电动式功率表的使用
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常用电工仪器仪表使用第一测量的基本知识一、测量仪表的分类测量仪表的分类如下:1、根据被测量的名称(或单位)分类:有电流表、电压表、功率表、兆欧表等;2、按作用原理分类:主要有磁电式、电磁式、电动式、感应式等;磁电式—C、整流式—L、热偶式—E、电磁式—T、电动式、铁磁电动式—D、感应式—G、静电式—Q3、根据仪表的测量方式分类:有直读式仪表和比较式仪表;4、根据仪表所测的电流种类分类:有直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表;5、按仪表的准确度等级分类;6、根据对磁场防御能力和使用条件分类等等。
二、测量方法测量方法是制获得测量结果的手段或途径,对使用什么仪器,没有限制。
测量方法可分为:1.直接测量:未知量的测量结果直接由实验数据获得;2.间接测量:未知量的结果由直接测量的量代入公式计算而得到;3.组合测量:未知量与测量量的关系更为复杂,需通过较为复杂的运算、推导而得到其结果。
采用什么样的测量方法,要根据测量条件,被测量的特性以及对准确度的要求等进行选择,目的是得到合乎要求的、科学可靠的实验结果。
三、电工测量的内容1、“电磁能”量的测量,如电流、电压、电功率、电场强度,电磁干扰、噪声等的测量;2、电信号的特性的测量,如波形、保真度(失真度)、频率(周期)、相位、脉冲参数、调制度、信号频谱、信/噪比以及逻辑状态等的测量;3、元件及电路参数的测量,例如电阻、电感、电容、电子器件(电子管、晶体管、场效应管及集成电路等)的测量、电路(含电子设备及仪器等)的频率响应、通带宽度、品质因数、相位移、延时、衰减、增益的测量以及特性曲线(如频率特性曲线、器件的伏安特性曲线)的测量;第二万用表的使用万用表又叫多用表、三用表、复用表,是一种多功能、多量程的测量仪表,一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电压、电阻和音频电平等,有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数(如β)。
一、万用表的结构万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。
功率表原理
功率表是一种测量电路或设备功率的仪器。
它通过两个电表和一根细导线连接在被测电路或设备上,以测量电流和电压。
根据功率计的不同构造原理,可分为电动功率计和电子功率计两种类型。
一种常见的电动功率计是电磁式功率计。
它的构造包括一个电流线圈和一个电压线圈。
当电流通过电流线圈时,会在线圈周围产生一个强磁场。
当电压加到电压线圈上时,电流线圈中的磁场会与电压线圈中的磁场相互作用,产生一个力矩使电表的指针或转子转动。
通过测量指针或转子的转动角度,可以得到功率的大小。
电子功率计使用了电子元件和微处理器来测量功率。
它通过将电流和电压转换为数字信号,并经过一系列运算,最终得到功率的数值。
一种常见的电子功率计是平均功率计,它使用了积分电路来测量电流和电压的平均值,并根据平均功率的定义计算得到功率值。
另一种常见的电子功率计是示波器功率计,它通过测量电流和电压的瞬时值,并对它们进行乘积运算,来得到功率的瞬时值。
功率表在电力工程、电子工程、实验室等领域有广泛的应用。
它可以用来测量交流电路、直流电路、电动机等设备的功率,从而帮助工程师和技术人员进行电路设计、故障排除和性能评估。
同时,功率表也被广泛应用于能源监测和管理,帮助用户了解和控制电力消耗,以提高能源利用效率。
总之,功率表是一种通过测量电流和电压来获得功率数值的仪器。
它基于电动原理或电子原理来实现功率的测量,广泛应用于各种电路和设备的功率测量和能源管理方面。
电工仪表使用规范第一节电工仪表的基本知识一、常用电工仪表的分类电工仪表按测量对象不同,分为电流表(安培表)、电压表(伏特表)、功率表(瓦特表)、电度表(千瓦时表)、欧姆表等;按仪表工作原理的不同分为磁电式、电磁式、电动式、感应式等;按被测电量种类的不同分为交流表、直流表、交直流两用表等;按使用性质和装置方法的不同分为固定式(开关板式)、携带式;按误差等级不同分为 0.1 级、 0.2 级、 0.5 级、 1.0 级、 1.5 级、 2.5 级和4 级共七个等级。
二、电工仪表常用面板符号电工仪表的面板上,标志着表示该仪表有关技术特性的各种符号。
这些符号表示该仪表的使用条件,所测有关的电气参数范围、结构和精确度等级等,为该仪表的选择和使用提供了重要依据。
三、电工仪表的精确度电工仪表的精确度等级是指在规定条件下使用时,可能产生的基本误差占满刻度的百分数。
它表示了该仪表基本误差的大小。
在前述的七个误差等级中,数字越小者,精确度越高,基本误差越小。
0.1 级到 0.5 级仪表精确度较高,多用于实验室作校检仪表; 1.5 级以下的仪表精确度较低,多用于工程上的检测与计量。
所谓基本误差,是指仪表在正常使用条件下,由于本身内部结构的特性和质量等方面的缺陷所引起的误差,这是仪表本身的固有误差。
例如 0.5 级电流表的基本误差是满刻度的 0.5 /100。
若所测电流为 100A 时,实际电流值在 99.5~100.5A 之间。
四、常用电工仪表的基本结构常用电工仪表主要由电木或者铁皮或者硬塑料制成的外壳、有标度尺和有关符号的面板、测量路线(简单仪表无)、表头电磁系统、指针、阻尼器、转轴、轴承、游丝、零位调整器等组成。
五、电工仪表的保养1.严格按说明书要求,在温度、湿度、粉尘、振动、电磁场等条件允许范围保存和使用。
2.经过长期存放的仪表,应定期通电检查和驱除潮气。
3.经过长期使用的仪表,应按电气计量要求,进行必要的检验和校正4.不患上随意拆卸,调试仪表,否则将影响其灵敏度与准确性。
电动式功率表的使用方法一、电动式功率表的结构及工作原理电动式功率表的结构如图2-1所示。
它的固定部分是由两个平行对称的线圈1组成,这两个线圈可以彼此串联或并联连接,从而可得到不同的量限。
可动部分主要有转轴和装在轴上的可动线圈2,指针3,空气阻尼器4,产生反抗力矩和将电流引入动圈的游线5组成。
电动式功率表的接线如图2-2所示,图中固定线圈串联在被测电路中,流过的电流就是负载电流,因此,这个线圈称为电流线圈。
可动线圈在表内串联一个电阻值很大的电阻R 后与负载电流并联,流过线圈的电流与负载的电压成正比,而且差不多与其相同,因而这个线圈称为电压线圈。
固定线圈产生的磁场与负载电流成正比,该磁场与可动线圈中的电流相互作用,使动圈产生一力矩,并带动指针转动。
在任一瞬间,转动力矩的大小总是与负载电流以及电压瞬时值的乘积成正比,但由于转动部分有机械惯性存在,因此偏转角决定于力矩的平均值,也就是电路的平均功率,即有功功率。
图2-1 电动式功率表的结构RI**负载图2-2 功率表的两种接线方式RI**负载(a)(b)由于电动式功率表是单向偏转,偏转方向与电流线圈和电压线圈中的电流方向有关。
为了使指针不反向偏转,通常把两个线圈的始端都标有“*”或“±”符号,习惯上称之为“同名端”或“发电机端”,接线时必须将有相同符号的端钮接在同一根电源线上。
当弄不清电源线在负载哪一边时,针指可能反转,这时只需将电压线圈端钮的接线对调一下,或将装在电压线圈中改换极性的开关转换一下即可。
图2-2(a )和2-2(b )的两种接线方式,都包含功率表本身的一部分损耗。
在图2-2(a )的电流线圈中流过的电流显然是负载电流,但电压线圈两端电压却等于负载电压加上电流线圈的电压降,即在功率表的读数中多出了电流线圈的损耗。
因此,这种接法比较适用于负载电阻远大于电流线圈电阻(即电流小、电压高、功率小的负载)的测量。
如在日光灯实验中镇流器功率的测量,其电流线圈的损耗就要比负载的功率小得多,功率表的读数就基本上等于负载功率。
电动式仪表原理
电动式仪表是一种使用电磁力来测量电流、电压、功率等物理量的仪表。
其基本原理是利用感应电流产生的磁场与磁场力的作用。
电动式仪表通常由一个固定磁极和一个移动线圈构成。
当通过线圈中的电流变化时,会在线圈周围产生一个磁场,该磁场与固定磁极的磁场相互作用,从而产生一个力矩,使得线圈产生旋转运动。
通过对线圈旋转的测量,可以确定电流、电压等物理量的大小。
电动式仪表有许多种类,其中最常见的是电动式电流表和电动式电压表。
电动式电流表用于测量电路中的电流,通常接在电路中的串联位置上。
电动式电压表用于测量电路中的电压,通常接在电路中的并联位置上。
此外,还有电动式功率表等。
电动式仪表的精度和灵敏度取决于磁场的强弱和线圈的匝数。
为了提高精度和灵敏度,通常会采用多级线圈或多级磁场的结构,或者采用磁屏蔽技术来减少外部磁场的干扰。
总之,电动式仪表具有结构简单、可靠性高、精度高等优点,被广泛应用于电子、电力、通信等领域。
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功率表测功率的原理功率表是测量直流、交流电路中功率的机械式指示电表。
直流电路和交流电路中的功率分別为P=UI和P=UIcosφ,其中U,I 为负载电压和电流,φ为电流相量与相量间夹角,cosφ为功率因数。
功率表的种类很多,这里只以单相电动系功率表进行分析。
单相电动系功率表的接线原理如下图所示。
这种电表测量机构的转动力矩M与I1I2cosθ有关,I1为静圈电流,I2为动圈电流,θ为两电流相量间夹角。
使负载电流I通过静圈,即I1=I。
将负载电压加于动圈及与动圈串联的大电阻R上,则动圈中电流I2=U/R。
这样θ=φ,而转动力矩M=kI1I2cosφ,这反映了功率P的大小。
改变与动圈串联的电阻值,可改变电压量程,将静圈的两线圈由串联改为并联,可扩大电流量程。
功率表的表盘一般按额定电压与额定电流相乘,并使功率因数cosφ=1來标值。
如电压量程为300V﹑电流量程为5A的功率表,表盘的满刻度值为300×5×1=1500W。
也有制成功率因数为 0.1的低功率因数功率表,其满刻度值为300×5×0.1=150W。
功率表的量程不能简单地只提功率量程,而应同時指明电压﹑电流量程及功率因数数值。
功率表的接线:功率表的正确接法必须遵守“发电机端”的接线规则。
¾功率表标有“*”号的电流端必须接至电源的一端,而另一端则接至负载端。
电流线圈是串联接入电路的。
¾ 功率表上标有“*”号的电压端子可接电流端的任一端而另一端子则并联至负载的另一端。
功率表的电压支路是并联接入电路的。
常用的接法有“电压线圈前接法”和”电压线圈后接法”。
其中电压线圈前接法适用于负载电阻比电流线圈的电阻大的情况,电流线圈的电压降使测量产生误差。
电压线圈后接法适用于负载电阻远比电压支路电阻小的情况流过电压线圈的电流使测量产生误差。
标有“*”号的两个端子称为对应端。
它们的用途是﹕1. 如将对应端按图中所示接在一起,则当功率表的指针正向偏转時,表示能量由左向右传送;若指针反向偏转,表示能量由右向左传送;2. 电流线圈的任一接线端应与电压线圈标有 “”符号的接线端连接,这样线圈间电位比较接近,可减小其间的寄生电容电流和静电力,保证功率表的准确度和安全。
功率表测量有功功率用功率表在主电路中测量电动机的功率,其主要步骤为:1、断开电源。
2、使用功率表的两表法。
3、把功率表的电压量程设置在600V 档,电流量程设置在高档,即电流量程的两个换接片均竖接。
4、把功率表电压线圈的两端分别接在a 点和c 点,把a 、b 之间的连线断开,把电流线圈的另一端接在b 点。
5、接通电源,按下启动按钮。
6、如果功率表的指针反偏,则改变功率表上换向开关的极性。
7、功率表的读数为功率表的实测格数×2,由于电动机的三组绕组是对称的,因此电动机的功率为功率表的读数×2。
用钳形表在主电路中测量电动机电流,其主要步骤为:1、根据被测电流的大小来选择合适的钳形电流表的量程,一般从最大量程开始测量,逐步变换档位直至量程合适。
严禁在测量进行的过程中切换钳形电流表的档位,换档时应将被测导线从钳口退出再换档。
2、使用时应按紧扳手,使钳口张开,将被测导线放入钳口中央,然后松开扳手并使钳口闭合紧密,读数后,将钳口张开,将被测导线退出,将档位置于电流最高档或OFF 档。
UVW高级维修电工仪表测量应会培训考试试卷三(3)此法适用于三相对称或不对称负载名称:12、被测对象:车床铭牌(三相电动机)。
3、电机电流:钳形表测的电流。
4、名称:三相有功功率表:D33-W单相有功功率表:D26-W5、量程:I= A; U= V; C= U H I H/a M W/格(单相)C= 2U H I H/a M W/格(三相)6、实测参数P三相= P1+P2做法: 1、电源端接线法:电源进“*”,负载接出线端。
2、用单相有功功率表两表法测极性先置“+”再根据指针偏转方向转换。
3、电流线圈先短路再断开以防止因起动电流过大打坏表针。
二 D34W 型单相功率表一、D34W 型单相功率表的使用电动式功率表亦称瓦特表,在交流电路中测量交流负载的平均消耗功率。
图1.2.1 功率表内部接线功率表内部装有一个固定线圈(定圈)和一个可转动线圈(动圈),接线如图1.2.1所示。
功率表一般有两个电流量限和三个电压量限。
图1.2.1中的电流线圈是由两个完全相同的线圈组成,线圈的额定电流为I N 。
当两个线圈串联组成电流线圈时,功率表电流量限为I N 。
见图1.2.2(a),当两个线圈并联组成电流线圈时,功率表电流量限为2I N ,见图1.2.2(b)。
功率表电压量限的改变,类似于电压表量程改变的方法,用在电压线圈中串接不同阻值的电阻来实现,如图1.2.3所示。
图1.2.2 功率表电流线圈接法功率表的功率量限要根据所选的电压量限、电流量限及所用功率表的功率因数来确定,所以一般功率表只标分格数,不标注瓦特数,不同量限,每一分格代表不同的瓦数。
被测功率P 可由下式计算:ααϕ∙=N N N I U P 0cos其中:N U ————所选瓦特表的电压量限;N I ———— 所选瓦特表的电流量限;0cos ϕ———瓦特表功率因数;N α———— 标尺满刻度分格数;α————测量时标尺偏转格数。
例如,所使用的瓦特表,选择N U = 300V ,N I = 0. 5A ,该表的功率因数0cos ϕ= 0. 2(标在刻度盘下方,当0cos ϕ=1时,有时不标出),则满刻度N α所代表的电功率:0cos ϕN N I U P == 300×0.5×0.2 = 30(W )此即表明该组合的功率量限为30W 。
若测得指针偏转刻度为α,所测功率则为αα∙=N P 30图1.2.3 功率表电压量程 图1.2.4 功率表实际接线功率表的正确接法是:将标有“*”号的电流端钮接至电源一端,另一个电流端钮接至负载,如图1.2.4,此种接法是将电流线圈串联接入电路中;标有“*”号的电压端钮要根据负载的大小接至电流端钮的某一端,另一个电压端钮则跨接到负载的另一侧,此时电压线圈并联接入电路中,见图1.2.1和图1.2.4。
电动式功率表的使用
一、电动式功率表的结构及工作原理
电动式功率表的结构如图2-1所示。
它的固定部分是由两个平行对称的线圈1组成,这两个线圈可以彼此串联或并联连接,从而可得到不同的量限。
可动部分主要有转轴和装在轴上的可动线圈2,指针3,空气阻尼器4,产生反抗力矩和将电流引入动圈的游线5组成。
电动式功率表的接线如图2-2所示,图中固定线圈串联在被测电路中,流过的电流就是负载电流,因此,这个线圈称为电流线圈。
可动线圈在表内串联一个电阻值很大的电阻R 后与负载电流并联,流过线圈的电流与负载的电压成正比,而且差不多与其相同,因而这个线圈称为电压线圈。
固定线圈产生的磁场与负载电流成正比,该磁场与可动线圈中的电流相互作用,使动圈产生一力矩,
并带动指针转动。
在任一瞬间,转动力矩的大小总是与负载电流以及电压瞬时值的乘积成正比,但由于转动部分有机械惯性存在,因此偏转角决定于力矩的平均值,也就是电路的平均功率,即有功功率。
图2-1 电动式功率表的结构
图2-2 功率表的两种接线方式
(a)
(b)
由于电动式功率表是单向偏转,偏转方向与电流线圈和电压线圈中的电流方向有关。
为了使指针不反向偏转,通常把两个线圈的始端都标有“*”或“±”符号,习惯上称之为“同名端”或“发电机端”,接线时必须将有相同符号的端钮接在同一根电源线上。
当弄不清电源线在负载哪一边时,针指可能反转,这时只需将电压线圈端钮的接线对调一下,或将装在电压线圈中改换极性的开关转换一下即可。
图2-2(a )和2-2(b )的两种接线方式,都包含功率表本身的一部分损耗。
在图2-2(a )的电流线圈中流过的电流显然是负载电流,但电压线圈两端电压却等于负载电压加上电流线圈的电压降,即在功率表的读数中多出了电流线圈的损耗。
因此,这种接法比较适用于负载电阻远大于电流线圈电阻(即电流小、电压高、功率小的负载)的测量。
如在日光灯实验中镇流器功率的测量,其电流线圈的损耗就要比负载的功率小得多,功率表的读数就基本上等于负载功率。
在图2-2(b )中,电压线圈上的电压虽然等于负载电压,但电流线圈中的电流却等于负载电流加上电压线圈的电流,即功率表的读数中多出了电压线圈的损耗。
因此,这种接法比较适用于负载电阻远小于电压线圈电阻及大电流、大功率负载的测量。
使用功率表时,不仅要求被测功率数值在仪表量限内,而且要求被测电路的电压和电流值也不超过仪表电压线圈和电流线圈的额定量限值,否则会烧坏仪表的线圈。
因此,选择功率表量限,就是选择其电压和电流的量限。
二、功率表的读数
图2-3 功率表前面板示意图
1——电压接线端子 4——指针零位调整器
2——电流接线端子 3——标度盘 5——转换功率正负的旋钮
由于功率表的电压线圈量限有几个,电流线圈的量限一般也有两个,如图2-3所示。
若实验室所设计的日光灯电路实验的功率表电流量限为0.5A-1A ,电流量程换接片按图2-3中实线的接法,即为功率表的两个电流线圈串联,其量限为0.5A ;如换接片按虚线连接,即功率表两个电流线圈并联,量限为1A 。
表盘上的刻度为150格。
如功率表电压量限选300V ,电流量限选1A 时,我们用这种额定功率因数为1的功率
表去测量,则每格=150
1A
V 300⨯=2W ,即实数的格数乘以2才为实际被测功率值。
如电压量限选用300V ,电流量限选0.5A ,则每格=
150
0.5A
V 300⨯=1W ,即实数的格数乘
1为被测功率数值。
所以功率表实际测量的功率P 应满足于下面的换算公式:
实测格数仪表满刻度的格数被选选的电流量被选选的电压量⨯⨯=P
三、两种功率表的使用说明
1、D26型毫安安培伏特瓦特表
D26型仪表是一种电动系可携式仪表,如图2-4所示,可测量直流及交流(50Hz )电路中电流、电压和有功功率。
(1)
该表准确度等级为0.5级。
瓦特表额定功率因数cos ϕ=1。
基本技术特性如表2-1、2-2所示:
(2)
图2-4 D26型仪表
(2)使用注意事项
仪表使用时应放置水平位置,尽可能远离强电流导线和强磁性物质,以免增加仪表误差。
仪表指针如不在零位上,可利用表盖上的零调器将指针调至零位上。
根据所需测量范围按下图将仪表接入线路,在通电前必须对线路中的电流或电压大小有所估计,避免过高超载,以免仪表遭到损坏。
瓦特表测量时如遇仪表指针反方向偏转时,应改变换向开关的极性。
可使指针正方向偏转,切忌互换电压接线,以免使仪表产生附加误差。
(3)瓦特表的指示值按下式计算:
P=Ca(瓦特)
式中:P为功率
C为仪表常数亦即刻每小格所代表的瓦特数,如表2-3所示
a为仪表偏转时指示格数
2、D34-W低功率因数瓦特表
D34-W型携带式0.5级电动系低功率因数瓦特表,如图2-5所示,主要用于直流电路中测量小功率或交流50赫兹电路中测量功率。
(1)该表准确度等级为0.5级,额定功率因数cos ϕ=0.2。
基本技术特性如下: a )仪表串联电路的额定电流为双量限,供应下列五种规格: 0.25-0.5A ;0.5-1A ;1-2A ;2.5-5A ;5-10A 。
b )仪表并联电路的额定电压为三量限,供应下列各种规格: 25/50/100V ;50/100/200V ;75/150/300V ;150/300/600V 。
图2-5 D34-W 型低功率因数瓦特表
(2)使用注意事项
a)使用时仪表应放置水平,并尽可能远离强电流导线或强磁场地点,以免使仪表产生附加误差。
b)仪表指针如不在零位时,可利用表盖上零位调整器进行调整。
c)测量时如遇仪表指针反方向偏转时,应改变换向开关之极性,即可使指针顺方向偏转。
切忌互换电压接线,以免使仪表产生误差。
(3)仪表的指示值可按下式计算:
式中:P为功率单位瓦特
C为仪表常数亦即刻度每格所代表的瓦特数,如表2-6所示
α为仪表偏转后指示格数。