第7篇_电工测量 备用.pptVIP

教学内容: 了解常用电工测量仪表的基本结构和工作原理，并能够正确使用； 了解测量误差和仪表准确度等级的意义，以及量程范围和选用方法； 了解非电量的电测法； 了解现代智能仪器和虚拟仪器法。 教学重点 了解常用电工测量仪表的基本结构和工作原理，并能够正确使用； 了解测量误差和仪表准确度等级的意义，以及量程范围和选用方法； 了解非电量的电测法； 了解现代智能仪器和虚拟仪器法。 教学难点 了解常用电工测量仪表的基本结构和工作原理，并能够正确使用； 了解测量误差和仪表准确度等级的意义，以及量程范围和选用方法； 了解非电量的电测法； 了解现代智能仪器和虚拟仪器法。 7.4 非电量的测量与电工测量新技术 7.4.1 非电量的测量方法 通过器件或装置，将待测的非电量转换成与它有关的电信号（电压、电流、频率等），然后利用电气测量的方法，对该电信号进行测量，来确定被测的非电信号。 1 电量的测量原理与系统构成 被测对象 传感器 信号调理 数据显示与记录 被测对象 2 常见传感器的构成与工作原理 被测量 敏感元件 转换元件 转换电路 电量 2 常见传感器的构成与工作原理 (1) 应变式电阻传感器 （2）热电偶 （3）电感式传感器 （4）电容式传感器 （5）压电式传感器 （6）霍尔传感器 1 智能仪器与数据采集系统的基本组成及特点 7.4.2 电工测量新技术 专用微型计算机系统 （硬件+软件） 硬件：主机电路、模拟量I/O通道 人机联系部件与接口电路、标准 通信接口等部分 软件：监控程序、接口管理程序、 数据处理程序 微处理器的运用大大提高了仪器的性能； 有力地改善了仪器的自动化测量水平； 人机联系密切； 可以完成更复杂的测试任务； 改善了仪器前面板及有关功能部件的结构设计。 智能仪器特点 2 虚拟仪器（软件仪器） 基于计算机的自动化 测试仪器系统 数据采集A/D 计算机 功能软件 显示系统 只需在计算机上运行软件程序即可实现数据 处理等功能； 可实现实时测量、监控及控制； 减低资金投入，系统开发维护成本及开发时间； 可以完成更复杂的测试任务； 用户可自定义仪器功能。 虚拟仪器特点 硬件是虚拟仪器工作的基础； 软件是虚拟仪器的关键。 虚拟仪器中的软件和硬件 通常按接口方式和采用总线方式不同分为： PC-DAQ插卡式虚拟仪器 串行口式虚拟仪器 并行接口虚拟仪器 网络化虚拟仪器 GPIB虚拟仪器 VXI虚拟仪器 PXI虚拟仪器 虚拟仪器的类型 虚拟仪器技术的前景与应用 R1 R2 双量程直流电流表原理图 双量程直流电压表原理图 7.2.2 电磁式仪表 线圈通入电流时产生磁场，使其内部的固定铁片和可动铁片同时被磁化。由于两铁片同一端的极性相同，因此两者相斥，致使可动铁片受到转动力矩的作用，从而通过转轴带动指针偏转。当转动力矩与游丝的反抗力矩相平衡时，指针便停止偏转。 吸引型电磁系仪表结构原理 排斥型电磁系仪表结构原理 排斥型仪表 当线圈通有电流时，产生磁场，两铁片均被磁化，同一端的极性是相同的，因而互相推斥，可动铁片因受斥力而带动指针偏转。在线圈通有交流电流的情况下，由于两铁片的极性同时改变，所以仍然产生推斥力。 由于作用在铁心上的电磁力与空气隙中磁感应强度的平方成正比，磁感应强度又与线圈电流成正比，因此仪表的转动力矩与电流的平方成正比。又由于游丝的反抗力矩与线圈的偏转角度成正比，所以仪表指针的偏转角度与线圈电流的平方成正比，即： α=KI2 电磁式仪表标尺上的刻度是不均匀的。 使用范围：交直流两用，电磁系仪表即可用于测量直流，也可以用于测量交流。因为线圈电流方向改变时，线圈磁极性和铁心磁极性同时改变，而保持受力方向不变。这是电磁系仪表特点之一。 仪表结构简单； 仪表中铁磁物质存在着磁滞误差； 灵敏度较低，受外磁场影响大、功耗大； 感抗大、不易用于高频测量； 电磁系多量程电流表 7.2.3 电动式仪表 固定线圈中通入直流电流I1时产生磁场，磁感应强度B1正比于I1。如果可动线圈通入直流电流I2，则可动线圈在此磁场中就要受到电磁力的作用而带动指针偏转，电磁力F的大小与磁感应强度B1和电流I2成正比。直到转动力矩与游丝的反抗力矩相平衡时，才停止偏转。 电动系仪表的测量机构 线圈通入直流电的情况：仪表指针的偏转角度与两线圈电流的乘积成正比，即： α=KI1I2 电动式仪表用于交流时，指针的偏转角与两个电流的有效值及两电流相位差的余弦成正比。即： α=KI1I2cos? 技术特性 准确度高 可以交直流两用，可精确测量电压、电流、功率还可以测量功率因数、频率、电容、电感和相位差 易受外磁场影响 本身消耗的功率较大 过载能力小 电动系电流表、电压表的标度尺刻度不均匀 电动系电流表 电动系电压表 在电流表的基础上串联附加电阻构成电动