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常用的電工測量儀器有哪些？
作者：admin 點(diǎn)擊：次 發(fā)布時(shí)間：2021-07-26
常用的多功能電表是指示儀器，即用于測量電壓、電流、功率、相位和頻率的直讀儀器。它直接將測量轉(zhuǎn)換成儀器的偏轉(zhuǎn)角位移，并通過指示器在儀器分度尺上指示測量值，因此可以直接讀取測量值。指示儀具有結(jié)構(gòu)簡單、穩(wěn)定可靠、成本低、使用維護(hù)方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，在工礦企業(yè)中仍被廣泛使用。指示器不僅可以直接測量電磁量，還可以與各種傳感器配合測量非電量(如溫度、壓力、流量)。
指示儀器的分類與選擇。
指示儀器的分類。
根據(jù)電氣測量指示儀表的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，可分為磁電系、電磁系、電動(dòng)系、感應(yīng)系、整流系、熱電系和電子系。
磁電系統(tǒng)儀表由于靈敏度高、精度高，廣泛應(yīng)用于DC電路中電流和電壓的測量，制作DC標(biāo)準(zhǔn)表。電磁儀表結(jié)構(gòu)簡單，過載能力強(qiáng)，穩(wěn)定性好，成本低，適用于交流和DC兩用表，廣泛用于測量交流電路中的電流和電壓。除了做成交，直流兩用表和精度較高的電流表、電壓表外，電動(dòng)系統(tǒng)儀表還可以做成功率表頻率表和相位表。傳感器儀表廣泛應(yīng)用于交流功率表。靜電儀表可以直接測量幾千伏甚至更高的電壓，廣泛用于高電壓測量，也可以測量非常低的電壓，可以交流和DC使用。主要缺點(diǎn)是精度低，靈敏度低，讀數(shù)與外電場有關(guān)，分度值不均勻。
根據(jù)儀器工作電流的類型，可分為交流儀器、DC儀器和交流DC儀器。
根據(jù)儀器的精度等級(jí)，將測量儀器分為0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0,7個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)的精度反映了儀器在規(guī)定條件下使用時(shí)的基本誤差范圍，例如0.1級(jí)的基本誤差為±0.1%，5.0級(jí)的基本誤差為±0.5%。一般0.1級(jí)和0.2級(jí)的儀器用作標(biāo)準(zhǔn)儀器，0.5級(jí)至1.5級(jí)的儀器用于實(shí)驗(yàn)室測量，1.5級(jí)至5.0級(jí)的儀器用于工程測量。由于儀器制造業(yè)的不斷發(fā)展，已經(jīng)出現(xiàn)了精度為0.05的指示儀器。
根據(jù)儀器對(duì)電場或外部磁場的防御能力，可分為一級(jí)、二級(jí)、三級(jí)和四級(jí)。在外磁場或外電場的影響下，一級(jí)儀器允許其指示值改變±0.5%；二級(jí)儀器允許改變±1%；三級(jí)儀器允許改變±2.5%；四級(jí)儀器允許改變±5%。
根據(jù)儀器的使用方式，測量儀器分為安裝式和可攜式。安裝儀表又稱開關(guān)板儀表，通常安裝在某一電氣設(shè)備的面板或開關(guān)柜上。一般誤差大，價(jià)格低，但過載能力強(qiáng)。可攜式儀器通常是可攜式的，一般在實(shí)驗(yàn)室或室外使用。這種儀器一般誤差小，準(zhǔn)確性高，成本高。
根據(jù)儀器的使用條件，可分為A,A1,B,B1,C五組，每組的工作條件和最壞條件見表1-1。
為使某些儀器能夠在特殊場所工作，又根據(jù)外殼的保護(hù)性能，將儀器分為普通式、防塵式、防濺式、防水式、水密式、氣密式、隔爆式七種。其中，普通外殼可以保護(hù)儀器和附件的測量機(jī)構(gòu)或工作部分不受污垢和昆蟲的侵害和機(jī)械損壞；防塵外殼可以防止灰塵進(jìn)入外殼；防濺外殼可以防止雨水濺入外殼內(nèi)部；防爆外殼可以防止儀器內(nèi)部的爆炸擴(kuò)展到外殼外部的空間。
根據(jù)耐受機(jī)械力的性能，可分為普通機(jī)械力和能夠耐受機(jī)械力(包括四組)。
2.指示儀表的選擇是在保證測量準(zhǔn)確性的前提下，合理選擇測量方法和線路。
根據(jù)被測DC或交流，選擇DC儀表或交流儀表交流儀表分為正弦波或非正弦波。如果是正弦波電流(電壓)，只需測量其有效值就可以轉(zhuǎn)換成其他值，可以選擇任何電流表(電壓表)進(jìn)行測量。如果是非正弦波電流(電壓)，首先要區(qū)分有效值、平均值、瞬時(shí)值或最大值。有效值可以用電磁或電動(dòng)電流表(電壓表)測量；平均值由整流儀表測量；瞬時(shí)值由示波器觀察或通過攝影從示波器上攝取波形，然后通過圖形分析法獲得每個(gè)點(diǎn)的瞬時(shí)值和最大值。峰值表也可以用來測量最大值。
在測量交流電時(shí)，還應(yīng)考慮測量頻率。一般來說，電磁系統(tǒng)、電動(dòng)系統(tǒng)和感應(yīng)系統(tǒng)儀器的應(yīng)用頻率范圍較窄。除了專門設(shè)計(jì)的電動(dòng)系統(tǒng)儀器，它們可以用于中頻。整流系統(tǒng)萬用表的應(yīng)用頻率大多在45~1000Hz范圍內(nèi)。例如，MF10型可以達(dá)到5000Hz。如果對(duì)被測頻率要求較高，可以選擇靜電或電子儀表。
根據(jù)實(shí)際要求選擇儀器的精度等級(jí)。根據(jù)實(shí)際要求，確保測量結(jié)果的誤差在允許范圍內(nèi)，選擇合適的精度儀表。當(dāng)使用精度較低的儀器可以滿足測量要求時(shí)，一般不要選擇精度較高的儀器，因?yàn)榫仍礁撸瑑r(jià)格越貴，維護(hù)越困難。
通常用作精密測量或標(biāo)準(zhǔn)表的儀器，使用精度為0.1~0.2的儀器；實(shí)驗(yàn)室測量用0.5~1.5級(jí)的儀器；工礦企業(yè)使用1.0~5.0級(jí)的儀器。
根據(jù)測量的大小，選擇相應(yīng)量程的儀器，充分利用儀器的準(zhǔn)確性。如果選擇量程比被測量值大得多的儀器進(jìn)行小量測量，測量誤差會(huì)很大。現(xiàn)在，以下例子來解釋。
例1-1測量20VDC電壓，如果選擇精度為1.5、量程為30V的電壓表，測量結(jié)果的最大絕對(duì)誤差是多少？
最大的絕對(duì)誤差是。
△m=±K%×Am=±1.5%×30V=±0.45V。
測量20V電壓時(shí)的相對(duì)誤差。
一般情況下允許這種測量誤差。
例1-2在上一個(gè)問題中，如果選擇精度為0.5、量程為150V的電壓表，測量結(jié)果的最大絕對(duì)誤差是多少？
最大的絕對(duì)誤差是。
△m=±K%×Am=±0.5%×150V=±0.75V。
測量20V電壓時(shí)的相對(duì)誤差。
用量程為150V的0.5級(jí)電壓表的測量誤差大于用量程為30V的1.5級(jí)電壓表，這表明測量結(jié)果的準(zhǔn)確性不僅與儀器的準(zhǔn)確性有關(guān)，還與儀器的量程有關(guān)。
例1-3同上題，測量5V電壓，如果選擇精度為0.5、量程為150V的電壓表，測量結(jié)果的相對(duì)誤差是多少？
解相對(duì)誤差為。
測量結(jié)果的相對(duì)誤差更大。因此，在根據(jù)被測量的大小選擇儀器的適當(dāng)量程的同時(shí)，被測量的大小應(yīng)為儀器測量上限的1/2~2/3以上。
使用靈敏度高的儀器時(shí)，應(yīng)注意測量的尺寸不得超過儀器的量程。由于靈敏度高的儀器量程一般較小，如果測量超過儀器量程過多，可能會(huì)導(dǎo)致儀器零件燒壞或變形，因此在測量時(shí)必須嚴(yán)格按照儀器允許的電壓、電流和功率值進(jìn)行選擇。
d.根據(jù)測量線路和測量對(duì)象的阻抗大小選擇儀器內(nèi)阻。一般來說，在選擇儀器類型時(shí)，不僅要考慮被測的性質(zhì)，還要注意測量線路和被測對(duì)象的阻抗大小及其對(duì)測量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。
例1-4如圖1-1所示，已知電源電壓為180V，電阻R=R0=2000ω。當(dāng)需要測量電阻R兩端的電壓時(shí)，應(yīng)該選擇什么類型的電壓表？
在電壓表連接之前，電阻R上的電壓為90V。
若選用電動(dòng)系電壓表，其內(nèi)阻rv=2000ω，量程為100V，并聯(lián)到電阻R兩端進(jìn)行電壓測量，相當(dāng)于在R兩端并聯(lián)一個(gè)電阻rv，等值電阻為。
電壓表并聯(lián)后，電阻R兩端的電壓為U/3=60V，與原電路兩端的實(shí)際電壓90V有很大不同。
若改用電阻為200Kω、量程為100V的整流系電壓表進(jìn)行測量，則電阻R兩端的電壓為89.55V，與原90V僅相差0.45V，相對(duì)誤差僅為原90V的0.5%。
由此可見，電壓表內(nèi)阻越大越好。一般當(dāng)電壓表內(nèi)阻rv≥100R時(shí)(R是與電壓表并聯(lián)的被測對(duì)象的總電阻)，可以忽略電壓表內(nèi)阻的影響。
電壓表的內(nèi)阻取決于儀器測量機(jī)構(gòu)(表頭)的靈敏度。普通磁電系儀表靈敏度最高可達(dá)100kω/V，整流系儀表一般可達(dá)2000。
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