表接線方法(a)直接接入；(b)經(jīng)TA接入；(c)經(jīng)TA和TV接入；(d)三只單相電能表接入三相四線制接法

返回本章首頁三、三相三線有功電能表

三相三線有功電能表（三相三線兩元件電能表），可將這種電能表看成是兩只單相電能表的組合，其原理結(jié)構(gòu)如圖所示。它具有兩組電流、電壓線圈（即兩組驅(qū)動元件），兩個同軸轉(zhuǎn)動的鋁盤，兩只制動磁鐵，一套計度器。鐵芯采用分離形式。電壓元仵為半封閉插片結(jié)構(gòu)，性能較穩(wěn)定，減小了摩擦力矩，有利于提高電能表的靈敏度，三相三線直人式電能表的讀數(shù)直接反映了三相負(fù)載所消耗的電能。三相三線有功電能表的工作原理與單相有功電能表的工作原理基本上相同，三相有功電能表由電流、電壓元件產(chǎn)生一移進(jìn)磁場，同時與制動力矩相互作用，使鋁盤在磁場中獲得的轉(zhuǎn)速正比于負(fù)載的有功功率，從而達(dá)到計量電能的目的。

四、三相四線有功電能表

三相四線有功電能表（三相四線三元件電能表），可以看作是三只單相電能表的組合，它具有三組電壓、電流元件，兩個同軸轉(zhuǎn)動的鋁盤上、下排列，上面一只鋁盤裝有一套驅(qū)動元件（即電壓、電流線圈），下面一只鋁盤裝有兩組驅(qū)動元件，一套計度器。三相四線有功電能表工作時，由三組電流、電壓元件產(chǎn)生一移動磁場，作用在鋁盤上的總轉(zhuǎn)矩為三組元件產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩之和，使鋁盤在磁場中獲得的轉(zhuǎn)速正比于負(fù)載的有功功率，從而達(dá)到計量電能的目的。三相無功電能表和無功電能的測量

無功功率一般無需測量，但電力系統(tǒng)為了限制用戶濫用無功電能，對裝機容量大的用戶，采取無功電能收費政策，促使用戶采取措施提高功率因數(shù)。為此要對這種用戶加裝無功電能表。

DX1型三相無功電能表

DX2型三相無功電能表。適用于電源對稱的三相四線制適用于三相三線制

一、三相四線制無功電能的測量對三相四線制系統(tǒng)，測量無功電能可用DX1型無功電能表，該表為兩元件結(jié)構(gòu)，兩組鋁盤裝在同一轉(zhuǎn)軸上，讀數(shù)為三相總無功電能。每一組驅(qū)動元件有兩個固定電流線圈，即基本線圈與附加線圈，兩線圈繞在同一鐵心上，匝數(shù)相等，極性相反。二、三相三線制無功電能的測量測量三相三線制無功電能可用DX2型無功電能表，該表也是二元件結(jié)構(gòu)，可直接讀出三相無功電能，該表電壓圈串接一電阻,調(diào)節(jié)R，使電壓與工作磁通相位差為60°，接線如圖。

圖無功電能表的接線方法（a）直接接入;（b)經(jīng)電流互感器接入;（c）經(jīng)電流互感器、電壓互感器接入

三、無功電能表的接線

圖無功電能表的接線方法（a）直接接入;（b)經(jīng)電流互感器接入;（c）經(jīng)電流互感器、電壓互感器接入

四、用單相電能表測 對稱的三相三線制的無功電能

按下圖接法，將單相電能表讀數(shù)除以，等于三相三線制無功電能。這可由鋁盤所受的平均轉(zhuǎn)矩推出。

鉗表

1.概述鉗表的外形與鉗子相似,使用時將導(dǎo)線穿過鉗形鐵心,因此稱為鉗形表或鉗形電流表,它是電氣工作者常用的一種電流表。用普通電流表測量電路的電流時,需要切斷電路,接入電流表。而鉗表可在不切斷電路的情況下進(jìn)行電流測量,即可帶電測量電流,這是鉗表的最大特點。其外形如圖4-8所示。圖

4-8鉗表的外形

常用的鉗表有指針式和數(shù)字式兩種。指針式鉗表測量的準(zhǔn)確度較低,通常為2.5級或5級。數(shù)字式鉗表測量的準(zhǔn)確度較高,用外接表筆和擋位轉(zhuǎn)換開關(guān)相配合,還具有測量交/直流電壓、直流電阻和工頻電壓頻率的功能。

2.結(jié)構(gòu)與原理

1)結(jié)構(gòu)指針式鉗形電流表主要由鐵心、電流互感器、電流表及鉗形扳手等組成。鉗形電流表能在不切斷電路的情況下進(jìn)行電流的測量,是因為它具有一個特殊的結(jié)構(gòu)——可張開和閉合的活動鐵心。當(dāng)捏緊鉗形電流表手柄時,鐵心張開,被測電路可穿入鐵心;放松手柄時,鐵心閉合,被測電路作為鐵心的一組線圈。圖4-9(a)所示為其測量機構(gòu)示意圖。

數(shù)字式鉗形表測量機構(gòu)主要由具有鉗形鐵心的互感器(固定鉗口、活動鉗口、活動鉗把及二次繞組)、測量功能轉(zhuǎn)換開關(guān)(或量程轉(zhuǎn)換開關(guān))、數(shù)字顯示屏等組成。圖4-9(b)所示為FLUKE

337型數(shù)字式鉗形電流表的面板示意圖。圖4-9鉗形電流表結(jié)構(gòu)(a)指針式鉗形電流表;(b)數(shù)字式鉗形電流表2)鉗形電流表的工作原理鉗形交流電流表可看作是由一只特殊的變壓器和一只電流表組成的。被測電路相當(dāng)于變壓器的初級線圈,鐵心上設(shè)有變壓器的次級線圈,并與電流表相接。這樣,被測電路通過的電流使次級線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)整流送到電流表,使指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),從而指示出被測電流的數(shù)值。

其原理如圖4-10所示。

圖

4-10鉗表線路原理

鉗形交/直流電流表是一個電磁式儀表,穿入鉗口鐵心中的被測電路作為勵磁線圈,磁通通過鐵心形成回路。儀表的測量機構(gòu)受磁場作用發(fā)生偏轉(zhuǎn),指示出測量數(shù)值。因電磁式儀表不受測量電流種類的限制,所以可以測量交/直流電流。3.面板符號鉗表的面板符號如圖4-11所示。

圖

4-11鉗表面板符號

4.鉗表的使用

(1)根據(jù)被測電流的種類和線路的電壓,選擇合適型號的鉗表,測量前首先必須調(diào)零(機械調(diào)零)。

(2)檢查鉗口表面應(yīng)清潔無污物,無銹。當(dāng)鉗口閉合時應(yīng)密合,無縫隙。(3)若已知被測電流的粗略值,則按此值選合適量程。若無法估算被測電流值,則應(yīng)先放到最大量程,然后再逐步漸小量程,直到指針偏轉(zhuǎn)不少于滿偏的1/4,如圖4-12所示。圖4-12鉗表的使用(1)

(4)被測電流較小時,可將被測載流導(dǎo)線在鐵心上繞幾匝后再測量,實際電流數(shù)值應(yīng)為鉗形表讀數(shù)除以放進(jìn)鉗口內(nèi)的導(dǎo)線根數(shù),如圖4-13所示。圖

4-13鉗表的使用(2)(5)測量時,應(yīng)盡可能使被測導(dǎo)線置于鉗口內(nèi)中心垂直位置,并使鉗口緊閉,以減小測量誤差,如圖4-14所示。圖

4-14鉗表的使用(3)直流單電橋電橋電路是電磁測量中電路連接的一種基本方式；電橋有直流和交流之分；直流電橋主要用于電阻測量；直流電橋有單電橋（惠斯登電橋）測中值電阻，雙電橋（凱爾文電橋）測低值電阻；交流電橋可測電阻，還可測電容、電感等；

一、單電橋電路構(gòu)成

調(diào)節(jié)橋臂使電橋平衡（指零儀指零），即可從三個橋臂的電阻，求得被測電阻值。測量的準(zhǔn)確度決定于橋臂電阻的準(zhǔn)確度。

二、單電橋工作原理

調(diào)節(jié)單電橋比率臂和比較臂電阻使電橋平衡，可推出

三、單電橋特點

1.當(dāng)被測電阻小于10歐時，引線電阻、電橋連接處接觸電阻已經(jīng)影響到橋臂的電阻值和測量的準(zhǔn)確度。因此測量小于10Ω的電阻時，單電橋已不適用，必須選用雙電橋。

2.電橋的平衡條件是通過檢流計的電流為0，所以指零檢流計應(yīng)有足夠的靈敏度。但開始測量時靈敏度不能太高，以免損壞儀表，只能在接近平衡后逐步提高它的靈敏度。圖QJ23型直流單臂電橋電路

四、QJ23型直流單電橋QJ23型電橋面板裝置情況如圖：比例臂有7檔R0有四個轉(zhuǎn)盤電阻串聯(lián)檢流計可用內(nèi)置也可外接高靈敏檢流計電源電壓用直流4.5V為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確度測量時應(yīng)選擇合適的比例臂讓R0“X1000”轉(zhuǎn)盤電阻不為零使用QJ23型直流單臂電橋測量電阻的步驟如下：

①使用前先將檢流計鎖扣打開，并調(diào)節(jié)其調(diào)零裝置使指針指示在零位；②用短粗導(dǎo)線將被測電阻Rx接在測量接線柱上，連接處要擰緊；③用萬用表粗測一下被測電阻，先估計一下它的大約數(shù)值。選擇適當(dāng)?shù)谋堵?；④測量時先按“電源”按鈕，后按“檢流計”按鈕，調(diào)節(jié)平衡；⑤讀數(shù)，計算電阻值，被測電阻值=比較橋臂讀數(shù)盤電阻之和×倍率；⑥測量完畢，先松開檢流計按鈕，再松開電源按鈕。

返回本章首頁直流雙電橋一、雙電橋電路構(gòu)成直流雙電橋也是由檢流計、比率臂和比較臂組成。比率臂為兩對可同步調(diào)節(jié)的可調(diào)電阻，電流接頭之間用一條的粗母線連接。

二、雙電橋工作原理

根據(jù)雙電橋電路的連接方式，可寫出以下三個方程。

聯(lián)立求解后可得

式中若能使,則更正項為0,可以從電橋比率臂和比較臂電阻求得被測電阻。

三、QJ103型雙電橋圖QJ103型直流雙臂電橋電路

QJ103型直流雙臂電橋的比較電阻采用滑線電阻結(jié)構(gòu)，其阻值可在0.01～0.11Ω之間調(diào)節(jié)，測量時可根據(jù)轉(zhuǎn)盤位置直接從面板刻度上讀數(shù)。

使用QJ103型雙臂電橋測量電阻的步驟如下：

①先將被測電阻的電流接頭和電位接頭分別與接線柱C1、C2和P1、P2連接，其連接導(dǎo)線應(yīng)盡量短而粗，以減小接觸電阻。 ②根據(jù)被測電阻范圍，選擇適當(dāng)?shù)谋堵蕮?，然后接通電源和檢流計。 ③調(diào)節(jié)讀數(shù)盤，使檢流計指示為零，則電橋處于平衡狀態(tài)，此時即可讀取被測電阻值。

使用直流雙臂電橋時的注意事項如下：

①被測電阻的每一端必須有兩個接頭線，電位接頭應(yīng)比電流接頭更靠近電阻本身，且兩對接頭線不能絞在一起； ②選用標(biāo)準(zhǔn)電阻盡量與被測電阻在同一數(shù)量級；③直流雙臂電橋的工作電流很大，如使用電池測量時操作速度要快，以免耗電過多。測量結(jié)束后，應(yīng)立即切斷電源。

四、雙電橋特點

1.電位接頭的引線電阻與接觸電阻包含在比率臂電阻中，若使比率臂電阻大于10Ω，則相比之下引線電阻與接觸電阻可略去不計。

2.電流接頭引線電阻與接觸電阻包含在中，電橋平衡過程，大小既不影響電橋的平衡條件，也與測量結(jié)果無關(guān)。

3.在遵循雙電橋接線規(guī)則的情況下,可以用來測量小于10Ω，直至0.0001Ω的電阻，例如測量電機繞組的電阻。返回本章首頁交流阻抗電橋一、交流阻抗電橋的的結(jié)構(gòu)與工作原理單、雙電橋只能測量電阻，測量交流參數(shù)要用交流阻抗電橋。交流阻抗電橋的四個橋臂由交流阻抗元件組，適當(dāng)配置各橋臂阻抗性質(zhì)，調(diào)節(jié)各橋臂參數(shù)使電橋平衡，可求得

二、交流阻抗電橋的平衡條件結(jié)論：交流電橋必須按照一定的方式配置橋臂阻抗；交流電橋平衡必須反復(fù)調(diào)節(jié)兩個橋臂的參數(shù)。

萬用電橋

國產(chǎn)QS-18A型電橋，它能測R、L、Q、D等參數(shù)，故叫萬能電橋。其測量范圍較寬，準(zhǔn)確度雖然不高，但使用起來方便。從原理上看，萬能電橋就是惠斯登電橋、電容電橋，麥克斯韋電橋和海氏電橋的組合，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)來選擇測量不同的參數(shù)。

1、測量范圍電阻：0.01Ω～10MΩ電容：1pF～1100uF電感：1μH～110H電容損耗系數(shù)D：0～10電感品質(zhì)因數(shù)Q：0～10 2、電路結(jié)構(gòu)電橋部分（橋體）；1000HZ振蕩器（信號源）；晶體管選頻放大器的指零儀；電源；

（1）測量電阻3、測量線路（2）測量電容和介損（3）測量Q返回本章首頁兆歐表

一、結(jié)構(gòu)與電路

兆歐表（又叫搖表）是一種簡便、常用的測量高電阻的儀表，主要用來檢測供電線路、電機繞組、電纜、電器設(shè)備等的絕緣電阻，以便檢驗其絕緣程度的好壞。常見的兆歐表主要由作為電源的高壓手搖發(fā)電機和磁電式流比計兩部分組成，兆歐表的外形與工作原理如圖所示。內(nèi)部電路

線圈受到磁場的作用，產(chǎn)生兩個方向相反的轉(zhuǎn)矩： M1=k1I1f1(α) M2=k2I2f2(α) f1(α)和f2(α)分別為兩個線圈所在處的磁感應(yīng)強度與偏轉(zhuǎn)角α之間的函數(shù)關(guān)系。當(dāng)兩個線圈產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩平衡時，有M1=M2

即k1I1f1(α)=k2I2f2(α)

二、工作原理有關(guān)問題說明①兆歐表的標(biāo)尺刻成電阻值，為不均勻反向刻度，如圖所示。

②發(fā)電機的轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定，不會影響兆歐表的讀數(shù)。

如果發(fā)電機G的電壓U有波動，電流I1和I2將發(fā)生同樣變化，但是，I1和I2的比值仍保持不變，故可動部分的偏轉(zhuǎn)角α也保持不變。

③兆歐表內(nèi)無電流，指針處在隨遇而停的位置。

磁電式比率表沒有游絲，動圈電流靠柔軟的金屬絲(稱為導(dǎo)絲)引入。

三、兆歐表的使用如果絕緣材料表面有漏電流，該電流通過兆歐表動圈會計入測絕緣電阻中，因此遇到外表面不潔的絕緣材料，測量時要用一個保護(hù)圈與絕緣的外表面相連，保護(hù)圈通過導(dǎo)線接兆歐表的“屏蔽”接線柱，避免漏電流通過動圈給測量造成的影響。接地E線路L屏蔽G

搖表接線

兆歐表的正確使用要點如下：

（1）兆歐表必須水平放置于平穩(wěn)、牢固的地方，以免在搖動時因抖動和傾斜產(chǎn)生測量誤差。（2）選用兆歐表時，其額定電壓一定要與被測電氣設(shè)備或線路的工作電壓相適應(yīng)，測量范圍應(yīng)與被測絕緣電阻的范圍相吻合。（3）接線必須正確無誤，接線柱“E”（接地）、“L”（線路）和“G”（保護(hù)環(huán)或稱屏蔽端子）與被測物的連接線必須用單根線，要求絕緣良好，不得絞合，表面不得與被測物體接觸。（4）測量前應(yīng)對兆歐表先進(jìn)行開路和短路試驗，檢查儀表是否良好。

（5）搖動手柄的轉(zhuǎn)速要均勻，一般規(guī)定為120r/min，允許有±20%的變化，但不應(yīng)超過25%。通常要搖動1min待指針穩(wěn)定后再讀數(shù)。（6）測量完畢，應(yīng)對設(shè)備充分放電，否則容易引起觸電事故。（7）嚴(yán)禁在雷電時或附近有高壓導(dǎo)體的設(shè)備上測量絕緣電阻，只有在設(shè)備不帶電又不可能受其他電源感應(yīng)而帶電的情況下才可進(jìn)行測量。（8）兆歐表未停止轉(zhuǎn)動之前，切勿用手去觸及設(shè)備的測量部分或兆歐表接線柱。（9）兆歐表應(yīng)定期校驗，其方法是直接測量有確定值的標(biāo)準(zhǔn)電阻，檢查其測量誤差是否在允許范圍之內(nèi)。

返回本章首頁接地電阻測量儀

一、測量儀的結(jié)構(gòu)

接地電阻測量儀由一臺電壓為500V或1000V的交流發(fā)電機、電流互感器、可調(diào)的補償電阻及交流檢流計組成。測量時需要用兩條金屬棒插針作為輔助電極，分別插在離待測接地極10米左右。然后用粗導(dǎo)線將待測接地極接E，將輔助電極接P、C，按要求轉(zhuǎn)速搖動