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。