常用电工仪表的分类、基本组成及工作原理

第一章电工仪表及测量的基本知识在电能的生产、传输、分配和使用等各个环节中，都需要通过电工仪表对系统的运行状态(如电能质量、负荷情况等)加以监测，从而保证系统安全而又经济地运行，所以人们常把电工仪表和测量称作电力工业的眼睛和脉搏。

电工仪表和测量技术是从事电气工作的技术人员必须掌握的一门学科。

本章主要介绍电工仪表及测量的基本知识。

第一节电工仪表的基本原理与组成进行电量或磁量测量所需的仪器仪表，统称电工仪表。

一、电工仪表的分类电工仪表仪器种类繁多，按其结构、原理和用途大致可分为下而几类。

1．电测量指示仪表电测量指示仪表又称为直读仪表。

这种仪表的特点是先将被测量转换为可动部分的角位移，然后通过可动部分的指示器在标尺上的位置直接读出被测量的值，如交直流电压表、电流表、功率表都属于这种仪表。

指示仪表又可分为以下几种类型:(1)按仪表工作原理，可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系、热电系、整流系、电子系等。

(2)按用途，可分为电流表、电压表、功率表、电能表、功率因数表、频率表、相位表、欧姆表、兆欧表及万用表等。

(3)按被测电流的种类，可分为直流表、交流表及交直流两用表等。

(4)按使用环境条件，可分为A、A1、B、B1、C5个组。

其中C组环境条件最差。

(5)按使用方式，可分为安装式、便携式等。

(6)按防御外界电场或磁场的性能，可分为I、Ⅱ、Ⅲ、IV 4个等级。

I级仪表在外磁场或外电场的影响下，允许其指示值改变±0.5%；II级仪表允许改变±1.0%；Ⅲ级仪表允许改变±2.5%；IV级仪表允许改变±5.0%。

除上述分类法外，还有其他的分类方法。

2.比较仪器比较仪器用于比较测量，它包括各类交直流电桥、交直流补偿式测量仪器。

比较仪器测量准确度比较高，但操作过程复杂，测量速度较慢。

3.数宇仪表数字仪表也是一种直读式仪表，它的特点是将被测量转换成数字量，再以数字方式显示出测量结果。

第3章常用电工测量仪表概述电工仪表分为电工测量指示仪表和较量仪表两大类。

在电工测量过程中，不需要度量器直接参与工作，而能够随时指示出被测量的数值的仪表称为指示仪表，又称为直读仪表。

如电压表、电流表、矩形表、电能（度）表、万用表、兆欧表等都是指示仪表。

若在电工测量过程中，需要度量器直接参与工作才能确定被测量数值的仪表称为较量仪表，如电桥、电位差计等。

除了这两大类之外，电工仪表还包括数字仪表、记录式仪表、机械示波器等。

不过，机械示波器和记录式仪表的原理和一般电工测量指示仪表相似，只是读数方法不同或附加有记录部分，所以可以看成是电工测量指示仪表的特殊形式。

至于扩大量程装置，如分流器、互感器也可以看成是仪表的附件不单独列成一类。

由于电工指示仪表的种类繁多，按照不同的功能又可分为各种类型的电工指示仪表，常用的分类方法有如下几种。

3.1.电工测量仪表的分类3.1.1按仪表测量机构的结构和工作原理分类按仪表测量机构的结构和工作原理可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系和整流系等。

常用电工测量指示仪表的结构形式以及工作原理如表3—1所示。

按使用方式可分为安装式和可携带式等。

3.1.3按仪表的测量对象分类按仪表的测量对象可分为电流表、电压表、功率表、相位表、电度表、欧姆表、兆欧表、万用电表等。

3.1.4按仪表所测的电种类分类按仪表所测的电种类可分为直流、交流、交直流两用仪表。

3.1.5按仪表的使用条件分类按仪表的使用条件可分为1A 、1A 、B 、1B 、C 五组，各组的工作条件和最恶劣。

3.1.6按仪表外壳的防护性能按仪表外壳的防护性能可分普通式、防尘式、气密式、防溅式、防水式、水密式和隔爆式等。

3.1.7按仪表防御外界磁场或电场的性能分类按仪表防御外界磁场或电场的性能可分为I 、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个等级。

各级仪表在外磁场或外电场的影响下，允许其指示值改变量如表3—3所示。

按仪表准确等级可分为七级。

仪表的准确度反映仪表的基本误差范围。

《电工技术》教案（2016～2017学年第1学期）适用机电一体化专业院系（部）_______机电系________ 班级_____17机电航空__ _ 教师________ 李丽___教案首页教学设计教学内容【复习导入】实验课上，在实际测量时，无论哪种电工仪表，也不论其质量多高，它的测量结果与被测量的实际值之间总会存在一定的差值。

今天，我们来分析产生误差的原因和表示方法。

【告知目的】常用电工测量仪表的结构、工作原理、选择及使用方法，电工测量方的选择，测量数据的处理等。

通过本课程的学习，可以获得合理运用电工测量的方法，掌握正确选择和使用常用电工测量仪表的基本技能。

【知识链接】一、常用电工仪表的分类1、概念：用来测量各种电量、磁量及电路参数的仪器、仪表统称为电工仪表。

2、分类：电工仪表按结构和用途的不同，分以下三类1）指示仪表：能将被测量转换为仪表可支部分的机械偏转角，并通过指示器直接显示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。

⑴按工作原理分类：主要有磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表和感应系仪表。

⑵按使用方法分类：有安装式、便携式两种。

⑶按被测量的名称分类：有电流表、电压表、功率表、电能表、频率表、相位表、万用表等。

⑷按准确度等级分类：有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共七级。

⑸按使用条件分类：有A、B、C三组类型的仪表。

⑹按被测电流种类分类：有直流仪表、交流仪表以及交、直流两用仪表三类。

2）比较仪表：又分直流比较仪表和交流比较仪表两大类。

3）数字仪表：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。

二、电工指示仪表的型号1、安装式指示仪表型号的组成及含义2、便携式指示仪表型号的编制规则由于便携式仪表不是固定安装在开关板上的，故不需要形状、代号。

例：型号T19-A，表示一块设计序号为19的便携式电磁系电流表。

三、仪表的误差及分类根据产生误差的原因，仪表误差分两类1、基本误差：指仪表在正常工作条件下，由于仪表的结构、工艺等方面的不完善而产生的误差叫基本误差。

1.常用电工仪表的分类电气测量指示仪表种类繁多，分类方法也很多，了解电气渊量指示式仪表的分类，有助于认识它们所具有的特性，对学习电气测金指示式仪表的概况有一定的帮助。

下面介绍几种常见的电气测量指示仪表的分类方法。

(1)按工作原理分有磁电系、电磁系、感应系、静电系等。

(2)按被侧电量的名称分有电流表(安培表、毫安表和微安表)、电压表(伏特表、毫伏表)、功率表、电能表、功率因数表、频率表、兆欧表以及其他多种用途的仪表，如万用表等。

(3)按被测电流的种类分有直流表、交流表、交直流两用表。

(4)按使用方式分有开关式与便携式仪表。

开关板式仪表通常固定安装在开关板或某一装置.七，一般误差较大，价格也较低，适用于一般工业测量。

便携式仪表误差较小(准确度较高)，价格较贵，适于实验室适用。

(5)按仪表的准确度分有0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.5,5.0共七个等级。

此外.按仪表对电磁场的防御能力可分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ四级;按仪表使用条件分为A,B,C三组。

2.电工仪表的基本组成和工作原理电工指示仪表的基本工作原理都是将被测电量或非电量变换成指示仪表活动部分的偏转角位移量。

被测量往往不能直接加到测量机构上，一般需要将被测量转换成测量机构可以测量的过渡量.这个把被测量装换为过渡量的组成部分叫测量线路。

把过渡量按某一关系转换成偏转角的机构叫测量机构。

测量机构有活动部分和固定部分组成，它是仪表的核心。

如图A1所示，电工指示仪表一般有测量线路和测量机构这两个部分组成。

测量机构的主要作用是产生使仪表的指示器偏转的转动力矩，以及使指示器保持平衡和迅速稳定的反作用力矩及阻尼力矩。

测量线路把被测电量或非电量转换为测量机构能直接测量的电量时，测量机构活动部分在偏转力矩的作用下偏转。

同时测量机构产生反作用力矩的部件所产生的反作用力矩也作用在活动部件上，当转动力矩与反作用力矩相等时，可动部分便停止下来。

由于可动部分具有惯性，以至于其达到平衡时不能迅速停止下来，而是在平衡位置附近来回摆动。

仪表分类及工作原理一、仪表分类及工作原理（一）电工仪表的作用及其分类1.电工仪表的作用电工仪表是监视与保证各类电气设备及电力线路实现安全经济运行的重要显示装置。

在电力的产生、输送与使用的全过程中，它已成为必不可少的计量器具，许多电气参数都需由仪表来测量与反映。

电工仪表既可用来测量电压、电流、电阻、电功率和电能量等各种电气量值，经过转换还可用来间接地测量诸如温度、压力或湿度等非电气量值。

2.电工仪表分类（1）按工作原理不同分类可分为磁电式、电磁式、电动式、感应式、整流式、静电式、电子式等。

（2）按被测量电学量性质不同分类可分为电流表、电压表、功率表、功率因数表、电能表、频率表、欧姆表、绝缘电阻表和多种用途的万用表。

常用电工仪表的名称和符号见表3-1。

（3）按仪表读数装置结构方式不同分类可分为指针式、光指示式、振簧式、数字转盘式等。

（4）按使用条件分类根据温度、湿度、尘砂、霉菌等使用环境条件的不同，国家专业标准把仪表分为P、S、A、B四组。

表3-1 常用电工仪表的名称和符号被测量仪表名称符号电流电流表A，mA，µA电压电压表V，kV 有功电功率有功功率表W，kW，MW无功电功率无功功率表kvar，Mvar 电量电能表kW·h功率因数功率因数表cosφ频率频率表Hz （5）按防御外界磁场或电场影响能力分类可分为：I、II、III、IV四个等级。

（6）按准确度等级分类可分为七级：0.1级、0.2级、0.5级、1.0级、1.5级、2.5级、5.0级。

其中1.5级及以下的大都为安装式配电盘表；0.1和0.2级仪表常用作为校验标准表；0.5和1.0级仪表供实验室和工厂作较精确的测量用；1.5～5.0级仪表多用于一般工程上。

此外有功电能表还有2.0级；无功电能表还有2.0、3.0级。

3.仪表的标志及其含义（1）仪表型号及其含义电工仪表的产品型号是按规定的标准编制的。

对于固定式和便携式指示仪表的型号各有不同编制规则。

电工仪表与测量一、电工仪表的种类：1、按工作原理，电工仪表分磁电式、电磁式、电动式、感应式。

2、按精度等级分0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等七级。

3、按测量方法分直读式仪表（如电流表、万用表、兆欧表等）、比较式仪表（如电桥、接地电阻测量仪）二、电工仪表常见符号：三、工作原理：1、磁电式仪表：（1）构成：固定的永久磁铁、可转动的线圈，+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。

（2）原理：当线圈中通过直流电流时，通电线圈在磁场中要受到力的作用，带动指针、转轴转动，当电磁作用力和游丝的反作用力平衡时，指针停在某一确定位置，刻度盘上给出一相应的读数。

机械调零机构用于校正零位误差。

（3）特点：优点：1、磁电式仪表灵敏度高、精确度高。

2、刻度盘分度均匀。

3、功率消耗小。

缺点：1、过载能力小。

2、只能测量直流，要测量交流，必须加整流器才能使用。

2、电磁式仪表：(1)构成：固定的线圈、可转动的软磁铁片，+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。

(2)原理：当线圈中通过电流时，线圈产生的磁场使铁芯磁化对铁片产生吸引力，使固定在同一转轴上的指针随之发生偏转。

当转动的作用力与游丝的反作用力达到平衡时，指针停在某一位置不动，指示出被测量的大小。

显然，当流过线圈的电流方向改变而大小不变时，线圈产生的磁场极性及可动软磁片被磁化的极性也同时改变，但它们之间的作用力仍是吸引力，转动力矩的大小和方向不变，保证了指针偏转角不会改变。

所以，可用来组成交、直流两用仪表。

(3)特点：优点：1、可测直流，又可测交流。

2、可直接测量较大电流，过载能力强。

3、结构简单、制造成本低。

缺点：1、刻度不均匀。

2、易受外磁场影响，结构上应有抗干扰设计。

3、电动式仪表：（1）构成：固定的线圈、可转动线圈，+附件（转轴、游丝、指针、机械调零机构）。

（2）原理：当两个线圈中都通以电流时，通电线圈相当一个电磁铁，一个磁场要受到另一个磁场的作用，可转动线圈受力并带动指针随之偏转。

电工仪表的基本知识电工仪表是电力系统中常用的测量工具，用于测量电压、电流、功率等参数，以便对电力系统进行监测和控制。

本文将介绍电工仪表的基本知识，包括分类、工作原理、常见故障及其排除方法等内容。

一、电工仪表的分类根据测量原理和用途的不同，电工仪表可以分为模拟仪表和数字仪表两大类。

1. 模拟仪表模拟仪表是利用指针或指示器来显示被测量参数的大小的仪表。

常见的模拟仪表有电压表、电流表、频率表等。

它们通过将电流或电压信号转换为机械位移，再通过指针或指示器指示出来。

模拟仪表具有直观、可靠的特点，但精度相对较低。

2. 数字仪表数字仪表是利用数字显示器来显示被测量参数的大小的仪表。

数字仪表通过将电信号转换为数字信号，并通过数码显示器显示出来。

数字仪表具有精度高、可编程性强的特点，广泛应用于工业自动化控制系统和精密测量领域。

二、电工仪表的工作原理电工仪表的工作原理主要涉及电磁感应和电流、电压的测量。

1. 电磁感应原理电流表和电压表是基于电磁感应原理工作的。

电流表通过将被测电流通过电流线圈产生的磁场与磁场强度成正比的力矩来驱动指针或指示器的运动，从而显示出电流的大小。

电压表则是通过将被测电压通过电压线圈产生的磁场与磁场强度成正比的力矩来驱动指针或指示器的运动，从而显示出电压的大小。

2. 电流、电压的测量原理电流的测量是通过将电流通过电流互感器或电流变压器转换为与之成正比的低电流，再通过电流表来测量。

电压的测量是通过将电压通过电压互感器或电压变压器转换为与之成正比的低电压，再通过电压表来测量。

三、常见故障及其排除方法电工仪表在使用过程中可能会出现一些故障，影响其正常工作。

下面介绍几种常见故障及其排除方法。

1. 指针偏移指针偏移是电工仪表常见的故障之一。

造成指针偏移的原因可能是仪表内部元件损坏或连接线路接触不良。

解决方法是检查仪表内部元件是否正常，修复或更换损坏的元件；检查连接线路是否接触良好，确保连接稳定可靠。

2. 显示不准确仪表显示不准确可能是由于仪表内部元件老化或损坏导致的。

电气常用仪器仪表电气常用仪器仪表电气常用仪器仪表第一节电工仪表概述电工仪表是用于测量电压、电流、电能、电功率等电量和电阻、电感、电容等电路参数的仪表，在电气设备安全、经济、合理运行的监测与故障检修中起着十分重要的作用。

电工仪表的结构性能及使用方法会影响电工测量的精确度，电工必须能合理选用电工仪表，而且要了解常用电工仪表的基本工作原理及使用方法。

一、电工仪表的分类及符号常用电工仪表有：直读指示仪表，它把电量直接转换成指针偏转角，如指针式万用表；比较仪表，它与标准器比较，并读取二者比值，如直流电桥；它显示二个相关量的变化关系，如示波器；数字仪表，它把模拟量转换成数字量直接显示，如数字万用表。

常用电工仪表按其结构特点及工作原理分类：有磁电式、电磁式、电动式、感应式、整流式、静电式和数字式等。

为了表示常用电工仪表的技术性能，在电工仪表的表盘上有许多符号，如被测量单位的符号、工作原理符号、电流种类符号、准确度等级符号、工作位置符号和绝缘强度符号等。

以1T1－A型交流电流表为例，其表盘左下角符号：1为电流种类符号，～为交流；2是仪表工作原理符号，图示符号为电磁式；3为防外磁场等级符号，为Ⅲ级；4是绝缘强度等级符号，仪表绝缘可经受2KV1min耐压试验；5表示B组仪表；6为工作位置符号，⊥表示盘面应位于垂直方向；7是仪表准确度等级1.5 。

所以测量结果的精确度,不仅与仪表的准确度等级有关,而且与它的量程也有关。

因此，通常选择量程时应尽可能使读数占满刻度三分之二以上。

第二节万用表万用表是一种多功能、多量程的便携式电工仪表，一般的万用表可以测量直流电流、直流电压、交流电压和电阻等。

有些万用表还可测量电容、功率、晶体管共射极直流放大系数hFE 等。

所以万用表是电工必备的仪表之一。

万用表可分为指针式万用表和数字式万用表。

一、指针式万用表的结构和工作原理1．指针式万用表的结构指针式万用表的型式很多,但基本结构是类似的。