电工基础知识二

电工基本测量仪表2—1电工仪表的误差可分成几类？有集中表达方式？任何一种仪表测量时都会有误差，它说明仪表指示值和被测量的实际值之间存在差异。平时所指的仪表准确度是说明指示值和被测量实际值相符合的程度。误差越小，准确度就越高。按照仪表误差发生的原因，可分为两类：（1）基本误差。指仪表在规定的正常条件下，进行测量所造成的误差。它是由于仪表本身结构上和制作上的局限性所导致的。（2）附加误差。当仪表在非正常条件测量，除基本误差之外所出现的误差，称为“附加误差”。误差的表达形式有三种：（1）绝对误差。测量值与被测量之间的差值称为测量的绝对误差。（2）相对误差。相对误差是指绝对误差和被测量实际值之比的百分值。（3）引用误差。这是一种能表示仪器本身性能优劣的误差表示法，定义为绝对误差与仪器测量上限比值的百分数。2—2仪表准确等级是如何规定的？当仪表在规定工作条件下测量时，在它标尺的工作部分的全部愤怒度线上，可能出现的最大基本误差的百分数值，称为仪表的准确度等级。仪表的准确度越高，则其基本误差越小。根据我国国家标准（GB776-65）规定，电气测量指示仪表准确度可分为七级，即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。目前已经出现准确度为0.05级的指示仪表。知道仪器准确度等级就知道仪表的基本误差。例如，普通2.5级万用表，其测量时的基本误差在范围内。2—3为满足一定的测量精度要求，选择和使用测量仪表时应注意哪些问题？测量精度的要求，是根据对被侧对象的技术要求和客观环境条件等具体状况确定的。选择仪表时，应根据所要求的准确度，适合于被测量的灵敏度，允许仪表本身消耗的功率，适合于使用者的读数装置、绝缘电阻、耐压及耐过载能力、量程范围等方面考虑选用合适的仪表。从使用电工仪表的角度，首先必须使仪表处于正确的工作条件。例如，按规定的位置装置，远离外磁场，使用前应使指针处于零位等。读取仪表指示值时，应使视线和标尺平面垂直，标尺表面带有镜子时，则应使指针盖住镜子中的影子再读数。读数时若指示位置在两条分度线之间，可以估计一位数字。2—4电气测量仪表和较量仪器有什么区别？电气测量指示仪表和较量仪器是两种不同系列的仪表。从它的测量方式、使用范围、指示精度等各方面都有很大的差别。电气测量指示仪表虽然种类繁多（如电压表、电流表等），但它们的主要作用都是将被测电量变成仪表活动部分的偏转角位移。为此目的，电气测量指示仪表通常由测量机构和测量线路两部分组成。线路将被测量（电压、电流、功率等）变换成测量机构直接测量的电磁量。如电压表中串联降压电阻、电流表中并联分流电阻、万用表中的各种测量线路等，都属于仪表的测量线路。测量机构是实现角位移的部件，它是仪表的核心，对测量精度影响较大。电气测量指示仪器使用方便，，对测量环境要求较低、制造简单、成本低、稳定性和可靠性高，获得广泛的使用，但它的准确度不高，不能满足某些高精度的测量要求。较量仪器分电桥和电位差计两类，它和指示仪表不同，是根据比较法来实现测量目的的。利用这种仪器测量时，是将被测量和已知标准量进行比较，从而确定被测量的大小。这种仪器的特点是准确度很高，如我国生产的直流电桥，测量准确度已达到2×10-4，直流电位差计达到5×10-5，交流电桥采用变压比率臂型式达到1×10-4。另一方面，这种仪表具有较大的灵活性，既有手动平衡，也有自动平衡。既可用来测定各种电量，也可以用来测定各种非电量，如温度、压力、位移等。广泛应用于电磁测量和工业自动检测技术中。2—5常用电工测量指示仪表，依其测量原理来区分有几种主要类型？各有什么特点？按照测量原理和用途可分为：磁电系仪表、整流系仪表、电磁系仪表、电动系仪表、感应系仪表等。磁电系仪表是利用永久磁铁的磁场与载流线圈（即通用电流的线圈）相互作用的原理而制成的，结构特点是具有固定的永久磁铁和活动的线圈。这种仪表使用十分广泛，可用来测定直流电压、电流，加装适当整流器和变换装置也可以测量交流及非电量。整流系仪表，如万用表是利用磁电系测量机构（表头）配合测量电路的一种多用途表，是工矿电工最常用的仪表，它的特点是多用途、多量程。电磁系仪表是利用动铁片与通有电流的固定线圈之间或与被此线圈磁化的静铁片之间的作用力而制成的仪表。这种仪表结构简单，可以直接测量交流电量，从而在电工测量中得到广泛应用。感应系仪表，如交流电度表是一种“功率积算表”，它既不是简单地放映电压、电流，也不是指示瞬时功率，而是要放映电能随时间增长积累的总和。因此，在结构上采取所谓“感应式”特殊结构。它将负荷电功率的大小变成表内转盘的随时间转动快慢的转数，再通过计数装置将转数累积，指示出用电量。2—6为什么磁电式仪表不能直接用语交流测量，而电磁式和电动式仪表可以交直流两用？磁电系仪表是经永久磁铁磁场和通电线圈产生转距的。由于磁场固定，指针的偏转方向就决定于动线圈中电流的方向，电流方向改变则指针偏转方向也改变。交流电电流的方向是随时间变化的，当动线圈同交流电流时，指针要在一个周内从零位向正、反两个方向偏转运动，若交流电频率远超过指针的摆动频率，由于惯性，则指针根本不会产生明显运动。电磁系和电动系仪表是利用固定线圈产生的磁场和动铁片或动线圈之间的吸引力来形成转距的。当固定线圈通有一定方向的电流时，被磁化的动铁片极性（或通电可动线圈的极性）和固定线圈产生的磁场互相吸引，带动指针偏转。当固定线圈电流方向改变时，被磁化动铁片（或通电可动线圈）的极行随之也改变，两者之间能保持吸引，使活动部分的转距方向保持不变。所以，这两种系列仪表可以交直流两用。2—7电流表和电压表的主要区别是什么？在电路联接时注意些什么？电流表和电压表测量机构完全相同，只是测量线路上有着根本区别。电压表是并联在被册线路两端，要分流掉一部分电流，为了减小测量误差，希望分流的电流占被册电流的比例尽可能小。因此，采用将表头串联一个大电阻的形式构成电压表。电流表是串联在被测电路中。由于表头允许流过的电流较小，而被测电路的电流可能超出表头量程，所以长采取在表头两端并联分流（即小电阻）的形式。使用电流表和电压表时要注意被测量的数值必须在表的量程范围内。同时绝对避免电流表并接在被测线路两端，否则，将会有很大的电流流过表头而将其烧毁。2—8磁电式电流表怎样扩大量程？在实际使用中，常需要将一个磁电式电流表头的量程扩大，通常可以采取下列两种方法：（1）测量表头内阻，计算出扩大量程所需要的分流电阻大小。可利用图的方法测量表头内阻。调整电位器使表头指针指满刻度，表头指示的电流值为流过表头线圈的电流。用高电阻抗万用表的电压档测量表头两端的电压降。将测得的电压除以表头满量程的电流值，即为表头内阻。然后，呆板、按照电工原理中并联支路计算公式算出分馏电阻值。提醒注意的是，禁止使用万用表电阻档去测量表头内阻，这样会有较大电流流过表头而将表头烧毁或指针打坏。另一种方法是，利用一个已知量程表（要求不高时可用万用表）按图线路扩大表头量程。图中W2是一个小电阻值电位器，先将W2短接，调整W1使已知量程表“I”指示一个数值，然后调整W2，使表头“Ⅱ”指示位置所表示的扩大量程后的读书和表“Ⅰ”的实际读书相等，W2的阻值即为所要并联的分馏电阻值。如果量程扩大范围大，而且找补到合适的小电位器，W2可以用裸康铜丝代替，滑臂用铜线代替。改变量程的方法通常采用波段开关切换分流电阻的方式。2—9万用表由哪几部分组成？一般能进行哪些测量？万用表由三大部分组成。（1）表头：通常采用磁电系测量机构作为万用表头。它的满刻度偏转电流一般为几个微安到百微安。满刻度偏转电流越小，则灵敏度越高，表头特性就越好。（2）测量线路：一般万用表的测量线路由多量程直流电流表、多量程支流电压表、多量程交流电压表及多量程欧姆表组成。个别型号万用表还没有多量程交流电流档。（3）转换开关：万用表各种测量种类及量程的选择是靠转换开关来实现的。转换开关里有固定接触点和活动接触点，当活动接触点和固定接触点闭合时可以接通电路。万用表可以测量直流电流、电压，交流电压，电阻，交流电平（分贝）。有些万用表还没有测量电容刻度及测量晶体三极管特性的线路和刻度。2—10使用万用表应注意哪些问题？万用表具有多用途的特点，在电工测量中十分方便，然后也往往因使用不当或疏忽大意造成测量错误或损坏事故。因此，必须学会正确的使用万用表。一般应注意下列几点：（1）插孔（或接线柱）选择要正确。一般红笔插在表上标有“+”号的插孔内，黑笔插在“-”插孔内。测量时注意极性。（2）种类选择要正确。如测量电压时应将转换开关放在相应的电流档等。尤其在作几种不同的测量时要特别细心，稍一不慎有可能造成严重后果。例如误用电流档测电压，轻则表针损坏，重则烧毁。（3）量程选择要适合。例如测量的电压是交流220伏，量程开关应置于交流250伏档或500伏档。测量电流时，最好借助于换档开关，使指针在刻度二分之一到三分之二的位置上，读数才能较为准确。（4）使用欧姆档量侧时，应注意倍率档选择，并不要忘记进行调整，测量中应尽量使指针指在刻度较稀的部分，其指针越接近中心位置，读数越准。应特别注意，欧姆档决不能带电测量。否则外加电压不仅使测量结果错误，而且可能烧坏表头。（5）正确进行读数。万用表上有多条刻度线，它们分别适用于不同的被测对象。所以，测量时应该在对应的刻度尺上读数，同时也应注意刻度尺都市和量档的配合，避免出错。（6）应注意操作安全。在进行较高电压测量或测量点附近有高电压时，千万注意人身、仪表和被测设备的安全。在做较高电压及大电流测量设计，不能带电切换量程开关，否则有可能使开关烧坏。万用表用完以后，最好将量程开关置于交流电压最高档，此档对表最安全，以防下次测量时疏忽而损坏万用表。总之，应在平时测量中养成正确使用的习惯，每当表笔接触被测线路前，应习惯对表再作一次全面检查，看一看各部分位置是否有限。2—11如果被测交流电流较小时，如何使钳形电流表有明显的读数？如果被测交流电流较小，读数不明显，可以采取在卡口上多绕几匝再测。此时，测得的读数必须除以所绕的匝数才是电力实际电流值。2—12摇表为什么有三个测量端子？一般摇表有三个接线柱：线（或火线）接线柱“L”，测量时与大地绝缘的被测导体联接；地接线柱“E”，测量时与被测物的外壳或其他部分联接；保护（或屏）接线柱“G”，测量时与被测物上保护遮蔽环或其他不须测量的部分想相接。一般测量时，只用“线”和“地”两个接线柱。“保护”接线柱只有当被测物表面漏电严重，对测量结果影响很大且不易消除时才采用。例如，空气太潮湿，绝缘材料表面受到侵蚀而不能擦干净时，若要判明是内部绝缘不好还是表面影响，这就需要将表面和内部的绝缘电阻分开，以便比较判别，这时，就要使用此接线柱按一定方式联接。