1、,电工仪表测量与检定 张晓龙 138886551482011年10月,华能澜沧江各电厂电测取证培训,主要内容,一、电工仪表符号,四、电工仪表检定,三、电工仪表测量,五、例 题,二、电工仪表概念,一、常用电工仪表的符号和意义,主要内容,一、电工仪表符号,四、电工仪表检定,三、电工仪表测量,五、例 题,二、电工仪表概念,一、 仪表的组成及原理,第二 电工仪表的概论,测量线路,被测量,中间量,测量机构,偏转角,1、测量线路的作用:由于测量结构中允通过的电流较小,故必须通过一定电路将被测量转化为测量机构能接受的中间量,仪表的组成框图,测量机构的作用:将电磁量转变成使可动部分偏转的机械量 .它包括四部分
2、:,2、 、测量机构的工作原理,a.驱动装置,作用:在测量机构中接受中间量,并使活动部分产生转动力矩.(M表示） 它由磁路系统,可动线圈或铁磁元件组成. b.控制装置 作用:在机构中,对活动部分产生反作用力矩.它由弹性元件游丝或张丝组成.,反作用力矩公式:M=D D为反作用力矩系数, 为偏转角. 当M = M时，轴受力平衡，指针稳定. c.阻尼装置 作用：产生阻尼力矩(Mp表示).使活动部分较快稳定.只影响动态特性,对结果无影响. 公式：Mp =-P(d/dt)(P为阻尼力矩系数） 通常阻尼装置处于临界状态，使活动部件达到稳定偏转时间最短。d.指示装置 组成：指示器与标度盘 作用：显示处理后的
3、结果。,主要内容,一、电工仪表符号,四、电工仪表检定,三、电工仪表测量 （磁电系）,五、例 题,二、电工仪表概念,一、磁电系仪表测量原理,二、磁电系仪表的工作原理,当可动线圈通以电流以后，在永久磁铁的磁场作用下，产生转动力矩使线圈转动。,反作用力矩通常由游丝产生。,阻尼力矩由线圈的铝架产生。,电流路径： 接线柱 游丝 可动线圈 游丝 接线柱,磁电系仪表的游丝一般有两个，而且两个游丝的绕向相反，它的作用既产生反作用力矩，同时又是将电流引进可动线圈的引线。,磁电系仪表的工作原理,（2）游丝反作用力矩 ： = W （1-1-2）,（1）电磁转矩： M = 2I0BLNr = I0 BAN （1-1-
4、1）,I0通过线圈的电流； B工作气隙中磁场的磁感应强度； A线圈有效面积=2Lr。 N线圈的匝数； L线圈有效边长；,W 游丝反作用力矩系数，线圈偏转角。,两力矩平衡 M = M 得,灵敏度Si由仪表结构参数所决定，对于某一仪表来讲，它是一个常数。因此，其指针偏转角与通过可动线圈的电流 I0 成正比。,（3）偏转角：,式中Si电流灵敏度,结论： I0,磁电系仪表的工作原理,磁电系仪表为何不能测交流？,如果可动线圈通入交流电，转矩的方向也会随之变化。指针偏转角将与一个周期内的转矩平均值有关，对于正弦变化的交流电其平均转矩为零，也就是指针将停在原处不动。,所以磁电系仪表不能用于测量交流，只有配上
5、整流电路后才能用于交流测量。,三、磁电系电流表,磁电系电流表原理线路图,在测量机构中可动线圈的导线很细，由于测量时仪表串联在电路中，被测电流是通过游丝流入和流出，而游丝只能通过小电流，所以测大电流时必须用磁电系测量机构并联分流电阻以扩大量程。,单量程电流表电路图,通过欧姆定律得：设n为量程扩大的倍数，则有,多量程电流表,四、磁电系电压表,单量程电压表,通过欧姆定律得：设m为量程扩大的倍数，则有,多量程电压表,主要内容,一、电工仪表符号,四、电工仪表检定,三、电工仪表测量 （电磁系）,五、例 题,二、电工仪表概念,电磁系仪表,一、电磁系仪表测量原理吸引型测量机构,排斥型测量机构,当力矩平衡时，可
6、动部分偏转角 满足下式由此可见，电磁系测量机构可动部分的偏转角 与通过线圈的电流的平方成正比，可用偏转角 的大小衡量被测电流的大小，并由指针在标尺上直接标定被测电流数值。其标尺刻度是不均匀的。,二、电磁系电流表,单量程电流表,双量程电流表,三、电磁系电压表,单量程电压表,多量程电压表,如万用表电阻测量线路是一个多量程欧姆表电路,主要内容,一、电工仪表符号,四、电工仪表检定,三、电工仪表测量原理 （电动系）,五、例 题,二、电工仪表概念,电动系仪表测量原理,一、电动系仪表的结构,1. 结构,有两个线圈： 固定线圈和可 动线圈。可动线圈与指针及空气阻尼器的活塞都固定在轴上。,二. 工作原理,固定线
7、圈中的电流 I1 ( i1 ) 磁场可动线圈中的电流 I2 ( i2 )与磁场相互作用电磁力 F 线圈受到转矩 T 线圈和指针转动，,用电动系测量机构测量直流电时，可动线圈受到的转动力矩M与通过两线圈的电流I、I的乘积成正比，即当转动力矩M与反作用力矩Mf 相等时，即MMf 时,仪表指针的偏转角为,仪表的转动转矩 通入直流时，M=k1I1I2,通入交流时，M=k1I1I2cos,i1和i2的有效值,i1和i2之间 的相位差,结论: 指针偏转的角度与两个电流(对交流为有效值)的乘积成正比。,可以看出在直流电路中，电动系测量机构的偏转角与两个线圈中电流的乘积有关；在交流电路中，其偏转角不仅与两个线
8、圈中电流的有效值的乘积有关，而且还与两个电流相位角的余弦有关。,三、电动系电流表,四、电动系电压表,三、单相电动系功率表,当进行功率测量时，功率表的固定线圈（电流线圈）与负载串联反映负载电流；其可动线圈（电压线圈）支路与负载并联反映负载电压。,功率表的正确接线,功率表的错误接线,五、三相电动系有功功率表,一表法测三相对称负载的功率,两表法测三相三线制电路的功率,三表法测三相四线制不对称负载功率,六、三相电动系无功功率表,一表跨相法测量电路和相量图,两表跨相法测量电路和相量图,两表人工中性法的测量电路和相量图,七 电动系仪表的技术特点,（1）准确度高（可达0.10.05级），交直流两用，还可测量
9、非正弦；（2）频率特性好；（3）易受外磁场影响；（4）本身消耗功率大，电压表内阻较小；（5）仪表的过载能力差；（6）刻度不均匀；（7）价格较高。,主要内容,一、电工仪表符号,四、电工仪表检定,三、电工仪表测量原理,五、例 题,二、电工仪表概念,磁电系仪表和电动系仪表的实用特征,磁电系仪表 磁电系仪表测量的是被测量的平均值。 交流分量只会使仪表线圈发热，电流过大甚至可使仪表烧坏，但不会产生使仪表可动部分偏转的力矩。 仪表本身消耗的功率很小。,电动系仪表 电动系仪表反反映的是被测量的有效值。 电动系仪表具有“同频率响应”特征。 仪表本身消耗的功率比较大。,一、检定依据及其适用范围,检定依据：中华人
10、民共和国国家计量检定规程JJG124-2005电流表、电压表、功率表及电阻表 2006年4月9日起实行。 适用范围：指针式交（40Hz-10kHz)直流电流表、电压表、功率表和电阻表（1-1M ）以及测量电流、电压和电阻的万用表的首次检定、后续检定和使用中的检定。,二、检定项目,一）检定的规定 小于等于0.5级仪表：检定两次 多量程仪表：除全检量程，其余量程检定上限和最大误差限 交直流仪表：直流全检，交流检定上限和最大误差限 有扩展频率的交直流仪表,三、检定方法及要求,专用导线 外附分流器和电阻的仪表 带定值分流器和电阻的仪表 视觉误差 温度梯度影响 电阻表调零,二）检定的条件,有关影响量的标
11、准条件和允许偏差 对标准设备的要求,三）外观检查 仪器名称 制造厂名 出厂编号 准确度级别 外观、接线端钮完好无缺陷,四）基本误差检定,1、最大允许误差,2、基本误差计算,仪表的基本误差以引用误差表示，按下式计算：仪表的基本误差不应超过最大允许误差,3、基本误差检定方法,1）用数表做标准检定电流表,检定电压表,检定功率表,2、用标准源作标准,3、用标准表作标准,检定电流表,检定电压表,检定功率表,4、用标准电阻箱检定电阻表 接线图,全检量程非全检量程只检带有数字分度线的中值电阻 检定程序,五）升降变差检定,仪表的升降变差不应超过最大允许误差的绝对值,六）偏离零位检定,电流、电压表（不应超过最大
12、允许误差的50%） 对功率表（不应超过最大允许误差的100%） 对电阻表（没有要求）,七）位置影响有位置标志（50）无位置标志（900）,八）功率因数影响超前（cos=0.5L)滞后（cos=0.5C),九）阻尼 1、过冲（1800 ：20%；其它：25%2、响应时间（4s：1.5%）,十）绝缘电阻测量 15-35 ；不大于75% 500V ； 1min ； 5M 十一）介电强度试验 15-35 ；不大于75% 工频正弦波；击穿电流5A 表2； 1min,一）数据修约 为了便于数据处理仪表的检定数据一般用格数表示。 修正值所依据的实际值，是该分度线上两次测量所得实际值的平均值。 最大基本误差、
13、最大升降变差和修正值都是先计算后修约，按以下规定进行。,四、检定结果的处理,最大基本误差和最大升降变差的数据要采用四舍六入偶数法则。小于或等于0.2级，保留两位小数，大于或等于0.5级，保留一位小数。 判断是否合格，以修约后的最大基本误差和最大升降变差是否超过允许误差为依据。,二）证书 1、小于等于0.5级 2、大于0.5级,五、检定周期,小于等于0.5级为一年，其余一般不超过两年,汇报主要内容,一、电工仪表符号,四、电工仪表检定,三、电工仪表测量原理,五、例 题,二、电工仪表概念,1、IC=5mA，UC=75mV， U1=3V， U2=15V， U3=150V，求R1、 R2、 R3 解:,
14、2、有一内阻为1、满刻度电流量程为100mA的电流表，改制成5A电流表，应并联多大分流电阻？若并联0.111 的分流电阻时，其量程为多少？解：,3、一磁电系电流表，满刻度量程为5A，配合500/5 A的电流互感器，求其5格所对应的一、二次电流值？解：I1=kI2,4、一磁电系电压表，满刻度量程为110V，配合110kV/100V的电压互感器，求其（6个分格）一次电压为120kV、110kV、90kV、70kV、50kV、30kV所对应的二次电压值？解：U1=kU2,5、有一只功率表，其满偏格数为75格，若选择300V、2A的量程，求功率表偏转30格时所测得的功率值？解：分格常数为,6、一只0.2级电压表量程为1 .5V/750V全检量程的测试数据如下表，请完成检定报告。,结论：最大基本误差： 最大变差： 是否合格：,结论：最大基本误差：0.15% 最大变差：0.10% 是否合格：合格,谢谢!,
