电压与电流参数的测量
三相交流电路电压,电流的测量实验报告
三相交流电路电压,电流的测量实验报告三相交流电路电压、电流的测量实验报告一、实验目的1、熟悉三相交流电路的连接方式。
2、掌握三相交流电路中电压和电流的测量方法。
3、理解三相交流电路中电压和电流的关系。
二、实验原理三相交流电源由三个频率相同、幅值相等、相位互差 120°的正弦交流电压源组成。
在三相四线制供电系统中，有三根相线（火线）和一根中性线（零线）。
相线与相线之间的电压称为线电压，相线与中性线之间的电压称为相电压。
在星形连接（Y 形连接）中，线电压是相电压的√3 倍，且线电压超前相应的相电压 30°。
在三角形连接（△形连接）中，线电压等于相电压。
电流的测量可以使用电流表，通过将电流表串联在电路中进行测量。
三、实验设备1、三相交流电源2、交流电压表3、交流电流表4、若干导线5、三相负载（电阻、电感、电容等）四、实验步骤1、按星形连接方式连接三相负载将三相负载的三个端点分别连接到三相交流电源的三根相线上，负载的公共点连接到中性线上。
用交流电压表测量三相电源的相电压和线电压，记录测量值。
用交流电流表测量各相的电流，记录测量值。
2、按三角形连接方式连接三相负载将三相负载依次首尾相连，形成一个闭合的三角形，然后将三角形的三个顶点分别连接到三相交流电源的三根相线上。
用交流电压表测量三相电源的线电压，记录测量值。
用交流电流表测量各相的电流，记录测量值。
3、改变负载的性质（电阻、电感、电容），重复上述步骤，观察电压和电流的变化。
五、实验数据记录与处理1、星形连接｜测量项目｜测量值｜｜｜｜｜相电压 UAN ｜＿____ V ｜｜相电压 UBN ｜＿____ V ｜｜相电压 UCN ｜＿____ V ｜｜线电压 UAB ｜＿____ V ｜｜线电压 UBC ｜＿____ V ｜｜线电压 UCA ｜＿____ V ｜｜相电流 IA ｜＿____ A ｜｜相电流 IB ｜＿____ A ｜｜相电流 IC ｜＿____ A ｜2、三角形连接｜测量项目｜测量值｜｜｜｜｜线电压 UAB ｜＿____ V ｜｜线电压 UBC ｜＿____ V ｜｜线电压 UCA ｜＿____ V ｜｜相电流 IA ｜＿____ A ｜｜相电流 IB ｜＿____ A ｜｜相电流 IC ｜＿____ A ｜3、数据分析比较星形连接和三角形连接时的线电压和相电压关系，验证理论推导。
万用表使用方法：测量电压、电流、电阻等参数
万用表使用方法：测量电压、电流、电阻等参数万用表的使用方法万用表是一种多功能的测量仪器，可以用来测量电压、电流、电阻等参数。
在使用万用表之前，需要了解其使用方法，以确保测量结果的准确性和安全性。
本文将介绍万用表的使用方法，包括选好档位、插表笔、测量电压、读表头和显示结果等方面。
1.选好档位在使用万用表之前，需要根据要测量的参数类型选择合适的档位。
一般来说，万用表有以下几种档位可供选择：●电压档（V）：用于测量电压值。
●电流档（A）：用于测量电流值。
●电阻档（Ω）：用于测量电阻值。
●二极管档（Diode）：用于测量二极管的正向压降。
●蜂鸣档（Tone）：用于测量电路的通断情况。
根据待测量的不同，选择合适的档位，以确保测量结果的准确性和安全性。
2.插表笔选择好档位后，需要将表笔正确插入万用表的插孔中。
注意以下两点：●不要同时接触插孔附近的金属部分，以免造成短路或误操作。
●根据测量的参数类型选择正确的表笔，例如电流档需要使用内置的电流表笔。
3.测量电压插好表笔后，可以开始进行电压测量。
测量时，需要注意以下两点：●不要触碰表笔的金属部分，以免造成误操作。
●根据待测量的电压范围选择合适的量程，以确保测量结果的准确性和安全性。
4.读表头测量完成后，需要读取表头的示数。
读取示数时，需要注意以下两点：●眼睛的位置和表笔的位置，以确保测量的准确性。
●不要过度拉伸或移动表笔，以免造成误操作。
5.显示结果最后，需要将测量结果以适当的方式显示出来。
可以根据万用表的说明书中的提示进行操作，以确保显示结果的准确性和安全性。
一般来说，万用表都有液晶显示屏或者数码管显示，可以将测量结果显示在屏幕上。
如果需要进行记录或者报告，可以手动记录或者使用连接电脑的方式导出数据。
电压电流检测原理
电压电流检测原理电压电流检测是电力系统中常见的一项技术，在电路设计、电力监控和设备维护中起着重要的作用。
本文将介绍电压电流检测的原理及其应用。
一、电压检测原理在电力系统中，电压是指电路两点之间的电位差，通常用伏特（V）来表示。
电压检测的原理是利用电场的作用力测量电荷之间的电位差。
一般采用电压变换器（如电压互感器）将电压变换成相应的电流信号，再通过测量电流信号的大小来获取电压值。
在电压检测中，常见的方法包括直接测量和间接测量。
直接测量是将待测电压通过合适的测量装置（如电压表、示波器）直接测量得到；间接测量则是通过测量与电压相关的参数（如电阻、电流）来计算得到电压值。
二、电流检测原理电流是指在单位时间内通过导体的电荷量，通常用安培（A）来表示。
电流检测的原理是利用导体中的电荷运动形成的磁场来测量电流的大小。
电流检测中常见的方法包括磁效应测量和电效应测量。
磁效应测量利用电流在导体周围产生的磁场，通过磁感应定律测量磁场的大小，进而得到电流值。
电效应测量则是通过电荷与电流相关的参数（如电压）来计算电流值。
三、电压电流检测的应用1. 电力系统监测：电压电流检测在电力系统中广泛应用于对电网各节点的电压和电流进行实时监测，以确保电力系统的稳定运行。
通过检测电压电流的异常变化，可以及时发现电力系统中的故障和问题，并采取相应的措施进行修复。
2. 电路设计与测试：在电路设计和测试中，电压电流检测用于验证电路的性能和工作状态。
通过检测电压电流的数值，可以判断电路是否符合设计要求，并对电路参数进行调整和优化。
3. 动力电子设备控制：在动力电子设备中，电压电流检测被广泛用于控制系统的实时监测和反馈。
通过检测电压电流的变化，可以实现对电子设备的精确控制，提高设备的效率和性能。
4. 电力质量分析：电压电流检测也用于电力质量分析。
通过检测电压电流的波形、谐波等特征，可以评估电力系统的质量指标，如谐波含量、瞬时变化等，并提出相应的改进措施。
传感器如何用于测量物体的电压和电流？
传感器如何用于测量物体的电压和电流？一、电压测量：1. 电位器传感器可以测量物体的电势差。
电位器传感器由固定电阻和可动电阻组成，当电流通过可动电阻时，电阻值会发生变化，从而可以测量电位差。
2. 电流互感器可以间接测量物体的电压。
电流互感器利用线圈的自感和互感原理，实现了将高压线路中的电流转化成低压线路中的电流，进而可以测量电压。
二、电流测量：1. 热电偶传感器可以测量物体的电流。
热电偶传感器是根据热电效应工作的传感器，通过测量电流流过导线时所产生的热量差异来计算电流大小。
2. 磁阻传感器可以测量物体的电流。
磁阻传感器利用导线中产生的磁场所引起的磁阻变化，测量电流的大小。
3. 霍尔传感器可以测量物体的电流。
霍尔传感器是根据霍尔效应工作的传感器，通过测量电流所产生的磁场的强弱来计算电流大小。
三、电压和电流的测量在实际应用中的意义：1. 电压和电流测量是电力系统中的基础工作，能够帮助我们了解电路的各种参数，从而确保电力系统的正常运行。
2. 电压和电流测量在家庭用电和工业生产中也有重要作用，可以帮助我们判断电器设备的使用情况，确保安全使用电力设备。
3. 电压和电流测量在科学研究和实验中也起到了重要的作用，可以帮助我们获取实验数据，进行科学研究。
四、电压和电流测量的注意事项：1. 在进行电压和电流测量时，要确保传感器的精度和准确性，以免影响测量结果。
2. 在进行高压电压和大电流测量时，要注意安全防护措施，避免电击与触电事故的发生。
3. 在进行电压和电流测量时，要选择合适的测量仪器和传感器，以确保测量数据的可靠性和准确性。
总结：电压和电流是电力系统中的重要参数，通过正确选择和使用传感器，可以准确测量物体的电压和电流。
电压和电流测量在各个领域都有重要的应用，帮助我们了解和判断电力系统的情况，并确保安全使用电力设备。
在进行电压和电流测量时，我们要注意传感器的精度和准确性，并采取相应的安全防护措施。
通过合理选择测量仪器和传感器，我们能够获取到准确可靠的测量数据。
电压与电流测量步骤
3.2.6单相桥式整流、电容滤波、稳压管稳压电路
输入的交流电经过二极管桥式整流，得到脉动直流 电，再经过电容滤波，得到较平滑的直流电，最后经 过稳压二极管稳压，输出稳定的直流电压给负载。
3.2.7负载变化的单相桥式、电容滤波、稳压管稳压电路
输入的交流电经过二极管桥式整流，得到脉动直流 电，再经过电容滤波，得到较平滑的直流电，最后经过 稳压二极管稳压，输出稳定的直流电压给负载。
半波整流电路工作原理
V
+
U2
负半周由于V的阻 断而无电流流通， RL 负载两端电压为零。
+
URL
-
+
当交流电正半周时，二极管V导通，负载两端有电压 U2，当交流电负半周时二极管截止，负载两端电 经过半波整流后 t t 压为零。周而复始，在负载两端形成间隔半周的 脉动直流电。直流电压平均值 URL= 0.45 U2
IX 档位（满刻度值） 指针偏转格数 50
（mA或 μA）
5. 当前电流值测量完毕后，必须立即将当前电流的短接插头插回原 处，否则会影响其他参数的测量，并会影响电路的正常工作。
各试题万用表选择一览表
试 题
3.1.1
3.2.1 3.2.6 — 25V 100V 5V
50mA 5mA 50mA *
3.2.4负载变化的单相全波、电容滤波、稳压管稳压电路
输入的交流电经过二极管全半波整流，得到脉动直 流电，再经过电容滤波，得到较平滑的直流电，最后经 过稳压二极管稳压，输出稳定的直流电压给负载。
3.2.5单相桥式整流、电容滤波电路
输入的交流电经过二极管桥式整流，得到脉动 直流电，再经过电容滤波，输出较平滑的直流电压 给负载。
3.2.2 负载变化的单相半波、电容滤波、稳压管稳压电路
电流和电压的相量测量实验中相角的测量方法及误差分析
电流和电压的相量测量实验中相角的测量方法及误差分析在电力系统和电子电路的研究和应用过程中，我们常常需要测量电流和电压的相位差，即相角。
相角是描述电流和电压之间的相对相位关系的重要参数，它对于电力系统的稳定性和电路的正确工作具有关键作用。
本文将介绍相角的测量方法，以及相角测量中的误差分析。
一、相角测量方法1. 位相差测量法位相差测量法是相角测量的基本方法之一。
它通过测量电流和电压之间的时间差来计算相角。
设电流i(t)和电压u(t)可以表示为：i(t) = I * sin(ωt + φi)u(t) = U * sin(ωt)其中，ω为角频率，φi为电流相角。
我们可以通过以下步骤来测量相角：（1）将电压和电流信号输入示波器，设置示波器的触发功能；（2）调整示波器的水平和垂直扫描速度，使电压和电流的波形图完整显示；（3）触发示波器，记录电压和电流波形图上相同点的时间差Δt；（4）根据相位差的定义，计算相角φi = (Δt / T) * 2π，其中T为电压和电流的周期。
2. 包络检波法包络检波法是另一种常用的相角测量方法。
它利用包络检波器检测电流和电压的包络信号，并通过比较两个包络信号的时间差来测量相角。
具体步骤如下：（1）将电压和电流信号输入示波器，设置示波器的水平和垂直扫描速度；（2）调整示波器的触发功能，使其稳定显示包络信号；（3）记录电压和电流包络信号上相同点的时间差Δt；（4）根据相位差的定义，计算相角φi = (Δt / T) * 2π，其中T为电压和电流的周期。
二、误差分析在相角测量实验中，存在着一些误差源，这些误差对相角测量结果的准确性会产生一定的影响。
以下是主要的误差来源和分析：1. 示波器的系统误差示波器作为相角测量的重要工具，在测量过程中可能会引入一定的系统误差。
这些误差来自示波器的内部电路和采样性能等因素。
为了减小示波器的系统误差，可以选择精度更高的示波器或进行校准和补偿。
2. 人为误差测量人员在操作示波器和记录数据时可能存在一定的误差。
电流、电压和功率的测量
图 1-1-1 动圈式磁电系测量机构
经典模拟电流表，已 经日益少见，仅见于实验 室模型
图1-1-2 单量程电流表原理图
S0 Rs I ( ) S0 I n Rg Rs
RS和RG分别为采 样电阻和线圈电阻， 一般情况下RS<<RG。 典型的采样电阻满量 程压降为75mV。
图1-1-3 多量程电流表原理图
图1-1-10 电流互感器的电流-电压转换电路
U0 i2 R i1R( N1 N2 )
更多采用方案（b），它对互感器无负载影响，不会产生 相位偏移。CTL6P为小型互感器！
1.2 电压的测量
1.2.1 直流电压的测量
图1-2-1 用普通电压表（动圈）直流电压原理
测量的本质是电压---微电流---指针偏转---结果！目前 基本淘汰，多见于实验室和简单就地指示。它内阻低，不 适合测量高内阻信号源的电压。
图1-2-2 用普通电压表测量高输出电阻电路的直流电压
E0 E0 U U0 Rv m R0 Rv R0 Rv I m
测量误差：
( K 1) U U 02 02 K U 01 U E0 R0 0 E0 R0 Rv E0
K
U2 U1
目前大量应用的电子式电压表均利用FET输入运算放大器 高阻抗输入的特点，使用了高达10M欧姆的输入分压电阻， R1+R2+R3，其中U1为低压档，U3为高压档位。
！使用这个采样电路，实际应用 中一般需要加装运放输入钳位保护电 路，防止输入信号电平超过运放最大 允许电压造成器件损坏，一般在R1 右侧加装对正负电源泄放的高速二极 管1N4148。
如图b，在用于测量共地负载电 流时采用的电路，因此这里可 以共地测量。它直接从电源处 连接采样电阻，对于被测回路 无分流，放大倍数自定义 （R2）。如果放大器性能高， 失调小，开环增益大，可以采 用极小的电流采样电阻！缺点 是输出电压端阻抗等于R2！
电力设备的电力系统的电压与电流参数的测量与校准
电力设备的电力系统的电压与电流参数的测量与校准电力设备的电力系统中，电压与电流参数的测量与校准是非常重要的步骤。
准确测量电压与电流参数可以确保电力设备的正常运行以及电网的稳定性。
本文将介绍电力设备电力系统中电压和电流参数测量的方法和校准过程。
一、电压参数的测量与校准1. 电压的测量电压是电力系统中的重要参数，常见的测量方法有电压表和电压互感器。
电压表是一种直接测量电压大小的仪器，可以通过连接在电路中来测量电压。
而电压互感器则是利用电能的互感原理，将高压电路的电压变换到低压电路上进行测量。
2. 电压的校准为了确保电压测量的准确性，电压的校准是必不可少的。
校准的目的是验证电压测量仪器的准确性，并进行必要的调整。
校准过程中要使用标准电压源来与待测电压进行比对，在一定的精度范围内判断待测电压是否准确。
二、电流参数的测量与校准1. 电流的测量电流是电力设备工作状态的重要指标，常用的电流测量方法有电流表和电流互感器。
电流表通过连接在电路中，经过一定的电流量程划分，可以直接测量电路中的电流值。
而电流互感器则是通过互感原理，将高电流变换为低电流进行测量。
2. 电流的校准电流的校准是为了保证电流测量仪器的准确度，以及在实际测量过程中的可靠性。
校准的过程类似于电压的校准，需要使用标准电流源与待测电流进行比对，并在一定的误差范围内判断是否准确。
三、电压与电流参数的测量仪器选择与维护1. 电压与电流测量仪器选择在选择电压与电流的测量仪器时，需要考虑准确度、量程范围等因素。
通常选择具有较高准确度的测量仪器，以及能够满足电压和电流范围要求的仪器。
2. 电压与电流测量仪器维护为了确保电压与电流测量仪器的准确性和可用性，定期的维护和校准是必要的。
维护包括仪器的外观清洁、连接线的检查与更换等。
校准则需要依据实验室或厂家的要求进行，通常是每年或根据使用情况进行定期校准。
四、总结电力设备的电力系统中，电压和电流参数的测量与校准是确保设备正常运行和电网稳定性的关键环节。
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2.模拟式万用表测量直流电压
• 模拟式万用表的直流电压档由表头(磁电系微安表,全偏转 电流40～100µA)串联分压电阻和并联分流电阻组成，因 而其输入电阻一般比数字万用表低一个数量级。由于各量 程档串、并联电阻不同，所以各量程档的内阻不同，通常 把内阻Rv与量程之比（每伏欧姆数即Ω/V数）定义为直流 电压灵敏度Sv-，因此同一块表，量程越大内阻越大。例 如MF500-HA型万用表的直流电压灵敏度Sv-=20KΩ/V， 则10V量程和50V量程的电压表内阻分别为200KΩ和 1000KΩ/V。在使用模拟式万用表测量直流电压时，一定 要注意表的内阻对被测电路的影响，否则将可能产生较大 的测量误差。
±0.05%Ux±0.015%Um。求满度误差相当几个字？
解：由已知条件可知， 满度误差为
0.015%Um=0.015%×2V=0.0003V。
所以0.0003V中的3为4 1/2位数字万用表的末位，
即有3个字的满度误差。
〖例题3.2〗用DT930F 41/2位数字万用表的2V量程档分别测量2V和0.1V电压，已知 该仪表的准确度为±0.05%Ux±3个字，求由于仪表的固有误差引起测量误差的大小。
U 0.05% 0.1V 0.0003V(3个字） 0.00005V 0.0003V 0.00035V
u
U Ux
100 %
0.00035 0.1
100 %
0.35%
可见,当被测电压与满量程值相差太大时,误差是很大的。为此，当测量小电压时，应 当用较小的量程。这一点和使用模拟万用表的要求是一样的。另外，数字万用表的准 确度远优于模拟式万用表的准确度。以直流电压档的基本误差为例，模拟式万用表通 常为±2.5%，而31/2位数字万用表为±0.5%。
间接测量
如图3.1(b)所示,若要测量R3两端的 电压差,可以分别测出R3对地的电位U1、 和U2,然后利用公式UR3= U1-U2求出要 测量的电压值。
1.数字万用表测量直流电压
• 熟悉数字万用表的主要性能指标含义是正 确使用数字万用表的前提，而表征数字万 用表的主要性能指标有：测量范围、分辨 率、输入阻抗、抗干扰能力、测量速度及 准确度等。
电压与电流的测量
• 3.1 直流电压与电流的测量 • 3.2 交流电压与电流的测量 • 3.3 高频电压与电流的测量 • 3.4 电平的测量 • 3.5 噪声电压的测量
3.1 直流电压与电流的测量
• 3.1.1直流电压的测量 • 3.1.2直流电流的测量
3.1.1直流电压的测量
• 直流电压的测量大体上有直接测量和间接测量两 种方法。
解：（1）测量2V电压时的绝对误差 因为该表是41/2位，用2V量程档时，±3个字相当于±0.0003V，所以绝对 误差
示值相对误差为
U 0.05% 2V 0.0003V(3个字）
0.001V 0.0003V
0.0013V
u
U
Ux
100 %
0.0013 2
100 %
0.065 %
（2）测量2V电压时的绝对误差 示值相对误差为
• 1.数字万用表测量直流电压 • 2.模拟式万用表测量直流电压 • 3.零示法测量直流电压 • 4.用电子电压表测量直流电压 • 5.示波器测量直流电压 • 6.含交流成分的直流电压的测量
直接测量
就是将电压表直接并联在被测电路的两端, 如图3.1(a)所示,用模拟式电压表测量时应注 意电压表的极性，它影响到测量值与参考极 性之间的关系，也影响模拟式电压表指针的 偏转方向。如果电压表的内阻为无穷大,则电 压表的示数即是被测电路两点间的电压值。
• 数字万用表普遍采用积分式（包括双积分 、多重积分式）A/D转换器，能有效地抑制 串模干扰。此外，对于共模干扰的抑制能 力也很强，中、低档数字万用表的共模抑 制比（CMRR）可达86～120dB，高档数 字万用表则为100～160dB。
(6)准确度（测量误差）
• 数字万用表的测量误差通常用准确度来表示，准确度愈高 ，测量误差愈小。在测量电压时准确度通常有以下两种表
(1)测量范围
• 数字万用表一般用量程显示位数以及超量 程能力来反映它的测量范围。
• ①量程 • ②显示位数 • ③超量程能力
①量程
• 数字万用表的量程是以基本量程（即未经 衰减和放大的量程）为基础，利用步进衰 减器和放大器向两端扩展来实现的。
②显示位数
• 数字万用表的显示位数通常为31/2～８1/2位。它 的意思是指能显示０～９所有数字的位是整数位 ，分数位的数值是以最大显示值中最高位的数字 为分子，而用满量程时最高位的数字作为分母。 如31/2数字万用表的最大显示值为±1999，量程 计数值为2000（0～1999），这表明在其最大显 示值中最高位的数字为1（作分子），满量程时最 高位数字为2（作分母），因此最高位是半位，记 作1/2位，它只能显示0或1。其余三位均是整数位 。
示方法：
U %U x %Um
U %U x n个字
Ux —— 被测电压读数； Um —— 该量程的满度值； α%Ux —— 读数误差； β%Um —— 表示满度误差，也可以用±n个字表示，即在该量程上末位跳 n个单位电压值恰好等于β%Um。
〖例题3.1〗DT980型4 1/2位数字万用表直流2V档的准确度为
(3)输入阻抗
• 由于输入有衰减器，所以输入阻抗不是固 定值。小电压档测量时，Ri可达500MΩ； 大电压档测量时，Ri只有10MΩ。
(4)测量速度
• 测量速度是在单位时间内以规定的准确度 完成的最大测量次数，其单位是“次/S”。 31/2、41/2位数字万用表的测量速度大约为 2～５次/S。
(5)抗干扰能力
③超量程能力
• 数字万用表是否具有超量程能力，与基本 量程有关。带有1/2位数字万用表，如按2V 、20V、200V、分档，没有超量程能力。 但按1V、10V、100V分档的，才具有超量 程能力。如最大显示1999V的数字万用表， 在10V量程上，允许有100%的超量程。
ห้องสมุดไป่ตู้
(2)分辨率
• 数字万用表最低电压量程上末位1个字所对 应的电压值，称为分辨率。显然在不同量 程上具有不同的分辨率。在最小量程上具 有最高分辨率。如某数字万用表最小量程 0.2V，最大显示正常数为2000，末位一个 字为100μV，即该数字万用表的分辨率为 100μV。