电气测量第7章
第七章 常用电工测量仪表
2.交流电流的测量
电流表应与负载串联在电路中。
（1） 测量高压电路的电流时，电流表 应串联在被测电路中的低电位端；
（2）若测量的电流值大于5A时，一般 需要配合电流互感器进行测量。
二、电压的测量
1.直流电压的测量
电压表应并联在线路中测量； （1）正确选择量程; （2）注意极性。
⑥万用表使用完毕后，要将转换开关置于 空档或交流电压的最高档，长时间不用，就要 取出表内电池，防止旧电池漏液而腐蚀损坏电 池座的触片。
三、数字式万用表
数字式万用表，也叫数字式多用表，简称DMM， 是一种新型的可以测量多种电量，具有多种量程的 便携式仪表，除具有指针表的测量功能外，还可以 测量交流电流、电感、电容、晶体管的hFE值、PN 结的正向压降等。 数字式万用表的测量结果是由数字显示值直接 读取的，其准确度、分辨率和测量的便捷性均优于 指针式万用表。 其学习、工作和 使用比指针表更 为简单。 （注：hFE值—三极管直流放大系数）
⑤MF47型和MF500型表体上2个插孔，分别标注为2500V和5A，当要对 大于500V甚至接近2500V电压进行测量时，可将红笔插入2500V插孔，黑笔 仍插在“-”插孔不变，读数时满刻度为2500V，当要对不大于5A电流进 行测量时，将红笔插入5A插孔，黑笔仍插在 “-”插孔不变，读数时满刻度为5A。
式中：R1、R2、r1、r2为定值，只有Rx是 变量，可见，电流比值I1/I2仅与Rx的大小有关。
摇表的工作原理（续）
由于两个绕组绕向相反，当电流I1和I2分别流过两个线圈时，在永久 磁场的作用分别产生两个相反的力矩M1（转动力矩）和M2（反作用力矩）。 当M1=M2时，仪表可动部分达到平衡，使指针停留在某一位置上，指示出被 测电阻的数值。
《电气测量(第5版)》习题答案
《电气测量》五版习题参考答案第一章1．解：可能出现的读数最大值为220+220×2311005=V,若测出值为230V ，则该读数的绝对误差为 0A A X -=∆ =230-220=10 V,相对误差为 γ0A ∆=×100%22010=×100%=4.5%2．解：该读数的绝对误差为 0A A X -=∆=8.1－8=0.1 A,, 该表的最大引用误差为mm m A ∆=γ×100％ =81.0×100％ =1.25％,按表1-1该电流表的准确度等级可定为1.5级3．解：准确度1级、量程为300V 的电压表,最大绝对误差为 V 3%)1(300±=±⨯=⨯=∆m m m A γ若读数为300V ，则该读数可能的最大绝对误差为V 3±，相对误差为γx A ∆===±3003%1± 读数为200V 时，则该读数可能的最大绝对误差仍为V 3±，此时的相对误差为γxA ∆===±2003%5.1± 4．解：如果选用量程为250V 的电压表，可选准确度为0．5级的电压表，其最大绝对误差为V 25.1%)5.0(250±=±⨯=⨯=∆m m m A γ在测量250V 时相对误差不会超过±0．5％。
若选用量程为300V 的电压表，准确度为0．5级时，其最大绝对误差为1.5V ，测量250V 时相对误差为γxA ∆===±2505.1%6.0±,不能满足要求，必须选用０．２级．最大绝对误差为０．６V ，测量250V 时相对误差为γx A ∆===±2506.0%24.0±,不会超过±0．5％。
若选用量程为５00V 的电压表，准确度为0．２级时，其最大绝对误差为1V ，测量250V 时相对误差为γx A ∆===±2501%4.0±,可以满足要求．, 5．解：(1)该表测量时，可能产生的最大相对误差为%5.0±，最大绝对误差为格75.0%)5.0(150±=±⨯=⨯=∆m m m A γ(2)当读数为140格时最大相对误差为γxA ∆===±14075.0%535.0±,当读数为40格时最大相对误差为γxA ∆===±4075.0%875.1±6．附图1—1解：321γγγγp m n y ++=+54γγr q + =1×0.02％+1×0.015％+1×0.02％+1×±0.015％+1×0.01％=0.08％7．解：用0.5级0--300V 量程的电压表测量95V 电压，最大绝对误差为V 5.1%)5.0(300±=±⨯=⨯=∆m m m A γ最大相对误差为γxA ∆===±955.1%57.1± 用1级0～100V 量程的电压表测量95V 电压，最大绝对误差为V 1%)0.1(100±=±⨯=⨯=∆m m m A γ最大相对误差为γxA ∆===±951%05.1± 可见在测量95V 电压的时候，0.5级0--300V 量程的电压表准确程度,还不如I 级0～100V 量程的电压表。
《电气测量第》习题答案
《电气测量》五版习题参考答案（说明）以下答案并不是标准答案，因为有的题目可能有多解，任何一种解法都不能称为标准解法。
其次，计算中在遇到多位数时，允许取近似的有效数，有效数可以取三位。
有的时候也可以取四位或两位，这在工程计算中都是允许的。
所以下面答案中取近似值的方法，也不是标准方法，所有答案都仅供参考。
第一章1．用电压表测量实际值为220V 的电压，若测量中该表最大可能有±5％相对误差，则可能出现的读数最大值为多大。
若测出值为230V ，则该读数的相对误差和绝对误差为多大。
解：可能出现的读数最大值为220+220×2311005=V 若测出值为230V ，则该读数的绝对误差为0A A X -=∆ =230-220=10 V相对误差为γ0A ∆=×100%22010=×100% =4.5% 2．用量程为10A 的电流表，测量实际值为8A 的电流，若读数为8.1A ，求测量的绝对误差和相对误差。
若所求得的绝对误差被视为最大绝对误差，问该电流表的准确度等级可定为哪一级?解：该读数的绝对误差为0A A X -=∆=8.1－8=0.1 A该表的最大引用误差为m m m A ∆=γ×100％ =81.0×100％ =1.25％ 按表1-1该电流表的准确度等级可定为1.5级3．用准确度为1级、量程为300V 的电压表测量某电压，若读数为300V ，则该读数可能的相对误差和绝对误差有多大，若读数为200V ，则该读数可能的相对误差和绝对误差有多大。
解：准确度1级、量程为300V 的电压表,最大绝对误差为若读数为300V ，则该读数可能的最大绝对误差为V 3±，相对误差为γx A ∆===±3003%1± 读数为200V 时，则该读数可能的最大绝对误差仍为V 3±，此时的相对误差为 γx A ∆===±2003%5.1± 4．欲测一250V 的电压，要求测量的相对误差不要超过±0．5％，如果选用量程为250V 的电压表，那么应选其准确度等级为哪一级?如果选用量程为300V 和500V 的电压表，则其准确度等级又应选用哪一级? 解：如果选用量程为250V 的电压表，可选准确度为0．5级的电压表，其最大绝对误差为 在测量250V 时相对误差不会超过±0．5％。
发电厂电气部分第7章 配电装置1
中型配电装置 实物图
旁路母 线9
隔离开 关4 隔离开 关3
A B C
A
B
C
A
B C
隔离开 关7
断路器5
中央门型架
悬式绝缘子
☞分相中型配电装置：
所谓分相布置系指隔离开关是分相直接布置在母线的正下方。
采用硬圆管母线及伸缩式隔离开关，可减小母线相间距离，降 低构架高度，节约占地面积；断路器采用三列布置。 分相中型配电装置具有接线简单，清晰，占地面积小的特点。
2、屋内配电装置图
平面图 是按比例画出房屋及其间隔、通道和出口等处的 平面布置轮廓，平面上的间隔只是为了确定间隔数
及排列，故可不表示所装电气设备。
断面图 是用来表明所取断面的间隔中各种设备的具体空 间位置、安装和相互连接的结构图。 也应按比例绘制。
断面图举例
进线
旁路 母线
主母线
进 线
二、屋内配电装置的布置原则
线、母线隔离开关等较轻设备布置在第二层。
优点：与三层式相比，它的造价较低，运行维护和
检修较方便。 缺点：占地面积有所增加。 适用于出线有电抗器的情况。
☞单层式占地面积较大，通常采用成套开关柜，以
减少占地面积。
间隔的概念
在屋内配电装置中，通常将同一回路的电气设备和导
体布置在一个间隔内。 所谓间隔是指为了将电气设备故障的影响限制在最小 的范围内，以免波及相邻的电气回路，以及在检修电 气设备时，避免检修人员与邻近回路的电气设备接触， 而用砖或用石棉板等制成的墙体隔离的空间。
TM3
380/220V配电装置
4、对配电装置的基本要求 （1）运行可靠。
（2）便于操作、检修、和巡视。
（3）保证工作人员的安全。
发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章---第7章
发电厂电气部分第四版课后习题答案第1章---第7章第一章能源和发电1-1 人类所认识的能量形式有哪些？并说明其特点。
答：第一、机械能。
它包括固体一流体的动能，势能，弹性能及表面张力能等。
其中动能和势能是大类最早认识的能量，称为宏观机械能。
第二、热能。
它是有构成物体的微观原子及分子振动与运行的动能，其宏观表现为温度的高低，反映了物体原子及分子运行的强度。
第三、化学能。
它是物质结构能的一种，即原子核外进行化学瓜是放出的能量，利用最普遍的化学能是燃烧碳和氢，而这两种元素是煤、石油、天然气等燃料中最主要的可燃元素。
第四、辐射能。
它是物质以电磁波形式发射的能量。
如地球表面所接受的太阳能就是辐射能的一种。
第五、核能。
这是蕴藏在原子核内的粒子间相互作用面释放的能。
释放巨大核能的核反应有两种，邓核裂变应和核聚变反应。
第六、电能。
它是与电子流动和积累有关的一种能量，通常是电池中的化学能而来的。
或是通过发电机将机械能转换得到的；反之，电能也可以通过电灯转换为光能，通过电动机转换为机械能，从而显示出电做功的本领。
1-2 能源分类方法有哪些？电能的特点及其在国民经济中的地位和作用？答：一、按获得方法分为一次能源和二次能源；二、按被利用程度分为常规能源和新能源；三、按能否再生分为可再生能源和非再生能源；四、按能源本身的性质分为含能体能源和过程性能源。
电能的特点：便于大规模生产和远距离输送；方便转换易于控制；损耗小；效率高；无气体和噪声污染。
随着科学技术的发展，电能的应用不仅影响到社会物质生产的各个侧面，也越来越广泛的渗透到人类生活的每个层面。
电气化在某种程度上成为现代化的同义词。
电气化程度也成为衡量社会文明发展水平的重要标志。
1-3 火力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？答：按燃料分：燃煤发电厂；燃油发电厂；燃气发电厂；余热发电厂。
按蒸气压力和温度分：中低压发电厂；高压发电厂；超高压发电厂；亚临界压力发电厂；超临界压力发电厂。
《电气测量》课程习题
《电气测试技术》课程习题第1章到第5章习题一、填空题1、测试技术包括测量和试验两方面.凡需要考察事物的状态、变化和特征等,并要对它进行定量的描述时,都离不开测试工作。
2、按是否直接测定被测量的原则分类，测试方法分直接测量法和间接测量法。
3、按测量时是否与被测对象接触的原则分类，测试方法分接触式测量法和非接触式测量法。
4、按测量时是否随时间的原则分类，测试方法分静态测量法和动态测量法。
5、测量误差一般按其性质分类分为系统误差、随机误差和粗大误差。
6、传感器是测试系统的第一环节,将被测系统或测试过程中需要观测的信息转化为人们熟悉的各种信号。
7、传感器的基本功能是检测信号和信号转换。
8、传感器的组成按定义一般由敏感元件、变换元件、信号调理电路三部分组成。
9、传感器按信号变换特征分类；可分为结构型传感器和物理型传感器。
10、结构型传感器是依据传感器的结构参数变化而实现信号变换的。
11、物理型传感器在实现变换过程中传感器的结构参数基本不变，而仅依靠传感器中原件内部的物理和化学性质变化实现传感器功能。
12、按测量原理分类一般包括电阻式、电感式和电容式三种基本形式，以及由此而派生出来的其他形式传感器。
13、按传感器的能量转换情况分类可分为能量控制型和能量转换型传感器。
14、传感器所能测量的最大被测量的数值称为测量上限，最小的被测量值称为测量下限，用它们来表示测量区间称测量范围。
15、在采用直线拟合线性化时输出输入的校正曲线与其拟合直线之间的最大偏差称为非线性误差或线性度，常用相对误差表示。
16、传感器输出的变化量ΔY与引起此变化量X之比称为静态灵敏度（或简答什么是灵敏度）17、静态误差（精度）是指传感器在其全量程内任一点的输出值与理论输出值的偏差程度。
18、传感器的动态特性是指传感器对随时间变化的输入量的响应特性。
19、引用误差是指测量的绝对误差与仪器的满量程之比。
20、传感器的标定是指在明确传感器的输出与输入关系的前提下，利用某种标准器具对传感器进行标度。
6第七、八章_电工用具与安全标志__电工仪表
第八章 电工仪表和测量
第一节 电工仪表的种类
电气装置的安装，调试、运 行、检查和维修中经常需要 测量电流、电压、电阻等运 行参数和性能参数，以判断 其安全状态。
一、按工作原理分类
磁电系
种 电磁系 类 电动系
安全标识
警告标志：
❖ 警告标志：含义是警告人们注意可能发生的 危险。基本形状为正三角形，颜色为黄底、 黑边、黑图形符号，共有6个。
安全标识 指令标志：
指令标志：含义是指示人们必须遵守某种规定。基本 形状为圆形，颜色为蓝底、白色图形符号，共有8 个。
安全标识
路牌、名牌、 提示标志
❖ 路牌、名牌、提示标志：含义是告诉人们目 标的方向、地点。基本形状是长方形，颜色 为绿底、白图案，白字或黑字，共有12个。
抗过载电流小。（用作功率计量表）
感应系
由固定开口电磁铁、永久磁铁、 可转动铝盘、计数器等组成
二、按照精度等级分类
我们常说的仪表级别就是指的仪表精 度等级。仪表分为0.1、0.2、0.5、1.0、 1.5、2.5和5.0七个级别。表示级别的 数字很小，准确度越高。
三、按测量方法分
类
分直读式和比较式
动作电流不大于30mA，就要将仪表后盖上的档 位开关扳到100mA档。如果是不大于150mA就应 扳到200mA档。
漏电保护器测试仪
❖ 3）合上被测漏电保护器开关，顺时针均匀慢速转 动(mA)调节旋钮，此时显示屏显示模拟漏电流的数 值在不断上升，当漏电保护器跳闸时，显示数字锁 存，记录数字，数秒后自动复零。
安全带是电工登高作业 的必备安全用具， 包括梯子、脚蹬、安全带等。
第7章 频谱分析-滚动轴承、齿轮和、流体故障、电气故障
评价滚动轴承状态是振动分析中最重要的工作。 不利的是,轴承损坏时 所产生的振动征兆变化很大。 但是, 轴承在恶化时通常有一些可预测的症状。 考虑到这项任务的重要性，并提高分析者预测轴承状态的可能性, 在处理过 程中尽可能使用各种分析方法是十分重要的。 包括:
速度或加速度频谱，频率范围在30,000 到 120,000 cpm。 包络频谱，如ESP, gSE, HFD****,等。 这些频谱对由轴承缺陷产生 的冲击能量十分敏感 (滚珠或滚动体撞击缺陷类似于汽车撞到马路的坑– 产生冲击能量)。 时域图将比频谱具有更强的诊断能力- 尤其是对低速旋转的设备。 因为大多数分析者使用速度频谱分析数据, 我们将主要讨论有关速度频 谱上的 一些应用情况。 使用加速度频谱的优点是一些特殊的频率能更清楚 的显现 (相对于低-中频率范围振幅它的振幅更大)。
2) 回到 gSE 频谱，将振幅单位定为dB。 然后把这个故障频率峰值振幅 和附近的背景噪声比较 (周围的)。 如果差值为 12 - 18 dB, 说明发生了相 当明显的冲击。 如果差值为18+ dB, 说明有大量的冲击发生。 冲击等级 越高, 轴承破坏就越快。 注意 – 有两个主要原因: 如果你使用“过载” 或“幅度” (趋势) 值 而不分析包络频谱，你必须 意识到会有很多不同因素能引起冲击，而这些检测到的信号很多并不是 来自轴承故障。
图 1 – 具有高叶片通过频率时的典型频谱 (“VPF” = 叶片数x RPM)。
症状通常出现在径向，但轴向上也可能有。
与流动和倒流有关的故障的征兆(包括部件问题):
（1）高振幅 VPF或BPF, 经常伴随了 VPF或BPF谐波。 （2）在 1x RPM处的VPF和 2x VPF附近可能存在边频，如果存在, 说明转子 有问题- 如偏心，这将引起VPF 在1x rpm调制。 重要的是一定数量的 VPF / BPF 是正常的。 （3）在与流体强相关的故障情况下, 流体不稳定并产生振动从而激发泵叶轮 共振，正如在共振频率（临界速度）下滑动轴承转子（透平）油膜振荡一样。
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一、 峰值检波
1.开路式峰值检波
开路式检波电路是利用二极管将电容器充电至峰值，
它必须满足以下条件：
RC>>RiC RC >> T
满足该条件，其指示仪表的
指针偏转角将与被测电压峰值成
正比。
SI
Icp
SUM R
电气测量第7章
2.闭路式峰值检波
闭路式检波电路如果满足以 下条件：
RC>> R iC RC>>T 则其指示仪表指针的偏转角 将与被测电压交流峰值成正比。
电气测量第7章
2 电压-频率变换型 将不同被测电压值转换为不同频率的信号，再 通过整形转换为同频率的脉冲，进入频率计数器 进行计数显示，所显示的频率值就代表电压值。
电气测量第7章
3 逐次逼近比较型
将被测电压与数码开关送出的基准电压进行比较，如果 基准电压小于被测电压，则将基准电压逐次递加，直至基 准电压逼近被测电压并等于被测电压为止，这时显示器所 显示的数码寄存器基准电压就是被测电压。
是在传统的磁电系电压表基础上，增加了检波、放大
等电子电路，提高它的频率范围、灵敏度和输入阻抗。
后者则是从根本上改变传统仪表的读数方式，采用模
数转换和数字显示技术，完全消除了因可动部件引发
的误差，改变了制造仪表的生产工艺。
• 本章第三节和第六节介绍几种电压表的实例，希
望通过实例能进一步掌握仪表电路的分析方法，提高
阅读电子仪器电路的能力。这两节内容可根据教学时
数选择讲授。
电气测量第7章
第一节 电子电压表的结构与特点
一、电子电压表的特点
1.利用检波电路提高测量的频率范围 传统的磁电系电压表只能测量直流或低频。电子电压表则通过 检波将被测电压转换为直流，使得本来只能测直流的磁电系电压 表、也可以测量高频交流。
2.利用放大电路提高仪表灵敏度和量程范围 虽然磁电系电压表的灵敏度可达到毫伏级，但通过仪表的放大 电路之后，可扩展到微伏级。
2.全波平均值检波 电路特点：正、负半波的电压所产生的电流， 以同一方向流过电流表P，P的指针偏转角 α 正比 于交 流电压全波平均值。（全波平均值一般是指 一个周期内，取电压瞬时值的绝对值平均所得。）
SUUcp
电气测量第7章
3.具有负反馈的线性均值放大器
负反馈的线性平 波均 由值 负检 反馈线性 与放 均大 值器 检波电路
(Ui)dt
T1 1 RCT1
0T1Uidt
RTC1 Ui
1
UCmax UC |t2 RC
T2 0
(UN
)dt
RTC2 UN
Ui
T2 T1
U
N
N 2T0 N1T0
U
N
UN N1
N2
电气测量第7章
第二节 电子电压表的检波电路
电子电压表是利用检波电路把被测电压的峰值或平 均值或有效值转换为直流电压，然后用磁电系进行测量， 所以检波电路是电子电压表的核心，它有以下几种形式。
3.利用放大电路提高仪表的输入阻抗 电子电压表利用电子电路提高仪表的输入阻抗，以降低表耗功
率，减少测量仪表对被测电路的影响。
4.利用各种补偿电路提高仪表的线性
电气测量第7章
二、模拟式电子电压表 的结构类型
1. 放大-检波式 这种方式采取放大在前， 检波在后，通过放大电路提 高仪表的灵敏度，可以用来 测量微弱电压。但因频率范 围受放大器限制，一般只用 于低频电压表。 2.检波-放大式 这种方式采取检波在前， 放大在后，由于被测电压一 开始就转换为直流，所以频 率范围不受放大器限制，可 用于测量视频、超高频电压， 但灵敏度较低。
电气测量第7章
3.调制式
检波在前的电压表灵敏度不高，是由于检波后已将信 号转换为直流，只能使用直流放大器，而直流放大器的 放大倍数因漂移受到很大限制。调制式则利用斩波器先 把直流转换为低频交流，然后用低频交流放大器进行放 大，放大后再通过解调恢复为直流，这种方式既能采用 检波在前，又能避免使用直流放大器而影响灵敏度。
角将与被测电压的峰 路
电气测量第7章
二、平均值检波
1.半波平均值检波
特点：由于仪表可动部分的 特点：由于交流电压正半
惯性，指针偏转角将正比于 波由二极管形成闭路，指
交流电压正半波平均值。 针的偏转角将正比于交流
SUUcp
电压负半波平均值。
SUUcp
电气测量第7章
Electrical Measure
第七章 电子电压表
• 第一节 电子电压表的结构与特点 • 第二节 电子电压表的检波电路 • 第三节 模拟式电子电压表实例 • 第四节 模拟式电子电压表的使用 • 第五节 数字电压表实例 • 第六节 数字万用表实例
电气测量第7章
本章要点
•
本章主要介绍模拟式和数字式电子电压表。前者
交流分量正向峰值
SI
R
或
闭路式峰值检波电路
交流分量负向峰值
SI
R
电气测量第7章
3.峰-峰值检波
峰- 峰值检波电路利用被测电压的正半波对 C 1
充电充至电压正半波的最大值为止，然后在负半
波期间，被测电压与 C 1 电压串接后对 C 2 充电， 因此 C 2 电压可充至峰 - 峰值。指示仪表指针偏转
电气测量第7章
4.外差式
这种方式先通过混频，将被测频率转换为固定的中 频，经中频放大后再通过检波转换为直流。既能解决 放大在前频率范围受到限制的缺点，又能解决检波在 前仪表的灵敏度不足的问题。多用于高频和超高频的 测量。
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电气测量第7章
三、数字电压表的结构类型
1 电压-时间变换型
又称斜波型，它将不同被测电压值转换为不同的时间间隔，用这 个时间间隔的起止点，控制进入计数器的脉冲个数，使显示器能 显示出不同数值。
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电气测量第7章
逐次逼近比较式ADC
– 数码寄存器为逐次逼近移位寄存器，在时钟CLK作用下， 对比较器的输出（0或1）每次进行一次移位，移位输出 将送到D/A转换器，D/A转换结果再与Vx比较。
– 数码寄存器的最后输出即是A/D转换结果，用数字量N
表示。
– 最后的D/A转换器输出已最大限度逼近了Vx，且有
Vx
N 2n
Vr
式中， N——A/D转换结果的数字量，n——A/D位数，
Vr——参考电压，Vx——A/D输入电压
上式还可写成：Vx=eN，e=Vr/2n称为A/D转换器的刻 度系数，单位为“V/字”，表示了A/D转换器的分辨力。
电气测量第7章
4）双斜率积分式数字电压表
UCmax
1 RC
T1 0