电压测量
一、填空题
1、用一只0.5 级50V的电压表测量直流电压，产生的绝对误差≤__伏。
答案：0.25
2、用峰值电压表测量某一电压，若读数为1V，则该电压的峰值为____伏。
答案： 1.41
3、采用某电压表（正弦有效值刻度）测量峰值相等（Vp=5V）的正弦波、方波、三角波，发现读数相同，则该表为____检波方式，读数____。
答案：峰值 3.53V
4、.峰值电压表的基本组成形式为________式。
答案：检波—放大
7、某数字电压表的最大计数容量为19999，通常称该表为________位数字电压表；若其最小量程为0.2V，则其分辨力为________ 。
答案：(或四位半) , 10μV
9. 四位半的DVM测量15V的稳压电源电压为15.125V，取四位有效数字时其值为。答案： 15.12V
二、判断题：
2、数字电压表的固有误差由两项组成，其中仅与被测电压大小有关的误差叫读数误差，与选用量程有关的误差叫满度误差。（）√
5、有效值电压表适应于非正弦波的电压测量，其电压刻度与被测电压波形无关。（）×
6、双斜式DVM中，其平均特性可以抑制共模干扰影响。（）√
7、双积分式DVM中变换结果与积分器积分元件RC有关，但其积分器线性不好也不会引起测量误差。（）×
8、对于双积分式DVM，对输入信号积分的时间只有等于工频（50Hz）的周期时，才能抑制工频干扰。（）×
9. 一台四位半的DVM，基本量程为2V，则其具有超量程能力。( ) ×
四位半的DVM显示为19999，若基本量程为2V，则不能再超过此值。
三、选择题：
1、交流电压的波峰因素Kp定义为____。( C )
A:峰值/平均值 B:有效值/平均值 C:峰值/有效值 D:平均值/峰值
2、波形因素为______。( B )
A:平均值与有效值之比 B:有效值与平均值之比 C:峰值与平均值之比 D:峰值与有效值之比
5、交流电压V(t)的有效值的表达式为_____。( D )
A:
?T
dt t v T
0)(1 B: ?T
dt t v T 02
)(1
C: ?T
dt t v T 0)(1 D: ?T
dt t v T 0
2
)(1
6、一台5位DVM ，其基本量程为10V ，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_____mv/字。( B )
A:0.01 B:0.1 C:1 D:10
7、一台5位半DVM ，其基本量程为2V ，则其刻度系数（即每个字代表的电压值）为_____mV/字。( A )
A:0.01 B:0.1 C:1 D:10
9、根据dB 及dBm 的定义，当负载阻抗为____时，dB=dBm 。( D ) A:75Ω B:150Ω C:300Ω D:600Ω
10、在双斜式积分DVM 中，积分过程可简述为____。( B )
A: 对被测信号定斜率正向积分，对基准电压 定时反向积分
B: 对被测信号定时正向积分，对基准电压 定斜率反向积分 C: 对被测信号定时正向积分，对基准电压 定时反向积分
D: 对被测信号定斜率正向积分，对基准电压 定斜率反向积分
11、一台421
位DVM ，因有误差为±（0.01%读数+1字），则在2V 量程上的满度误差为
( C )。
A:±1mV B:±2mV C:±0.1mV D:±0.2mV
基本量程为10.000V 的四位斜坡电压式DVM 中，若斜坡电压的斜率为10V/40ms ，问时钟频率应为多少？当被测直流电压Ux=9.256V 时，门控时间及累计脉冲数各为多少？
★ 设一台基于单斜A/D 转换器的4位DVM ，基本量程为10V ，斜波发生器的斜率为10V/100ms ，试计算时钟信号频率。若计数值N=5123，则被测电压值是多少？P203 [解] 4位DVM 即具有4位数字显示，亦即计数器的最大值为9999。 满量程10V （即A/D 转换器允许输入的最大电压为10V ）， 又，斜波发生器的斜率为10V/100ms ，则
在满量程10V 时，所需的A/D 转换时间即门控时间为100ms 。即在100ms 内计数器的脉冲计数个数为10000（最大计数值为9999）。于是，时钟信号频率为
010000
100Hz 100f k ms =
=
若计数值N=5123，则门控时间为
005123
51.23ms 100kHz N T NT f ==
==
又由斜率k=10V/100ms ，即可得被测电压为 V x ＝kT ＝10V/100ms ×51.23ms ＝5.123V 显然，计数值即表示了被测电压的数值，而显示的小数点位置与选用的量程有关。
双斜积分式DVM 基准电压Vr=10V ，第一次积分时间T1=100ms ，时钟频率f0=100kHz ，问：（1）该DVM 为多少位的电压表？（2）该DVM 的分辨力为多少？（3）DVM 显示出T2时间内的计数值N2=5600，问被测电压Vx=? 解： （1）
，故DVM 为四位
（2）分辨力
（3）
，
5-23 甲、乙两台DVM ，显示的最大值为：甲9999 ；乙19999 ；问：⑴它们各是几位的数字电压表？⑵乙的最小误差为0.2V ，其分辩力是多少？⑶工作误差为V ?＝±（
字
n V x +%02.0），分别用2V 和20V 量程，测量的电压，求绝对误差和相对误差？
★下面给出四种数字电压表的最大计数容量 word19 ⑴ 9999 ； ⑵ 19999 ； ⑶ 5999； ⑷19999 。
试说明它们分别是几位的数字电压表？其中第⑵种的最小误差为0.2V ，问它的分辩力是多少？
解（1）4位；（2）214
位；（3）433 位（也可以说4位）；（4）213
位位，
其中第二种的最小量程为0.2V ，它的分辨率是10μV 。
★★数字电压表的固有误差ΔU ＝±（0.001%读数＋0.002%满度），求用2V 量程测量1.8V 和0.18V 电压时产生的绝对误差和相对误差。 解：用2V 量程档，测1.8V 电压的误差为 ΔV ＝±（0.001%Vx ＋0.002%Vm ）
＝±（0.001%×1.8＋0.002%×2.0）＝±5.8×10－5V
相对误差＝6
102.328.158-?=V V
μ
用2V 量程档，测0.18V 电压的误差为
ΔV ＝±（0.001%Vx ＋0.002%Vm ）
＝±（0.001%×0.18＋0.002%×2.0）＝±4.18×10－5V
相对误差
6102.2318.08.41-?±=±=?=
V
V
V V x μγ
[例] 一台3位半的DVM 给出的精度为：±（0.1%读数+1字），如用该DVM 的0~20V DC 的基本量程分别测量5.00V 和15.00V 的电源电压，试计算DVM 测量的固有误差。 [解] 首先，计算出“1字”对应的满度误差。 在0~20V 量程上，3位半的DVM 对应的刻度系数为0.01V/字，因而满度误差“1字”相当于0.01V 。
当Vx=5.00V 时，固有误差和相对误差分别为：
ΔVx ＝±(0.1%×5.00V ＋0.01V)＝±0.015V
0.015
100%100%0.3%5.00x x x V V γ?±=
?=?=±
当Vx=15.00V 时，固有误差和相对误差分别为：
ΔVx ＝±(0.1%×15.00V ＋0.01V)＝±0.025V
0.025
100%100%0.17%15.00x x x V V γ?±=
?=?=±
可见，被测电压愈接近满度电压，测量的（相对）误差愈小（这也是在使用DVM 时应注
意的）。
用一只四位DVM 的5V 量程分别测量5V 和0.1V 电压，已知该仪表的准确度为±0.01Ux ±1个字，求由仪表的固有误差引起的测量误差的大小。 ⑴ 测量5V 电压时的误差
因为该仪表是四位的，用5V 量程时，±1个字相当于±0.001V ，所以绝对误差 ΔU ＝±0.01%×5±1个字
＝±0.0005±0.001＝±0.0015（V ）
示值相对误差为
%03.0%1005
0015
.0%100±=?±=??=
x U U U γ
⑵ 测量0.1V 电压时的误差
绝对误差为 ΔU ＝±0.01%×0.1±1个字
＝±0.0001±0.001≈±0.001（V ）
示值相对误差为
%1%1001
.0001.0%100±=?±=??=
x U U γ
可见当不在接近满量程显示时，误差是很大的，为此，当测量小电压时，应当用较小的量程。又可看出“±1个字”的误差对测量结果的影响也是较大的，不可忽视。
试述电压测量的基本原理、方法和分类。
被测电压按对象可以分为直流电压和交流电压，按技术可以分为模拟测量和数字测量。测量方法不同，所用的测量仪器有所不同。
⑴. 交流电压的模拟测量方法
方法：交流电压（有效值、峰值和平均值）——〉转换为直流电流——〉驱动表头——〉指示。
模拟式电压表是指针式的，用磁电式电流表作为指示器，并在电流表表盘上以电压（或dB ）刻度。根据功能分为：直流电压表 交流电压表、脉冲电压表和多用途电压表；根据使用频率范围分为：超低频电压表，低频（音频）电压表、高频电压表超高频电压表和选频电压表。 根据测量目的的不同，可以选用不同特性的检波器，有峰值检波、平均值检波与有效值检波三种。 ——有效值、峰值和平均值电压表，电平表等。 ⑵．数字化直流电压测量方法
数字式电压表首先将模拟量通过模/数（A/D ）变换器变成数字量，然后用电子计数器计数，并以十进制数字显示被测电压值。
模拟直流电压→A/D 转换器→数字量→数字显示（直观）。 ——数字电压表（DVM ），数字多用表（DMM ）。 ⑶．交流电压的数字化测量
交流电压（有效值、峰值和平均值）→直流电压→A/D 转换器→数字量→数字显示。 ——DVM （DMM ）的扩展功能。 ⑷．基于采样的交流电压测量方法
交流电压→A/D 转换器→瞬时采样值u (k) →计算。 如根据∑=≈
N k k u N V 1
2
)(1， N 为u (t)的一个周期内的采样点数可计算得到有效值。 ⑸．示波测量方法
交流电压→模拟或数字示波器→显示波形→读出结果。
5. 表征交流电压的基本参量有那些？简述各参量的意义。
交流电压可以用峰值、平均值、有效值、波形系数及波峰系数来表征。
⑴峰值——以零电平为参考的最大电压幅值（用Vp 表示）。以直流分量为参考的最大电压幅值则称为振幅，通常用U m 表示 ⑵平均值——交流电压测量中，平均值通常指经过全波或半波整流后的波形（一般若无特指，
均为全波整流），数学上定义为： ?=T
dt t u T U 0)(1， T 为u (t)的周期。相当于交流电压
u (t)的直流分量。
对理想的正弦交流电压u (t)= V p sin(ωt)，若ω=2π/T
[]A A t T A tdt A T
U T T o
637.02cos 2sin 1
22
/02
/===
?
=?π
ωωω ⑶有效值——交流电压u (t)在一个周期T 内，通过某纯电阻负载R 所产生的热量，与一个
直流电压V 在同一负载上产生的热量相等时，则该直流电压V 的数值就表示了交流电压u (t)的有效值。
对理想的正弦交流电压u (t)= V p sin(ωt)，若ω=2π/T 21
~=
U V p ＝0.707 V p ⑷波峰因数——峰值与有效值的比值，用Kp 表示。有效值
峰值
=
=
V
V K p P
对理想的正弦交流电压u (t)= V p sin(ωt)，若ω=2π/T，有 22
/==
p p p V V K ≈1.414
⑸波形因数——有效值与平均值的比值，用K F 表示。平均值
有效值
==
V V K F 对理想的正弦交流电压u (t)= V p sin(ωt)，若ω=2π/T，有
11.12
2)/2()2/1(V V ≈===
ππP P F V V K 6. 如何由峰值电压表和平均值电压表的读数换算得到被测电压的有效值。
峰值电压表的增益可以做得很高，而且噪声和零点漂移都很小，灵敏度可高达几十μV ，故常称超高频毫伏表。峰值响应，即：u (t)→ 峰值检波→ 放大→ 驱动表头
原理：由二极管峰值检波电路完成。通过二极管正向快速充电达到输入电压的峰值，而二极管反向截止时“保持”该峰值。有二极管串联和并联两种形式。从波形图可以看出，峰值检波电路的输出存在较小的波动，其平均值略小于实际峰值。 ●表头刻度按（纯）正弦波有效值刻度。
因此：当输入u (t)为正弦波时，读数α即为u (t)的有效值V （而不是该纯正弦波的峰值Vp ）。 对于非正弦波的任意波形，读数α没有直接意义（既不等于其峰值Vp 也不等于其有效值V ）。但可由读数α换算出峰值和有效值。 ㈠ 刻度特性
峰值电压表是按正弦有效值来刻度的，即
~
~p p K V V =
=α
式中 α――电压表读数； V ~――正弦电压有效值； K P ――正弦波的波峰因数。
●由读数α换算出峰值和有效值的换算步骤如下：
第一步，把读数α想象为有效值等于α的纯正弦波输入时的读数，即V ～ ＝α 第二步，将V~转换为该纯正弦波的峰值，即V p ～ ＝2V ～＝2α 第三步，假设峰值等于V p ～的被测波形（任意波）输入 ，即 V p 任意 ＝V p ～ ＝2α
注：“对于峰值电压表，（任意波形的）峰值相等，则读数相等”。 第四步，由V p 任意，再根据该波形的波峰因数（查表可得），其有效值
p p p V V K K =
=
任意任意任意
任意
(5-17a)
上述过程可统一推导如下：
~~~~,p p p p p p p p p V V K V K V k k K K K K K α=
=
=
==
=
任意任意任意
任意
任意
任意
任意
(5-17b)
该式表明：对任意波形，欲从读数α得到有效值，需将α乘以因子k。（若式中的任意波为正弦波，则k=1，读数α即为正弦波的有效值）。
综上所述，对于任意波形而言，峰值电压表的读数α没有直接意义，由读数α到峰值和有效值需进行换算，换算关系归纳如下：
1.41
1.41
p p
K K
α
α
??
==
??
??
==
??
??
p
（任意波）峰值V
（任意波）有效值V
式中，α为峰值电压表读数，K p为波峰因数。
若将读数α直接作为有效值，产生的误差为
1
p
K K K
α
γ
-
-
===-
上式称为峰值电压表的波形误差，它反映了读数值与实际有效值之间的差异。
[例] 用具有正弦有效值刻度的峰值电压表测量一个方波电压，读数为1.0V，问如何从该读数得到方波电压的有效值？
[解] 根据上述峰值电压表的刻度特性，由读数α=1.0V，
第一步，假设电压表有一正弦波输入，其有效值=1.0V；
第二步，该正弦波的峰值=1.4V；
第三步，将方波电压引入电压表输入，其峰值Vp=1.4V；
第四步，查表可知，方波的波峰因数Kp=1，则该方波的有效值为：V=Vp/Kp=1.4V。
波形误差为：
1 1.4
100%29%
1.4
γ
-
=?≈-
★★平均值检波——放大－检波式电子电压表，即先放大后检波，在均值电压表中，检波对被测电平的平均值产生响应，一般都采用二极管全波或桥式整流作为检波器，一般所谓“宽频毫伏表”基本上属于这种类型。典型的频率范围为20Hz－10MHz，故又视为“视频毫伏表”。由二极管桥式整流（全波整流和半波整流）电路完成。整流电路输出直流电流I0，其平均值
与被测输入电压u(t)的平均值成正比（与u(t)的波形无关）。于是，I0的平均值
I与u(t)的平均值)
(t
u成正比。
刻度特性和波形误差：均值电压表的表头偏转正比于被测电压的平均值
平均值在数学上定义为?
=
T
dt
t v
T
V
)(
1
对于纯粹的交流电压来说，比如正弦波电压，V＝0。?
=
T
dt
t v
T
V
)(
1
均值电压表虽然是均值响应，但是，仍以正弦有效值刻度。定义一个信号电压的有效值与平均值之比为波形因数，即
K F ＝
U
U 由读数α换算出均值和有效值的换算步骤如下：
第一步，把读数α想象为有效值等于α的纯正弦波输入时的读数，即V ～ ＝α 第二步，由V ～ 计算该纯正弦波均值
~~~0.91.11F V V V K α
απ=
===~
第三步，假设均值等于～V 的被测波形（任意波）输入，即 V 任意
＝～V ＝0.9α
注：“对于均值电压表，（任意波形的）均值相等，则读数相等”。 第四步，由V
任意
，再根据该波形的波形因数（查表可得），其有效值
0.9F F V K V K α
==?任意任意任意任意 (5-20a)
上述过程可统一推导如下：
~
~~~,0.91.11
F F F F F F F F K K V V K V K V K k k K K K α=======任意任意任意任意任意任意任意
任意
上式表明，对任意波形，欲从均值电压表读数α得到有效值，需将α乘以因子k 。（若式
中的任意波为正弦波，则k=1，读数α即为正弦波的有效值）。
综上所述，对于任意波形而言，均值电压表的读数α没有直接意义，由读数α到峰值和有效值需进行换算，换算关系归纳如下：
0.90.9F K αα??=????=?????
（任意波）均值V （任意波）有效值V (5-21) 式中，α为均值电压表读数，K F 为波形因数。
若将读数α直接作为有效值，产生的误差为(均值电压表的波形误差)
0.910.9 1.11
1
0.90.9F F F F F
K K K K K ααγα-?-?=
==-??
[例] 用具有正弦有效值刻度的均值电压表测量一个方波电压，读数为1.0V ，问该方波电压的有效值为多少？
[解] 根据上述均值电压表的刻度特性，由读数α=1.0V ， 第一步，假设电压表有一正弦波输入，其有效值~V α
==1.0V ；
第二步，该正弦波的均值~V =0.9α=0.9V ；
第三步，将方波电压引入电压表输入，其均值
~V V ==0.9V ；
第四步，查表可知，方波的波形因数
F K 方波
=1，则该方波的有效值为:
F V K V ==
方波0.9V 。
波形误差为：
10.9
100%11%0.9γ-=
?≈
8. 简述双积分式AD 转换原理及特点。
基本原理：通过两次积分过程(“对被测电压的定时积分和对参考电压的定值积分”)的比较，得到被测电压值。包括积分器、过零比较器、计数器及逻辑控制电路。
★双积分式ADC 特点：
一次测量包括3个连续过程，所需时间为T 0+ T 1+ T 2，其中，T 0、T 1是固定的，T 2则与被测电压V x 有关，V x 愈大T 2愈大。一般转换时间在几十ms~几百ms ，（转换速度为几次/秒~几十次/秒），其速度是较低的，常用于高精度慢速测量的场合。
1）积分器的R 、C 元件对A/D 转换结果不会产生影响，因而对元件参数的精度和稳定性要求不高。
2）参考电压V r 的精度和稳定性对A/D 转换结果有影响，一般需采用精密基准电压源。
例如，一个16bit 的A/D 转换器，其分辨率1LSB=1/216=1/65536≈15×10-6
，那么，要求基准电压源的稳定性（主要为温度漂移）优于15ppm （即百万分之15）。
3）比较器要求具有较高的电压分辨力（灵敏度）和时间分辨力（响应带宽）。
如一个6位的A/D 转换器，若满度时积分器输出电压为10V ，则ADC 的1LSB=10V/106
=10uV ，则要求比较器的灵敏度优于10uV 。响应带宽则决定了比较器及时响应积分器输出信号快速（斜率较陡峭）过零时的能力。
4）积分器响应的是输入电压的平均值，因而具有较好的抗干扰能力。如输入电压v x = V x +
图5－15 双积分式ADC 的原理框图
v sm ，则T 1阶段结束时积分器的输出为
2
1111()t sm om
x sm x
t T T V V v dt V v RC RC RC =-+=--?
DVM 的最大干扰来自于电网50Hz 工频电压（周期为20ms ），因此，只要选择T 1时间为20ms
的整倍数，则干扰信号v sm 的平均值为零。
若采用有正弦波有效值刻度的平均电压值表分别测量三种波形（正弦波、方波、三角波）交流电压进行测量，指示值均为1V ，问各种波形有效值分别是多少？(波形因数分别为正弦波1.11，方波1，三角波1.15) 设上题中，若采用有正弦波有效值刻度的峰值电压值表，三种波形（正弦波、方波、三角波）的有效值分别是多少？(波峰因数分别为正弦波1.414，方波1，三角波1.73)
试述电压测量的基本原理、方法和分类。
被测电压按对象可以分为直流电压和交流电压，按技术可以分为模拟测量和数字测量。测量方法不同，所用的测量仪器有所不同。
基本量程为10.000V 的四位斜坡电压式DVM 中，若斜坡电压的斜率为10V/40ms ，问时钟频率应为多少？当被测直流电压Ux=9.256V 时，门控时间及累计脉冲数各为多少？ 基本量程为10.000V 的四位斜坡电压式DVM 中，若斜坡电压的斜率为10V/40ms ，问时钟频率应为多少？当被测直流电压Vx ＝9.256V 时，门控时间及累计脉冲数各为多少？
答案：时钟脉冲频率为： kHz ms
f 250401000==
个脉冲
若被测电压V x ＝9.256V 门控时间 ms ms V
T 024.374010256
.9=?=
累计脉冲数N ＝37.024ms ×250kHz=9256个脉冲
★ 设一台基于单斜A/D 转换器的4位DVM ，基本量程为10V ，斜波发生器的斜率为10V/100ms ，试计算时钟信号频率。若计数值N=5123，则被测电压值是多少？P203
若斜坡电压的斜率为10V/50ms ，要求4位数字读出，则时钟脉冲频率应为 kHz ms
f 2005010000
==
若被测电压V x ＝9.163V
门控时间T ＝
ms ms V
V
815.455010163.9= 累计脉冲数＝45.85ms ×200kHz=9163个脉冲通过确定小数点位置，可显示出9.163V 。
用斜坡电压技术所能达到的测量准确度，取决于斜坡电压的线性及其绝对斜率稳定性，以及时间测量的准确度。此外，比较器的稳定性也是影响测量误差的重要因素。
双斜积分式DVM 基准电压Vr=10V ，第一次积分时间T1=100ms ，时钟频率f0=100kHz ，问：（1）该DVM 为多少位的电压表？（2）该DVM 的分辨力为多少？（3）DVM 显示出T2时间内的计数值N2=5600，问被测电压Vx=?
双斜积分式DVM 基准电压Vr=10V ，第一次积分时间T1=100ms ，时钟频率f0=100kHz ，问：（1）该DVM 为多少位的电压表？（2）该DVM 的分辨力为多少？（3）DVM 显示出T2时间内的计数值N2=5600，问被测电压Vx=?
解：（1）
，故DVM 为四位
（2）分辨力
（3）
甲、乙两台DVM ，显示的最大值为：甲9999 ；乙19999 ；问：⑴它们各是几位的数字电压表？⑵乙的最小误差为0.2V ，其分辩力是多少？⑶工作误差为V ?＝±（字
n V x +%02`0），
分别用2V 和20V 量程，测量的电压，求绝对误差和相对误差？ 5-24、一台DVM ，准确度为
，温度系数为，在室温为
28℃时用2V 量程档分别测量2V 和0.4V 两个电压，试求此时的示值相对误差。
[例] 一台3位半的DVM 给出的精度为：±（0.1%读数+1字），如用该DVM 的0~20V DC 的基本量程分别测量5.00V 和15.00V 的电源电压，试计算DVM 测量的固有误差。 [解] 首先，计算出“1字”对应的满度误差。
在0~20V 量程上，3位半的DVM 对应的刻度系数为0.01V/字，因而满度误差“1字”相当于0.01V 。
当Vx=5.00V 时，固有误差和相对误差分别为：
ΔVx ＝±(0.1%×5.00V ＋0.01V)＝±0.015V
0.015
100%100%0.3%5.00
x x x V V γ?±=
?=?=±
当Vx=15.00V 时，固有误差和相对误差分别为：
ΔVx ＝±(0.1%×15.00V ＋0.01V)＝±0.025V
0.025
100%100%0.17%15.00
x x x V V γ?±=
?=?=±
可见，被测电压愈接近满度电压，测量的（相对）误差愈小（这也是在使用DVM 时应注意的）。
[例] 一台DVM ，其输入等效电阻R i =1000M Ω, 输入零电流I 0=1nA ，被测信号源等效内阻R s =2k Ω，分别测量Vx=2V 和Vx=0.2V 两个电压，计算由R i 和I 0引入的附加误差极限值。 [解] 为计算由R i 和I 0引入的附加误差极限值，可将分别由R i 和I 0引入的附加误差进行代数和合成。即
(
)
01i
R I
s
i x I R R V γγγ??=±+=±+ ???
将R i =1000 M Ω, I 0=1nA ，Rs=2k Ω代入上式，计算得： 当Vx=2V 时，
936
6
11102103101000102γ--???=±+??=±? ????
当Vx=0.2V 时，
935
6
1110210 1.2101000100.2γ--???=±+??=±? ????
可见，当测量小电压时I 0的影响较大。
实验报告 实验名称_____交流高电压的测量__ 课程名称_____高电压试验技术________ 院系部:电气与电子工程学院专业班级：学生姓名：学号: 同组人:实验台号: 指导教师：成绩：实验日期:2014-11-6 华北电力大学
一、实验目的及要求： 认识测量交流高电压的装置。 二、仪器用具： 三、实验原理 1.利用测量球隙气体放电来测量未知电压的峰值。 2.利用高压静电电压表测量电压有效值。 3.利用已分用器作为转换装置所组成的测量系统来测量交流电压。 四、实验方法与步骤: 1.设定球隙间距离； 2.从0开始不断升高加在球隙两端的交流电压，直至球隙击穿。 3.查表得击穿时的交流电压。 五、实验结果与数据处理： 球隙间距0.70cm，球直径10cm。查表得交流电压最大值23.0kV。 六、讨论与结论（对实验现象、实验故障及处理方法、实验中存在的问题等进行分析和讨论，对实验的进一步想法或改进意见。）用球隙测量高电压时，即使注意了所有引起误差的因素，比如空气
密度、最小距离、电极表面状态及击穿间隙的准确调整等，其测量不精确度仍为3％左右。现在，当电压很高(>1MV)时，已很少用球隙来测量电压，因为这种方式占地很大，且又很贵。另外，用球隙不能对电压进行连续测量，因为当测量的那一瞬间，电压源将被短接。这种方法适合于测量和检验一些电压点。 用电容分压器测量时，电阻和电容选择条件限制了测量较低频率时所能达到的精度，如果提高线路费用，则可改善其性能，而最终可以达到的精度不仅与低压测量装置的特性有关，而且也与高压测量电容器的特性有关。在测量很高的电压时，由于高电压容器没有屏蔽，因此可能受到外来磁场影响，从而引起额外误差。 静电测量仪表的主要特点是内阻很高及固有电容很小，因而静电电压计可用于频率高达兆赫兹范围内的高频高压的直接测量。 七、实验打印输出结果: 实验原始记录 指导教师签字： 年月日
第一篇绝缘的基本理论 第一章气体的绝缘特性 1、气体中带电质点产生的方式: 热电离、光电离、碰撞电离、表面电离 2、气体中带电质点消失的方式: 流入电极、逸出气体空间、复合 3、电子崩与汤逊理论:电子崩的形成、汤逊理论的基本过程及适用范围 4、巴申定律及其适用范围:击穿电压与气体相对密度和极间距离乘积之间的关系。两者乘积大于0.26cm时,不再适用 5、流注理论: 考虑了空间电荷对原有电场的影响和空间光电离的作用，适用两者乘积大于0.26cm时的情况 6、均匀电场与不均匀电场的划分:以最大场强与平均场强之比来划分。 7、极不均匀电场中的电晕放电:电晕放电的概念、起始场强、放电的极性效应 8、冲击电压作用下气隙的击穿特性:a.雷电和操作过电压波的波形 b. 冲击电压作用下的放电延时与伏秒特性 c.50%击穿电压的概念 9、电场形式对放电电压的影响:均匀电场无极性效应、各类电压形式放电电压基本相同、分散性小 极不均匀电场中极间距离为主要影响因素、极性效应明显。 10、电压波形对放电电压的影响: a.电压波形对均匀和稍不均匀电场影响不大b.对极不均匀电场影响相当大 c.完全对称的极不均匀场：棒棒间隙 d.极大不对称的极不均匀场：棒板间隙 11、气体的状态对放电电压的影响:湿度、密度、海拔高度的影响 12、气体的性质对放电电压的影响： 在间隙中加入高电强度气体,可大大提高击穿电压，主要指一些含卤族元素的强电负性气体，如SF6 13、提高气体放电电压的措施：a.电极形状的改进b.空间电荷对原电场的畸变作用 c.极不均匀场中屏障的采用 d.提高气体压力的作用 e.高真空 f.高电气强度气体SF6的采用 14、沿面放电的概念：沿着固体介质表面发展的气体放电现象。多发生在绝缘子、套管与空气的分界面上。 15 提高沿面放电电压的措施：a.屏障b.屏蔽c.表面处理d.应用半导体材料e.阻抗调节 习题 1.1 1.3 1.4 1.9 1.13 1.14 1.16 第2章液体和固体介质的绝缘特性 1、电介质的极化 极化：在电场的作用下，电荷质点会沿电场方向产生有限的位移现象，并产生电矩（偶极矩）。 介电常数：电介质极化的强弱可用介电常数的大小来表示，与电介质分子的极性强弱有关。 极性电介质和非极性电介质：具有极性分子的电介质称为极性电介质。 由中性分子构成的电介质。 极化的基本形式:电子式、离子式（不产生能量损失） 转向、夹层介质界面极化（有能量损失） 2、电介质的电导泄漏电流和绝缘电阻 气体的电导:主要来自于外界射线使分子发生电离和强电场作用下气体电子的碰撞电离 液体的电导:离子电导和电泳电导 固体的电导离子电导和电子电导 3、电介质的损耗a.介质损耗针对的是交流电压作用下介质的有功功率损耗b.介质损耗一般用介损角的正切值来表示 4、提高液体电介质击穿电压的措施:提高油品质，采用覆盖、绝缘层、极屏障等措施 5、固体电介质的击穿:电击穿、热击穿、电化学击穿的击穿机理及特点 6、影响固体电介质击穿电压的主要因素: 电压作用时间温度电场均匀程度受潮累积效应机械负荷 第二篇电气设备试验 第3章电气设备的绝缘试验 电气绝缘非破坏性试验 1、绝缘电阻与吸收比的测量：a.用兆欧表来测量电气设备的绝缘电阻 b.吸收比K定义为加压60s时的绝缘电阻与15s时的绝缘电阻比值。 c.K恒大于1，且越大表示绝缘性能越好。 d.大容量电气设备中，吸收现象延续很长时间，吸收比不能很好地反映绝缘的真实状态，可用极化指数再判断。 e.测量绝缘电阻能有效地发现总体绝缘质量欠佳；绝缘受潮；两极间有贯穿性的导电通道；绝缘表面情况不良。 2、泄漏电流的测量：测量泄漏电流从原理上来说，与测量绝缘电阻是相似的，能发现一些尚未完全贯通的集中性缺陷，原因在于:a.在试品上的直流电压要比兆欧表的工作电压高得多，故能发现兆欧表所不能发现的某些缺陷.b.加在试品上的直流电压是逐渐增大的，可以在升压过程中监视泄漏电流的增长动向。 3、介质损耗角正切的测量：a.tanδ能反映绝缘的整体性缺陷(例如全面老化)和小电容试品中的严重局部性缺陷。根据tan δ随电压而变化的曲线，可判断绝缘是否受潮、含有气泡及老化的程度。b.西林电桥法测量的基本原理
判断电流表、电压表的测量对象及电路的连接方式专题技能一、判断电路中的电表是电流表或电压表的一种方法 下列各图中，电路连接没有错误，电表均有正常示数，请判定甲、乙各是电流表还是电压表 分析：我们知道，在正常使用情况下，电流表是串联在电路中，而电压表是并联在电路中的，若将电流表所在处换成一段导线，则原电路肯定不会出现短路；但若将电压表所在处换成一段空导线，则原电路必出现短路，因此，欲判定哪个电表，只要将该表所在处换成空导线，暂时用纸遮盖住其余表所在支路，通过看删减后的电路是否出现短路，便可使问题迎刃而解。 其遵循的规律是：删减后，能使电路出现短路的，则所要判定的那个电表便是电压表；不能使电路出现短路的，则所要判定的那个电表是电流表。 下面我们用上述方法判定图1所示电路中的电表，先判定甲表。将原电路删减为图1（a）所示（实际上，不必重新画图，只要将乙表所在支路遮盖住，把甲表的圆圈换成空导线即可。下同）。由图可知，此时R1与R2并联，电路没有出现短路，因此甲表是电流表；再判定乙表，将原电路删减为图1（b）所示，由图可以看出，R2被其下方导线短路，因此乙表是电压表。 教学实践表明，运用此种方法判定电表，所依据的的原理简单易懂，操作简便、快速。本文篇首中另外两图中的电表各为何表？请同学们按照上述方法自己判定。 （答案：图2中甲为电流表，乙为电压表；图3中甲为电压表，乙为电流表） 技能二、含有电表时判断用电器的连接方式的技巧：通常是把电压表先看成开路，可以从电路中先去掉；把电流表看作是一根导线。同时也把被短路的用电器去掉。
技能三、判断电压表的测量对象时，通常可以用“移线法”，即移动电压表的两个接线柱，观察它最终是并在哪个用电器两端，那么测的就是那个用电器两端的电压。但移线的条件是：只有是导线或相当于导线（如电流表、闭合的开关）的才能够移动，而用电器、电压表、电源、电阻等就不能够移动。 巩固练习 如图1所示：现有两只灯泡它们既可以串联也可以并联，那么在串联时三个圆圈中该填入何种电表符号，在并联时，又该填入什么电表符号？ （1）串联时，A是，B是，C是。 （2）并联时，A是，B是，C是。 2、如图2所示的电路中，把圆圈所代表的电表填入其电路符号。 3 （1 （2 （3 （4）电压表测量V1测两端的电压。 （5）电压表测量V2测两端的电压。
速度测量方法概述 一、速度测量方法 M法是测量单位时间内的脉数换算成频率，因存在测量时间内首尾的半个脉冲问题，可能会有2个脉的误差。速度较低时，因测量时间内的脉冲数变少，误差所占的比例会变大，所以M法宜测量高速。如要降低测量的速度下限，可以提高编码器线数或加大测量的单位时间，使用一次采集的脉冲数尽可能多。 T法是测量两个脉冲之间的时间换算成周期，从而得到频率。因存在半个时间单位的问题，可能会有1个时间单位的误差。速度较高时，测得的周期较小，误差所占的比例变大，所以T法宜测量低速。如要增加速度测量的上限，可以减小编码器的脉冲数，或使用更小更精确的计时单位，使一次测量的时间值尽可能大。 M法、T法各且优劣和适应范围，编码器线数不能无限增加、测量时间也不能太长(得考虑实时性)、计时单位也不能无限小，所以往往候M法、T法都无法胜任全速度范围内的测量。因此产生了M法、T法结合的M/T 测速法：低速时测周期、高速时测频率。 二、光电编码器 1、工作原理 光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外，为判断旋转方向，码盘还可提供相位相差90º；的两路脉冲信号。
2、倍频电路 倍频电路一般是指电机反馈变频器的倍频，一般4倍频居多。举个例子，如果电机装了一个1000线编码器，如果在没有倍频的情况下，电机每转一圈可输出1000个脉冲；如果经过4倍频电路处理，则可以得到一圈4000个脉冲的输出，电机一圈为360°，所以每个脉冲代表的位置为360°/4000，相比360°/1000, 分辨率为4倍。 3、频压转换 在测量转速（频率）时，目前多采用数字电路，但有些场合则需要转速（频率）的变化与模拟信号输出相对应，这样便可在自动控制系统实验中用频/压转换器件代替测速发电机，从而使实验设备简化。
高电压技术实验实验报告(二)
----高电压技术实验报告 高电压技术实验报告 学院电气信息学院
专业电气工程及其自动化
实验一．介质损耗角正切值的测量 一．实验目的 学习使用QS1型西林电桥测量介质损耗正切值的方法。 二．实验项目 1．正接线测试 2．反接线测试 三．实验说明 绝缘介质中的介质损耗（P=ωC u2 tgδ）以介质损耗角δ的正切值(tgδ)来表征,介质损耗角正切值等于介质有功电流和电容电流之比。用测量tgδ值来评价绝缘的好坏的方法是很有效的，因而被广泛采用，它能发现下述的一些绝缘缺陷： 绝缘介质的整体受潮； 绝缘介质中含有气体等杂质； 浸渍物及油等的不均匀或脏污。 测量介质损耗正切值的方法较多，主要有平衡电桥法（QS1），不平衡电桥法 及瓦特表法。目前，我国多采用平衡电桥法，特别是 工业现场广泛采用QS1型西林电桥。这种电桥工作电 压为10Kv，电桥面板如图2-1所示，其工作原理及操 作方法简介如下： ⑴．检流计调谐钮⑵．检流计调零钮 ⑶．C4电容箱（tgδ）⑷．R3电阻箱 ⑸．微调电阻ρ（R3桥臂）⑹．灵敏度调节钮 ⑺．检流计电源开关⑻．检流计标尺框
⑼．+tg δ/-tg δ及接通Ⅰ/断开/接通Ⅱ切换钮 ⑽．检流计电源插座 ⑾．接地 ⑿．低压电容测量 ⒀．分流器选择钮 ⒁．桥体引出线 1）工作原理： 原理接线图如图2-2所示，桥臂BC 接入标准电容C N （一般C N =50pf ），桥臂BD 由固定的无感电阻R 4和可调电容C 4并联组成，桥臂AD 接入可调电阻R 3，对角线AB 上接入检流计G ，剩下一个桥臂AC 就接被试品C X 。 高压试验电压加在CD 之间，测量时只要调节R 3 和C 4就可使G 中的电流为零，此时电桥达到平衡。由电桥平衡原理有： BD CB AD CA U U U U = 即： BD CB AD CA Z Z Z Z = （式 2-1） 各桥臂阻抗分别为： X X X X CA R C j R Z Z ?+= =?1 4 44 41R C j R Z Z BD ?+= =? 3 3R Z Z AD == N N CB C j Z Z ?1= = 将各桥臂阻抗代入式2-1，并使等式两边的实部和虚部分别相等，可得： 3 4R R C C N X ? = 4 4 R C tg ??=?δ （式 2-2） 在电桥中，R4的数值取为=10000/π=3184（Ω），电源频率ω=100π，因此： QS1西林电桥面板图 QS1西林电桥面板图
理工大学标准答案纸 课程名称：高电压技术专业、班级：电气工程及其自动化（本科） 一、填空（10分） 1、在极不均匀电场中，间隙完全被击穿之前，电极附近会发生电晕，产生暗蓝色的晕光。 2、冲击电压分为雷电冲击电压和操作冲击电压。 3、固体电介质的击穿有电击穿、热击穿和电化学击穿等形式。 4、某110KV电气设备从平原地区移至高原地区，其工频耐压水平将下降。 5、在线路防雷设计时，110KV输电线路的保护角一般取 20o。 6、累暴日是指一年中有雷暴的天数。 7、电压直角波经过串联电容后，波形将发生变化，变成指数波。 二、选择（10分） 1．解释电压较高、距离较长的间隙中的气体放电过程可用（ B ）。 A．汤逊理论B．流注理论 C．巴申定律D．小桥理论 2．若固体电介质被击穿的时间很短、又无明显的温升，可判断是（ C ）。 A．电化学击穿B．热击穿 C．电击穿D．各类击穿都有 3．下列试验中，属于破坏性试验的是（ B ）。 A．绝缘电阻试验B．冲击耐压试验 C．直流耐压试验D．局部放电试验 4．输电线路的波阻抗的大小与线路的长度（ C ）。 A．成正比B．成反比 C．无关D．不确定 5．下列不属于输电线路防雷措施的是（ C ）。 A．架设避雷线B．架设耦合地线 C．加设浪涌吸收器D．装设自动重合闸 三、名词解释（15分） 1、自持放电和非自持放电 答：必须借助外力因素才能维持的放电称为非自持放电 不需其他任何加外电离因素而仅由电场的作用就能自行维持的放电称为自持放电。 2、介质损失角正切 I c I C U C I I R I
答：电流与电压的夹角 是功率因数角，令功率因数角的余角为δ ， 显然R I 是I 中的有功分量，其越大，说明介质损耗越大，因此δ角的大小可以反映介质损耗的大小。于是把δ角定义为介质损耗角。RC C U R U I I tg C R 1/ 3、吸收比和极化指数 答：加压60秒的绝缘电阻与加压15秒的绝缘电阻的比值为吸收比。 加压10分钟的绝缘电阻与加压1分钟的绝缘电阻的比值为极化指数。 4、反击和绕击 答：雷击线路杆塔顶部时，由于塔顶电位与导线电位相差很大，可能引起绝缘子串的闪络，即发生反击。 雷电绕过避雷线击于导线，直接在导线上引起过电压，称为绕击。 5、保护角 答：保护角是指避雷线与所保护的外侧导线之间的连线与经过避雷线的铅垂线之间的夹角。 四、简答：（45分） 1、简述汤逊理论和流注理论的异同点，并说明各自的适用围。 答：汤逊理论和流注理论都是解释均匀电场的气体放电理论。 前者适用于均匀电场、低气压、短间隙的条件下；后者适用于均匀电场、高气压、长间隙的条件下。 不同点： （1）放电外形 流注放电是具有通道形式的。根据汤逊理论，气体放电应在整个间隙中均匀连续地发 展。 （2）放电时间 根据流注理论，二次电子崩的起始电子由光电离形成，而光子的速度远比电子的大，二次电子崩又是在加强了的电场中，所以流注发展更迅速，击穿时间比由汤逊理论推算的小得多。 （3）阴极材料的影响 根据流注理论，大气条件下气体放电的发展不是依靠正离子使阴极表面电离形成的二次电子维持的，而是靠空间光电离产生电子维持的，故阴极材料对气体击穿电压没有影响。根据汤逊理论，阴极材料的性质在击穿过程中应起一定作用。实验表明，低气压下阴极材料对击穿电压有一定影响。 2、试解释沿面闪络电压明显低于纯空气间隙的击穿电压的原因。 答：当两电极间的电压逐渐升高时，放电总是发生在沿固体介质的表面上，此时的沿面闪络电压已比纯空 气间隙的击穿电压低很多，其原因是原先的均匀电场发生了畸变。产生这种情况的原因有： （1）固体介质表面不是绝对光滑，存在一定的粗糙程度，这使得表面电场分布发生畸变。 （2）固体介质表面电阻不可能完全均匀，各处表面电阻不相同。 （3）固体介质与空气有接触的情况。 （4）固体介质与电极有接触的状况。 3、固体电介质的电击穿和热击穿有什么区别？ 答：固体电介质的电击穿过程与气体放电中的汤逊理论及液体的电击穿理论相似，是以考虑在固体电介质 中发生碰撞电离为基础的，不考虑由边缘效应、介质劣化等原因引起的击穿。电击穿的特点是：电压作用时间短，击穿电压高，击穿电压与环境温度无关，与电场均匀程度有密切关系，与电压作用时间关系很小。 电介质的热击穿是由介质部的热不平衡过程所造成的。热击穿的特点是：击穿电压随环境温度的升高
A. B. C. D. 断 路 法： 电流表要与所测的那部分电路串联，根据串联电路的特点（某处断开，所串联的每个部分都没有电流通过），因此我们首先可以把所要判断的电流表去掉，使该处形成断路；接着我们分析那一部分没有电流通过，则电流表就是测量这一部分的电流。 例题：如图2，试判断电流表分别测量哪些灯泡的电流。 分析：如图3，当断开A 3时，____断路，故A 3测的是______的电流； 如图4，当断开A 2时，____断路，故A 2测的是______的电流； 图2 图3
【练习3】如图5，三只电流表的读数分别为，这三个电流的大小 关系为（ ） A. B. C. D. 【练习4】画出灯泡L 1和灯L 2泡并联， 测干路电流； 测灯泡L 1的电流；开关S 接在干路上；开关 1 L 2 S 图1
如何判断电压表的测定对象【例题1】如图1所示，电压表测出的是（） A.R 1两端的电压 B. R 2 两端的电压 C.电源电压 D.无法确定 看罢此图，你可能已发现，此图中电压表的连法与课本上的有所不同。这是 一种“异形连接”。下面就针对此类“异形连接”电压表测量对象的判断介绍两种方法 一、滑移法 是把电压表两引线沿导线向用电器两端或向电源两端滑动（开关、电流表均可看做导线），看电压表是与哪部分并联，从而确定测量对象。 为方便起见，在图中标出相应的字母，如图1所示。电压表的左端引线a点处在R 1 和电源之间，不能再向其他地方滑动；电压表的右端引线b可沿导线滑过 开关S，再滑到c点。可见，电压表并接在a、c两点间，测的是R 1 两端的电压。 【练习1】在如图所示的电路中，电源的电压为4．5V，电压表V的示数为2．5V， 则L 2 两端的电压为（） A．0．5V B．2V C．2．5V D．7V 【练习2】如图所示，将开关S闭合后，电压表V 1、V 2 的示数分别是10V和4V， 则此时L 2 两端的电压为（） A．4V B．6 V C．10 V D．14V 二、节点法 但在复杂的电路中很多同学往往看不到电压表到底和哪一个用电器相并联，常常发生误判而出错。当这种现象出现时，只要找到电压表两个节点，然后看电流在这两个节点流过哪些用电器，此时电压表就测那部分用电器的电压。 【例题2】在如图所示的电路中，电源的电压时14V，当开关S闭合时，电压 表V 1的示数时10V ， ，电压表V 2 的示数是6V，则三只灯泡L 1 、L 2 、L 3 两端的电压 分别是多少？
贫困测量方法综述 山东大学卫生管理与政策研究中心何平 摘要：贫困问题是一个世界性难题，国内外对于贫困问题的讨论也比较热烈，本文主要从贫困的内涵介入，阐述了贫困测量的不同方法，并对这些方法进行了分析和评价。 关键词：贫困测量方法 Abstract: Poverty problem is one of the difficulties in the world. It has become one of the hot topics in the research. This article primarily analyses the connotation of poverty, then expatiates different approaches about poverty measurement, also compares and evaluates these approaches. Keywords: poverty measurement approach 一、对贫困的理解。 长期以来，国内外学者主要是从物质层面和经济学意义上来理解贫困的，把贫困看成是不能满足居民基本生活需要的一种状态。早在1901年，朗特里（Seebohm Rowntree）就认为：“如果一个家庭的总收入不足以维持家庭人口最基本的生存活动要求，那么，这个家庭就基本上陷入了贫困之中。”这里提出的是基本生存要求实际上就为以后确定贫困线奠定了理论基础，涉及到的是绝对贫困的概念。 社会学家则把贫困认为是个人能力（如受教育的程度和健康水平等）缺乏而难以维持人类基本福利水平的一个表现。这其中，一部分社会学家及人口学家把社会、行为和政治因素作为评价福利水平的基础。也就是说，人们不正当的行为，相对不利的政治经济环境也是导致贫困的一个重要因素。 本人认为，贫困是一个综合的概念，不仅仅需要从物质层面上给予准确的界定，而且还要从人的能力和社会因素方面给予概括。贫困的内涵应该从经济福利（economical well-being）、能力（capability）和社会排他性（social exclusion）这三个方面进行理解。 贫困在经济福利水平上的表现就是贫困人口难以维持包括在经济上、心理上、社会政治方面最低的生存标准。
高电压测试技术-高电压测试技术 高电压测试技术-正文 研究各种高电压和大电流的产生、测量、试验及应用的一门工程技术。是高电压技术的重要组成部分。高电压测试技术主要用于电力设备绝缘试验、开关设备断流试验、电力系统过电压测试以及各种类型放电现象的试验研究等。除传统的应用领域外，它还广泛应用于机加工、纺织、印刷、除尘、勘探、医疗等各种行业，并已成为激光、高能粒子、热核聚变等高技术领域中不可缺少的一种技术手段。 高电压试验和应用的种类很多，需要应用各种不同的稳态或暂态的高电压和大电流。常用的稳态高电压有工频交流电压和直流电压，用作试验电压或工作电压。常用的暂态高电压和大电流有冲击电压和冲击电流以及工频振荡电流等。前者模拟雷电过电压或操作过电压，后两者分别模拟雷电流及短路电流。此外，还有一些特殊的方波电压、方波电流、强流脉冲以及纳秒级的核致电磁脉冲(NEMP)等。 高电压发生装置产生上述高电压和大电流的设备通常采用交流 高压试验变压器、直流高压发生器、冲击电压发生器、冲击电流发生器、合成振荡回路等。这些设备都是以试验变压器和高压电容器为主体，以不同接线所构成。试验变压器可产生工频交流高电压，也可用作其他设备的交流高压电源。高压电容器与硅堆等组成的各种整流回路，可产生直流高电压，也可用作其他设备的直流高压电源。多台高压电容器并联充电、串联放电的Marx回路可产生很高的冲击电压。多台高压电容器并联，通过低阻抗放电可产生很大的冲击电流；若通过电感线圈放电，则可产生衰减振荡的电流或电压，并可用以构成振荡回路等。除上述常规设备外，还可由这些设备改装或组合，用以产生陡波冲击电压、交流叠加冲击波电压等；也可利用高压电容器等基本部件构成各种各样的特殊设备，例如电容电感链型回路或同轴型形成线，它们都可产生很高的方波电压或很大的方波电流等。
关于电流表、电压表测量对象的确定 关于电流表：由于电流表必有串联在被测量电路中，而串联电路的特点是电流只有一条路径，必须先后通过各元件，因此判断电流表的测量对象，只要： ①看流进电流表电流是从哪些用电器中流出来的，这个电流表测量的就是这些用电器中的电流； ②看从电流表中流出的电流，流进哪些用电器，这个电流表测量的就是这些用电器中的电流。例题1：试判断右图中电流表分别测量哪些用电器中的电流? ［分析］：从图可以看出，流过A1的电流,从a点开始分流，分别流过 a R1、R2，所以A1测量的是R1、R2中的电流；再看从A2，流进的电流分别 是从R2和R3中流出的，所以A2测量的是R2和R3中的电流。 另外，可根据经验：凡是连接在干路中的电流表，测量的是整个 并联电路中的电流（即总电流）；凡是连接在某支路中的电流表，测量 的仅仅是它所在的那条支路中的电流。 例题2：试判断右图中电流表分别测量哪些用电器中的电流? ［分析］：从图可以看出A1接在干路中，所以它测量的是整个电路中 的电流，即总电流（流过L1和L2的电流）。 A2接在L2支路中，所以它测量的是L2中的电流。 对于电压表:由于它必须并联在被测量电路两端，根据并联电路的特点，电流从某处开始分流，然后到另一处汇合。所以判断电压表测量对象，可以这样考虑：先沿着电压表两端的连线，找到两个与其他用电器连接的点；再顺着电流的流向，看电流从哪个连接点开始分流（这个点可称为“分流点”），分别通过电压表和用电器，然后汇合到另一个点（这个点可称为“汇合点”），那么分流后与汇合前的电流流过的这二部份（电压表与相应的用电器）就是 并联关系，这个电压表测量的就是这二个点之间的所有用电器的电压。 [土办法]：正常电路中，看某电压表可以与哪些用电器（不包括电源、 电压表，但可以包括电流表）构成回路，那么，这个电压表测量的就是 那些用电器两端的电压；如果电压表只与电源（可以包括电流表）构成回路，那么这个电压表测量的就是电源电压。 非正常电路（电压表与用电器串联，总电流几乎为零）中，电压表测得的是电源电压。 例题3：如右所示，电压表测出的是（） A. R1两端的电压 B. R2两端的电压 C.电源电压 D. 无法确定 ［分析］：先沿着电压表两端的连线，找到两个与其他用电器连接的点a和b；再看电流从电源正极出来，到a点开始分流：一部份流过R1，另一部份流过电压表，这二部份电流到b点汇合，所以电压表与R1并联，电压表测量的是R1两端的电压。 例题4：试判断下图中的两个电压表分别测量的哪些用电器两端的电压? ［分析］：先考虑V1，沿着它的两端找到两个连接点c和d，再看电流从 正极流出，到d点开始分流：一部份流过电压表V1，另一部份流过L1、L2 到c点汇合，所以V1测量的是L1、L2两端的电压；再看V，沿着它的两端 找到两个连接点a和b，电流从a点开始分流，一部份流过V2，另一部份 流过L1到b点汇合，所以V2测量的是L1的电压。
高电压测量方法概述 球隙法测量高电压是试验室比较常用的方法之一。空气在一定电场强度下，才能发生碰撞游离。均匀电场下空气间隙的放电电压与间隙距离具有一定的关系。可以利用间隙放电来测量电压，但绝对的均匀电场是不易做到的，只能做到接近于均匀电场。测量球隙是由一对相同直径的金属球所构成。加压时，球隙间形成稍不均匀电场。当其余条件相同时，球间隙在大气中的击穿电压决定于球间隙的距离。对一定球径，间隙中的电场随距离的增长而越来越不均匀。被测电压越高、间隙距离越大。要求球径也越大。这样才能保持稍不均匀电场。球隙法测量接线如图1所示。 测量球隙作为一种高电压测量方法的优缺点进行比较。其优点是：可以测量稳态高电压和冲击电压的幅值，是直接测量超高压的重要设备。结构简单，容易自制或购买，不易损坏。有一定的准确度，测量交流及冲击电压时准确度在3％以内。球隙法测量的缺点是：测量时必须放电放电时将破坏稳定状态可能引起过电压。气体放电有统计性。数据分散，必须取多次放电数据的平均值，为防止游离气体的影响，每次放电间隔不得过小。且升压过程中的升压速度应较缓慢，使低压表计在球隙放电瞬间能准确读数，测量较费时间。实际使用中，测量稳态电压要作校订曲线，测量冲击电压要用50％放电电压法。手续都较麻烦。被测电压越高，球径越大，目前已有用到直径为±3m的铜球，不仅本身越来越笨重，而且影响建筑尺寸。 静电压表法测量原理是加电压于两电极，由于两电极上分别充上异性电荷，电极就会受到静电机械力的作用，测量此静电力的大小或是由静电力产生的某一极板的偏移(或是偏转)就能够反映所加电荷的大小。 静电电压表有两种类型，一种是绝对静电电压表，另一种是非绝对的静电电压表，由于绝对静电电压表结构和应用都非常复杂。在工程上应用较多的还是构造相对简单的非绝对静电电压表，其测量不确定度为1％～3％。量程可达1000kV。此种测量表测量时可动电极有位移。可动电极移动时，张丝所产生的扭矩或是弹簧的弹力产生了反力矩，当反力矩和静电场的力矩相平衡时，可动电极的位移达到一个稳定值。与可动电极相连接在一起的指针或反射光线的小镜子就指出了被测电压的数值。静电电压表从电路中吸取的功率相当小，当测量交流电压时，表计通过的电容电流的多少决定于被测电压频率的高低以及仪器本身电容的大小，由于仪表的电容一般仅有几皮法到几十皮法，所以吸取的功率十分的微小，因此静电电压表的内阻抗极大。通常还可以把它接到分压器上来扩大其电压量程，目前国内已生产有250～500kV的静电电压表。
热工测量仪表作业 切削温度测量方法概述Summary of Cutting Temperature Measurement Methods 作者姓名：王韬 专业：冶金工程 学号：20101360 指导老师：张华 东北大学 Northeastern university 2013年6月
切削温度测量方法概述 王韬 东北大学 摘要：高速切削加工现已成为当代先进制造技术的重要组成部分,切削热与切削温度是高速切削技术研究的重要内容。本文根据国内外高速切削温度测量方法的研究现状，对目前常用的切削温度测量方法进行了分类和比较，主要包括接触式测温、非接触式测温和其他测量方法三种，详细介绍了热电偶法、光辐射法、热辐射法、金相结构法等几种常用切削测温方法的基本原理、优缺点、适用范围及发展状况；介绍了几种新型高速切削温度测量方法。最后对各种测量方法作了比较，探讨了切削温度实验测量方法研究的发展方向。 关键词: 切削温度，测量方法，发展状况 Summary of Cutting Temperature Measurement Methods Wang Tao Northeastern university Abstract: High-speed machining has become an important part of the contemporary advanced manufacturing technology. Cutting heat and cutting temperature is the important content of high speed cutting technology research. This paper gives the background to the measurement of metal cutting temperatures and a review of the practicality of the various methods of measuring cutting temperature while machining metals. Classify the cutting temperature measurement methods, mainly including non-contact temperature measurement, non-contact temperature test of other three kinds of measurement methods; Introduced the thermocouple method, radiation method, radiation method and metallographic structure of the basic principle of several kinds of commonly used cutting temperature measurement method, the advantages and disadvantages, applicable scope and the status of the development; Several new high-speed cutting temperature measurement methods are introduced. Finally discusses the development direction of cutting temperature experiment measurement method research for a variety of measurement methods. Keywords:metal cutting, cutting temperature, measurement method
九年级物理电流表和电压表测量练习题 1、下图中电压表测量谁的电压. 2、如下图所示，L1和L2是联，○V的a端是接线柱，b端是接线柱。○V测量两端的电压。 3、如图所示为用电压表测量灯泡两端电压的电路图，其中正确的是（） A．图 A B. 图 B C．图 C D．图 D 4、下列各图中测量L1电压的电路，正确的是（） 5、判断右图中所示电路的连接方式以及电表所测量的对象。 （1）灯泡L与滑动变阻器R的连接方式是。 （2）电流表A1测通过的电流。 （3）电流表A2测通过的电流。 （4）电压表测量V1测两端的电压。 （5）电压表测量V2测两端的电压。 6、请你根据如图所示电路，分别对下列四种情况下两灯的连接 方式，两灯的发光情况，电表的测量对象以及是否有短路现象 作出说明。 （1）闭合开关S1和S2，断开S3，则L1、L2的连接方式
是，发光情况是L1 ，L2 ，电流表测通过灯的电流，电压表测灯两端的电压。 （2）闭合开关S3，断开S1和S2，则L1、L2的连接方式是，发光情况是L1 ，L2 ，电流表测通过灯的电流，电压表测灯两端的电压。（3）闭合开关S2和S3，断开S1，则L1是路，L2是路，发光情况是L1 ，L2 ，电流表测通过灯的电流，电压表测灯两端的电压。 （4）闭合开关S1、S2和S3，则电路是，发光情况是L1 ，L2 ，电流表的示数是电压表的示数是。 7、如图1，电灯L1、L2是联，电流表A1测量通过的电流，电流表A2测通过的电流，电压表V测量两端的电压。 8、如图2，电灯L1、L2是联，电流表A测量通过的电流，电压表V1测量两端的电压。电压表V2测量两端的电压。 9、判断 （1）在开关断开时，请判断电流表和电压表所测的对象。 （2）在开关闭合时，请判断电流表和电压表所测的对象。 10、判断下列各图中电压表所测量的对象。 （1）如图1，电灯L1、L2是联，电流表A测通 过的电流。电压表V测量两端的电压。 （2）如图2，电灯L1、L2是联，电流表A测通过的电流。电压表V测量两端的电压。 （3）如图3，电灯L1、L2是联，电流表A测通过的电 流。电压表V1测量两端的电压，电压表V2测量两端的电压。 （4）、如图4，电灯L1、L2、L3是联，电流表A1测量通过 的电流，电流表A2测通过的电流，电流表A3测通过 的电流。 （5）、如图5，电灯L2、L3是联，然后再与L1 联。电流表A1测量通过的电流，电流表A2测通过的电流，电流表A3测通过的电流。
如何判断电流表电压表的测量对象 在复杂的电路中，不易判断电流表、电压表的测量对象，如下归纳几种简易方法。 1、将电流表断开，分析哪些用电器不能正常工作，则断开的电流表测量的是这些用电器的电流。 例1 如图1，试判断电流表分别测量哪些灯泡的电流。 例2 如图2所示的电路，当开关闭合时，电流表的示数分别为和，则通过灯的电流分别为多少？ 2、电压表测量对象的判断介绍两种方法，滑移法和去源法 滑移法：为方便起见，在图中标出相应的字母，如图1所示。电压表的左端引线a点处在R1和电源之间，不能再向其他地方滑动；电压表的右端引线b可沿导线滑过开关S，再滑到c点。可见，电压表并接在a、c两点间，测的是R1两端的电压。 去源法：将电源去掉，原电路将变成图2的形式，很容易看出：电压表只与电阻R1组成闭合回路，它测的是R1两端的电压。 例1：如图1所示，电压表测出的是（） A. R1两端的电压 B. R2两端的电压 C. 电源电压 D. 无法确定
3、判断电路中的电表是电流表或电压表的方法 下列各图中，电路连接没有错误，电表均有正常示数，请判定甲、乙各是电流表还是电压表 其遵循的规律是： (1) 通常删减电表后（即去表法），能使电路出现短路的，则所要判定的那个电表便是电压表；不能使电路出现短路的，则所要判定的那个电表是电流表。 (2)通常是把电压表先看成开路，可以从电路中先去掉；把电流表看作是一根导线。同时也把被短路的用电器去掉。 (3)通常可以用“移线法”，即移动电压表的两个接线柱，观察它最终是并在哪个用电器两端，那么测的就是那个用电器两端的电压。但移线的条件是：只有是导线或相当于导线（如电流表、闭合的开关）的才能够移动，而用电器、电压表、电源、电阻等就不能够移动。 例1 如图4所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，甲、乙两表都是电压表时，两表示数之比为；当开关S断开后，把甲、乙两表都改为电流表时，两表示数之比为（） A. 2：1 B. 3：1 C. 4：1 D. 1：3 4、用去表法分析电路中滑动变阻器的滑片移动时电流表电压表示数如何变化 需明确各电表的测量对象，分析电路中的总电阻变化情况，最后根据电源电压不变，由欧姆定律判断出总电流的变化情况。再综合运用串并联电路特点判断电流表和电压表示数的变化情况。 例1如上图1所示，电源电压保持不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列判断正确的是（） A. 三只电表的示数都变大 B. 三只电表的示数都变小 C. 电表A1的示数变小，电表V、A2的示数都不变 D. 电表A1、A2的示数都变小，电表V的示数不变
温度测量方法分类及优 缺点概述 -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
温度测量方法分类及优缺点概述 摘要：温度是表征物体冷热程度的物理量, 是国际单位制中七个基本物理 量之一, 它与人类生活、工农业生产和科学研究有着密切关系。随着科学技术水平的不断提高, 温度测量技术也得到了不断的发展。本文将讨论总结温度测量的各种方式，并分析他们各自的优缺点。 1.温度测量的分类 温度测量的分类可以通过其与被测量的物体是否接触分为接触式和非接触式。接触式测量仪表比较简单、可靠，测量精度高。但是因为测温元件与被测介质需要进行充分的热交换，所以其需要一定的时间才能达到热平衡。接触式测量仪存在测温延迟现象，同时受耐高温和耐低温材料的限制，不能应用于这些极端的温度测量。非接触式仪表测温仪是通过热辐射的原理来测量温度的，测温元件不需要与被测介质接触，测温范围广，不受测温上限的限制，也不会破坏被测物体的温度场，反应速度一般也比较快；但受到物体发射率、测量距离、烟尘和水汽等外界因素的影响，其测量误差较大。 2.接触式测量方法 膨胀式温度测量 原理：利用物质的热胀冷缩原理即根据物体体积或几何形变与温度的关系进行温度测量。热胀冷缩式温度计包括玻璃液体温度计、双金属膨胀式温度计和压力式温度计等。 优点：结构简单, 价格低廉, 可直接读数,使用方便,非电量测量方式, 适用于防爆场合。 缺点：准确度比较低, 不易实现自动化, 而且容易损坏。 电量式测温方法 利用材料的电势、电阻或其它电性能与温度的单值关系进行温度测量，包括热电偶温度测量、热电阻和热敏电阻温度测量、集成芯片温度测量等。 1.热电偶的原理是两种不同材料的金属焊接在一起,当参考端和测量端有温差时, 就会产生热电势, 根据该热电势与温度的单值关系就可以测量温度。热电偶具有结构简单, 响应快, 适宜远距离测量和自动控制的特点, 应用比较广泛。 2.热电阻是根据材料的电阻和温度的关系来进行测量的, 输出信号大, 准确度比较高, 稳定性好, 但元件结构一般比较大, 动态响应较差, 不适宜测量体积狭小和温度瞬变区域。 3.热敏电阻是一种电阻值随温度呈指数变化的半导体热敏感元件, 具有灵敏度高、价格便宜的特点, 但其电阻值和温度的关系线性度差,且稳定性和互换性也不好。 4.石英温度传感器是以石英晶体的固有频率随温度而变化的特性来测量温度的。石英晶体温度传感器稳定性很好, 可用于高精度和高分辨力的测量场合。随着电子技术的发展, 可以将感温元件和相关电子线路集成在一个小芯片上, 构成一个小型化、一体化及多功能化的专用集成电路芯片, 输出信号可以是电压、频率, 或者是总线数字信号, 使用非常方便,适用于便携式设备。 接触式光电、热色测温方法
高电压技术-学习指南 一、填空题 1．夹层极化相当于整个电介质的等值电容。 2. 选用电容器的绝缘介质时，希望εr，这样可使电容器单位容量的体积和质量减小。 3．根据外界能量来源不同，气体分子的游离可以分为碰撞游离、、热游离。 4. 影响固体电介质tgδ的因素主要有频率、外加电压、。 5．用静电电压表测量直流高电压时，测出的是直流电压的。6．在大气条件下，空气间隙击穿电压随空气相对密度的减小而________。7．固体电介质的电导分为体积电导和。 8. 中性或弱极性液体介质的损耗主要是损耗。 9．标准参考大气条件为：温度t0= ，压力P0= 101.3kPa，绝对湿度h0 = 11g / m2 10. 提高气体间隙击穿电压的方法总体可分为两大类，其一为改善电场分布，其二为。 11. 汤逊理论认为，和表面游离是形成自持放电的主要因素。12．固体电介质的击穿形式主要有击穿、热击穿和电化学击穿三种。 二、分析及解答题 1．防止绝缘子污闪有哪些措施？ 2. 进行工频耐压试验时，测量试验电压的方法通常有哪几种？为什么要求直接在被试品两端测量？ 3. 画出被试品一极接地情况下进行泄漏电流测量的原理接线图。 4．进行工频交流耐压试验时，对试验变压器有什么要求？ 5. 一些含卤族元素的气体化合物（如SF6）具有高电气强度的原因是什么？ 三、计算题 1．有一幅值为100kV的无限长直角波沿波阻抗为50Ω的电缆线路向波阻抗为800Ω的发电机绕组入侵，已知绕组每匝长度为3m，匝间绝缘允许承受的电压为600V，绕组中波的传播速度为6×107m/s，求为保护发电机绕组匝间绝缘所需并联的电容数值。 2. 如图，已知U0=2000kV。Z1=450Ω，Z2=30Ω，（1）求直角波U0经过A点以 通过电后的折射、反射电压值。（2）如果在A点串联一个电感L，求直角波U