电工仪表与测量(第四版)第五章PPT课件
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电工仪表与测量的基本知识ppt课件
原理 方法 对象 属性 选择 仪器 被测信息 激励信号 影 响 影响 测量 环境 仪器 系统 决定 方法
测量策 略、算法
被测 对象
参数命令 数据状态
测量 人员
影响
图 1-3
测量的基本要素
2.测量过程——基本要素之间的互动关系
论证阶段
测量的主体（测量人员）根据测试任务的要求、被测对
象的特点、属性，及现有仪器设备状况，拟定合理的测 试方案。
大类。 4.测量仪器系统——量具和仪器
测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等
5.测量的主体——测量人员
手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成
自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测
量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。
6.测试技术
测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技
发展趋势
数字化 网络化 智能化 小型化
目
第1章 知识 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 第8章 第9章
录
电工仪表与测量的基本
电流与电压的测量 功率与电能的测量 频率与相位的测量 电路参数的的测量 磁的测量 电子电压表 电子示波器 智能仪器与虚拟仪器
第一章 电工仪表与测量的基本知识
SI基本单位的定义
米：光在真空中（1/299792458s）时间间隔内所经过路
径的长度。[第17届国际计量大会（1983）] （1889）和第3届国际计量大会（1901）]
千克：国际千克原器的质量。[第1届国际计量大会 秒：铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应
的辐射的9192631770个周期的持续时间。[第13届国际计 量大会（1967），决议1] 平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作 用力在每米长度上为2×10-7 N，则每根导线中的电流为 1 A。[国际计量委员会（1946）决议2。第9届国际计量 大会（1948）批准]
电工测量仪表 ppt课件
4
电工基础
一、 电工仪表的基本知识
（一）什么是电工仪表？ 1、在电工测量中，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、电量指电流、电压、功率、电能、频 率、电阻、电感、电容以及时间常数和介 质损耗角等。
3、磁量主要指磁场以及物质在磁场磁化 下的各种磁特性，例如磁场强度、磁通、 磁感应强度、磁势、磁导率、磁滞和涡流 损耗等的测量。电测量和磁测量又可统称 为电磁测量或电气测量。
3．数字式仪表
数字式仪表，是指在显示器上能用数字直接显示被 测量值的仪表。它采用大规模集成电路,把模拟信号转 换为数字信号，并通过液晶屏显示测量结果。有速度 快、准确度高、读数方便、容易实现自动测量等优点。
9
电工基础
（三） 电工仪表常用面板符号
常用的电工测量符号和仪表表面标志见下表
分类 电流 种类
由于测量中的疏失所引起，是一种明显地歪曲测量结 果的误差。
27
电工基础
2．测量误差的消除方法
（1）系统误差的消除
对测量仪器仪表进行修正；采用合理的测量方法和配置适 当的测量仪表，改善仪表安装质量和配线方式；采用特殊 的测量方法。具体做法案是：①正负消去法 ②替代法
（2）偶然误差的消除
通常采用增加重复测量次数的方法来消除偶然误差对 测量结果的影响。测量次数越多，其算术平均值就愈接近 于实际值。 （3）疏失误差的消除
电流 电压 功率 电能量 相位差 频率 电阻、绝缘电阻
10
电工基础
分类
符号
工作 原理
准确度 等级
绝缘等级 工作 位置
端钮
1.0
1.5 2kV
∠60° + －
±或
┴或┴
名称
电工基础
一、 电工仪表的基本知识
（一）什么是电工仪表？ 1、在电工测量中，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、电量指电流、电压、功率、电能、频 率、电阻、电感、电容以及时间常数和介 质损耗角等。
3、磁量主要指磁场以及物质在磁场磁化 下的各种磁特性，例如磁场强度、磁通、 磁感应强度、磁势、磁导率、磁滞和涡流 损耗等的测量。电测量和磁测量又可统称 为电磁测量或电气测量。
3．数字式仪表
数字式仪表，是指在显示器上能用数字直接显示被 测量值的仪表。它采用大规模集成电路,把模拟信号转 换为数字信号，并通过液晶屏显示测量结果。有速度 快、准确度高、读数方便、容易实现自动测量等优点。
9
电工基础
（三） 电工仪表常用面板符号
常用的电工测量符号和仪表表面标志见下表
分类 电流 种类
由于测量中的疏失所引起，是一种明显地歪曲测量结 果的误差。
27
电工基础
2．测量误差的消除方法
（1）系统误差的消除
对测量仪器仪表进行修正；采用合理的测量方法和配置适 当的测量仪表，改善仪表安装质量和配线方式；采用特殊 的测量方法。具体做法案是：①正负消去法 ②替代法
（2）偶然误差的消除
通常采用增加重复测量次数的方法来消除偶然误差对 测量结果的影响。测量次数越多，其算术平均值就愈接近 于实际值。 （3）疏失误差的消除
电流 电压 功率 电能量 相位差 频率 电阻、绝缘电阻
10
电工基础
分类
符号
工作 原理
准确度 等级
绝缘等级 工作 位置
端钮
1.0
1.5 2kV
∠60° + －
±或
┴或┴
名称
电工仪表与测量PPT优秀课件
仪表的准确度
仪表的准确度：在规定使用条件下，仪表最大引用误差绝对值的百分 数；它表示仪表指示值与被测量真值之间接近的程度；即
K%=
GB776-76《电测量指示仪表通用技术条件》给仪表规定了7个等级准
确度。
Δm x100%
Am
仪表准确度等 级
0.1
0.2
基本误差(%) ±0.1 ±0.2
0.5 ±0.5
误差的分类 误差的消除方法 精密度、准确度（正确度） 、精确度概念
误差从性质上分类、特点
误差从性质上可分为三大类，即： 系统误差 随机(偶然)误差 疏失误差（粗大误差、过失误差）
系统误差
系统误差：系统误差是指按一定规律出现的误差；在同一条件下， 多次重复测试同一量时，误差的数值和正负号有较明显的规律。 系统误差通常在测试之前就已经存在，而且在试验过程中，始终 偏离一个方向，在同一试验中其大小和符号相同。例如，电压表 示值的偏差等。
电工仪表与测量PPT
误差的概念
在一定条件下，被测量客观存在的确定值，称为真值。 误差是测量值与真值相差的程度。 误差公理：测量的过程必然存在着误差，误差自始至终存在于一
切科学实验和测量的过程之中。因此研究误差规律，并尽量减小 误差是测量的任务之一。
误差的产生原因
仪器本身；因为任何仪器都有一定的灵敏域和精确度。 环境的变更；如温度，纬度，湿度，电磁场的变化。 实验方法所限；方法不同结果不一样。如抽样调查中的代表性误差
绝对误差：测量值Ax与被测量真值A0之差
Δ= Ax- A0 相对误差：绝对误差Δ与真值A0之比，并用百分数表示。
γ=
引用误差：仪表某一刻度点读数的绝对误差Δ比上仪表量程上限
Δ Am ，并用百分数表示。
常用电工仪表及测量PPT课件
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智能电度表的测量原理
要点一
总结词
具备智能化的数据处理和通信功能，能够实现远程抄表、 远程控制和能源管理。
要点二
详细描述
智能电度表是一种高度智能化的电能测量仪表，它集成了 数据处理、通信和控制等多种功能。通过内置的微处理器 和传感器，智能电度表能够实时监测和记录电能消耗数据 ，并通过通信接口将这些数据传输到上位机或云平台进行 进一步处理和分析。此外，智能电度表还能够实现远程控 制和能源管理，帮助用户实现节能减排和降低运营成本。
钳形电流表由电流互感器和测量表头组成，其中电流互感器采用高磁导率的磁芯材料制成， 当导线穿过磁芯时，会在磁芯中产生磁场，从而在二次绕组中产生感应电动势。
测量表头将二次绕组中的感应电动势转换为电压或电阻，以便于读取。钳形电流表的变比通 常为500:1或1000:1，即一次绕组中的电流变化1A时，二次绕组中的感应电动势变化为 500A或1000A。
详细描述
电工仪表是用于测量、记录和计算电学量的设备和工具，是 电力系统中的重要组成部分。根据测量原理和应用领域的不 同，电工仪表可分为多种类型，如电流表、电压表、功率表 、万用表等。
电工仪表的误差与准确度
总结词
电工仪表的误差是指测量结果与实际值之间的差异，准确度则反映了测量结果的可靠性 。
详细描述Biblioteka 功率因数表通过测量相位角来计 算功率因数，从而反映电路的功
率传输效率。
三相功率表的测量原理
三相功率表是用来测量三相电路中每一 相的功率、总功率以及不平衡度的仪表
。
三相功率表的测量原理与单相功率表类 似，也是基于电压和电流的测量。
三相功率表通常由三个单相功率表组成 ，分别测量三相电压和电流，并通过计
电工仪表与测量第五章课件
2) 接通电源，用三表法测定三相四线制不对称负载功率，并把数据
记入表5-2中。
四、填写实验报告
1.根据实验记录进行分析(数据处理与误差分析)。
2.结论。
四、填写实验报告
表5-2
测量
方法
负载
形式
一表法
P
对称
无中
线
两表法
P
cosφ
0．5
不对
称无
中线
不对
称无
中线
三相电路有功功率测量数据表
1
三表法
P
表电压线圈两端电压包含负载与电流线圈两部分电压之和，说明功
率表的读数多了电流线圈的功率消耗。
三、功率表的正确使用
(2) 选择电压线圈后接方式 同样，可从图5-8b电路上分析出，这时，
功率表通过电流线圈的电流包含负载与电压线圈两部分电流之和，
说明功率表的读数多了电压线圈的功率消耗。
3.功率表的读数
例5-1 当用电压量程250V，电流量程4A，满刻度格数为100格的功
图5-1
功率表
一、电动系测量机构的结构
图5-2 电动系测量机构的结构
1—固定线圈 2—可动线圈 3—指针
4—阻尼片 5—游丝 6—阻尼盒
二、电动系测量机构的工作原理
图5-3 电动系测量机构的工作原理
a)在固定线圈磁场中，可动线圈受到电磁力作用而
产生转动力矩 b)两线圈电流方向同时改变，可动
线圈所受的电磁力方向不变，转动力矩的旋向也不变
方法。
2.掌握一表法、两表法和三表法测量三相电路的功率。
二、实验设备
图5-20 一表法测量三相功率
三、实验内容及步骤
1.一表法测三相对称负载的功率
记入表5-2中。
四、填写实验报告
1.根据实验记录进行分析(数据处理与误差分析)。
2.结论。
四、填写实验报告
表5-2
测量
方法
负载
形式
一表法
P
对称
无中
线
两表法
P
cosφ
0．5
不对
称无
中线
不对
称无
中线
三相电路有功功率测量数据表
1
三表法
P
表电压线圈两端电压包含负载与电流线圈两部分电压之和，说明功
率表的读数多了电流线圈的功率消耗。
三、功率表的正确使用
(2) 选择电压线圈后接方式 同样，可从图5-8b电路上分析出，这时，
功率表通过电流线圈的电流包含负载与电压线圈两部分电流之和，
说明功率表的读数多了电压线圈的功率消耗。
3.功率表的读数
例5-1 当用电压量程250V，电流量程4A，满刻度格数为100格的功
图5-1
功率表
一、电动系测量机构的结构
图5-2 电动系测量机构的结构
1—固定线圈 2—可动线圈 3—指针
4—阻尼片 5—游丝 6—阻尼盒
二、电动系测量机构的工作原理
图5-3 电动系测量机构的工作原理
a)在固定线圈磁场中，可动线圈受到电磁力作用而
产生转动力矩 b)两线圈电流方向同时改变，可动
线圈所受的电磁力方向不变，转动力矩的旋向也不变
方法。
2.掌握一表法、两表法和三表法测量三相电路的功率。
二、实验设备
图5-20 一表法测量三相功率
三、实验内容及步骤
1.一表法测三相对称负载的功率
模块一：电工仪表与测量的基本知识ppt课件
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。
20
3.数字式仪表
数字式仪表： 是指在显示器 上能用数字直 接显示被测量 值的仪表。
21
二、电工仪表的表面标志 常见电工测量符号及常见仪表的
表面标志如下：
22
次 序 被测量的种类 仪表名称 符 号
1
电流
电流表
A
毫安表
mA
2
电压
电压表
12
3.组合测量法
定义：在不同条件下,多次测量某一中间量（如 Rt1 ），然后列方程并解方程组，得到多个未 知量数值的测量方法。
性质：也是一种间接测量被测量的方法。 举例：用组合测量法测量电阻的温度系数
Rt1= R20[1+ （t1-20）+ （t1-20）2] Rt2= R20[1+ （t2-20）+ （t2-20）2]
采用这种方法进行测量时，一般要求较小，在实际 测量中较少采用此法。
8
（3）替代法 将被测量与已知量先后接入同一测量仪器或设
备，在不改变测量仪器或设备的工作状态及外 部测量条件的情况下，由已知标准量的数值来 替代被测量大小的方法，称为替代法。
例：曹冲称象。
9
根据测量结果的获得方式可分为三种： 直接测量法 间接测量法 组合测量法
电流种类与频率 直流
电会流认、各电种任压仪务表3的：工表频面和标较志流高频率的交
电磁系 电动系
电流、电压
直流和工频交流
电流、电压、电 直流及工频与较高频
功率、功率因数、 电能量
率的交流
25
课题三 电工仪表的组成及其作用
一、电工仪表的组成
V
千伏表
kV
20
3.数字式仪表
数字式仪表： 是指在显示器 上能用数字直 接显示被测量 值的仪表。
21
二、电工仪表的表面标志 常见电工测量符号及常见仪表的
表面标志如下：
22
次 序 被测量的种类 仪表名称 符 号
1
电流
电流表
A
毫安表
mA
2
电压
电压表
12
3.组合测量法
定义：在不同条件下,多次测量某一中间量（如 Rt1 ），然后列方程并解方程组，得到多个未 知量数值的测量方法。
性质：也是一种间接测量被测量的方法。 举例：用组合测量法测量电阻的温度系数
Rt1= R20[1+ （t1-20）+ （t1-20）2] Rt2= R20[1+ （t2-20）+ （t2-20）2]
采用这种方法进行测量时，一般要求较小，在实际 测量中较少采用此法。
8
（3）替代法 将被测量与已知量先后接入同一测量仪器或设
备，在不改变测量仪器或设备的工作状态及外 部测量条件的情况下，由已知标准量的数值来 替代被测量大小的方法，称为替代法。
例：曹冲称象。
9
根据测量结果的获得方式可分为三种： 直接测量法 间接测量法 组合测量法
电流种类与频率 直流
电会流认、各电种任压仪务表3的：工表频面和标较志流高频率的交
电磁系 电动系
电流、电压
直流和工频交流
电流、电压、电 直流及工频与较高频
功率、功率因数、 电能量
率的交流
25
课题三 电工仪表的组成及其作用
一、电工仪表的组成
V
千伏表
kV
电工仪表与测量第四版课件
电工仪表与测量第四版课件
吸引型测量机构
电工仪表与测量第四版课件
排斥型测量机构 电工仪表与测量第四版课件
磁感应阻尼器原理示意图
电工仪表与测量第四版课件
吸引型测量机构工作原理
电流正向
电工仪表与测量第四版课件
电流反向
排斥型测量机构工作原理
电流正向
电工仪表与测量第四版课件
电流反向
电磁系测量机构的工作原理
第一步，先计算电流量程扩大倍数
n IX IC
第二步，计算分流电阻
RA
RC n 1
电工仪表与测量第四版课件
［例］ 现有一只内阻为200Ω、满刻度电流为 500μA的磁电系测量机构，由于生产需要，要 将其改制成量程为1A的直流电流表，问应并 联多大的分流电阻? 解：先求电流量程扩大倍数
nIX IC
1 500106
电工仪表与测量第四版课件
外磁式
内磁式
内外磁式
磁电系测量机构的磁路系统
电工仪表与测量第四版课件
磁电系测量机构的工作原理
磁电系测量机构是根据通电线 圈在磁场中受到电磁力矩而发生偏 转的原理制成的。
电工仪表与测量第四版课件
• 当可动线圈中通入电流时，载流线圈在永久磁铁的 磁场中受到电磁力矩的作用而发生偏转。由于M∝I， 即通过线圈的电流越大，线圈受到的转矩越大，仪 表指针偏转的角度α也越大；同时，游丝扭得越紧， 由于Mf∝α，故反作用力矩也越大。当线圈受到的 转动力矩与反作用力矩大小相等时，M＝Mf，线圈 就停留在某一平衡位置，此时，指针就指示出被测 量的大小。
电工仪表与测量第四版课件
二、电流互感器
• 电流互感器实际上是一个降流变压器，能把一 次侧的大电流变换成二次侧的小电流。一般电 流互感器二次侧的额定电流为5A。
吸引型测量机构
电工仪表与测量第四版课件
排斥型测量机构 电工仪表与测量第四版课件
磁感应阻尼器原理示意图
电工仪表与测量第四版课件
吸引型测量机构工作原理
电流正向
电工仪表与测量第四版课件
电流反向
排斥型测量机构工作原理
电流正向
电工仪表与测量第四版课件
电流反向
电磁系测量机构的工作原理
第一步，先计算电流量程扩大倍数
n IX IC
第二步，计算分流电阻
RA
RC n 1
电工仪表与测量第四版课件
［例］ 现有一只内阻为200Ω、满刻度电流为 500μA的磁电系测量机构，由于生产需要，要 将其改制成量程为1A的直流电流表，问应并 联多大的分流电阻? 解：先求电流量程扩大倍数
nIX IC
1 500106
电工仪表与测量第四版课件
外磁式
内磁式
内外磁式
磁电系测量机构的磁路系统
电工仪表与测量第四版课件
磁电系测量机构的工作原理
磁电系测量机构是根据通电线 圈在磁场中受到电磁力矩而发生偏 转的原理制成的。
电工仪表与测量第四版课件
• 当可动线圈中通入电流时，载流线圈在永久磁铁的 磁场中受到电磁力矩的作用而发生偏转。由于M∝I， 即通过线圈的电流越大，线圈受到的转矩越大，仪 表指针偏转的角度α也越大；同时，游丝扭得越紧， 由于Mf∝α，故反作用力矩也越大。当线圈受到的 转动力矩与反作用力矩大小相等时，M＝Mf，线圈 就停留在某一平衡位置，此时，指针就指示出被测 量的大小。
电工仪表与测量第四版课件
二、电流互感器
• 电流互感器实际上是一个降流变压器，能把一 次侧的大电流变换成二次侧的小电流。一般电 流互感器二次侧的额定电流为5A。
电工仪表与测量PPT课件
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三、仪表的准确度
• 国家标准中规定以最大引用误差来表 示仪表的准确度。
第52页/共59页
• 仪表的准确度：仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百分数，叫做仪表 的准确度（±K％）。即
K% m 100% Am
K表示仪表的准确度等级，它的百分数表示 仪表在规定条件下的最大引用误差。
常用电工仪表的分类
在电工测量中，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。
电工仪表种类很多,按结构和用途不同,主要分为指示仪表、比较仪表、数 字仪表和智能仪表四大类。
第1页/共59页
指示仪表
特点：能将被测量转换为仪表可动部分的机械 偏转角，并通过指示器直接指示出被测量的大小， 故又称为直读式仪表。 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。此外,还有整 流系仪表、铁磁电动系仪表等。 典型仪表：安装式仪表、便携式仪表
特点：测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计算求得被测量数值的方 法，叫做间接测量法。 适用范围：在准确度要求不高的特殊场合。
第36页/共59页
间接测量法的优缺点
• 优点：在准确度要求不高的一些特殊场合应用十分方便。 • 缺点：误差较大。 • 举例：伏安法测量电阻；通过测量晶体三极管发射极电压求得放大器静态工
测量机构
指针偏转角α
α=F(y)=φ(x)
作用是把不同的被 测电量按一定比例 转换成能被测量机 构接受的过渡电量
作用是把过渡电 量转换成仪表可 动部分的机械偏 转角
第19页/共59页
测量机构是整个仪表的核心
• 为使仪表指针的偏转角能够正确反映被测量的数值，要求偏转角一定要与被测 电量（过渡电量）保持一定的函数关系。
三、仪表的准确度
• 国家标准中规定以最大引用误差来表 示仪表的准确度。
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• 仪表的准确度：仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百分数，叫做仪表 的准确度（±K％）。即
K% m 100% Am
K表示仪表的准确度等级，它的百分数表示 仪表在规定条件下的最大引用误差。
常用电工仪表的分类
在电工测量中，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。
电工仪表种类很多,按结构和用途不同,主要分为指示仪表、比较仪表、数 字仪表和智能仪表四大类。
第1页/共59页
指示仪表
特点：能将被测量转换为仪表可动部分的机械 偏转角，并通过指示器直接指示出被测量的大小， 故又称为直读式仪表。 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。此外,还有整 流系仪表、铁磁电动系仪表等。 典型仪表：安装式仪表、便携式仪表
特点：测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计算求得被测量数值的方 法，叫做间接测量法。 适用范围：在准确度要求不高的特殊场合。
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间接测量法的优缺点
• 优点：在准确度要求不高的一些特殊场合应用十分方便。 • 缺点：误差较大。 • 举例：伏安法测量电阻；通过测量晶体三极管发射极电压求得放大器静态工
测量机构
指针偏转角α
α=F(y)=φ(x)
作用是把不同的被 测电量按一定比例 转换成能被测量机 构接受的过渡电量
作用是把过渡电 量转换成仪表可 动部分的机械偏 转角
第19页/共59页
测量机构是整个仪表的核心
• 为使仪表指针的偏转角能够正确反映被测量的数值，要求偏转角一定要与被测 电量（过渡电量）保持一定的函数关系。
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29
三、直流双臂电桥的使用与维护
测量电阻的步骤：
1. 电桥调试 2.接入被测电阻 3.估测被测电阻，选择比例臂 4. 接通电路，调节电桥比例臂使之平衡 5. 计算电阻值 6. 关闭电桥 7. 电桥保养
30
步骤1 电桥调试
• 若检流计指针向“+”方向偏转，应增大比较臂 电阻，反之，则应减小比较臂电阻。如此反复 调节，直至检流计指针指零。
20
步骤5 计算电阻值
计算公式： • 被测电阻值＝比例臂读数×比较臂读数
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
步骤6 关闭电桥
• 先断开检流计按钮，再断开电源按钮。 然后拆除被测电阻，最后锁上检流计机 械锁扣。
• 对于没有机械锁扣的检流计，应将按钮 “G”按下并锁住。
26
RX
R2 R1
Rn
• 调节各桥臂电阻，使检流计指零，即 IP＝0，此时I1＝I2，I3＝I4。
• 列方程组求得：
校正项
`
R XR R 1 2R nrR r32 R R 4(R R 1 3R R 2 4)
电桥平衡时，被测电阻RX ＝比例臂倍率×比较臂读数
27
直流双臂电桥结构的特点
为满足校正项等于零的条件，双臂电桥 在结构上采取了以下措施： 1．将R1与R3、R2与R4采用机械联动的调节装
• 若估测电阻值为几千欧时，比例臂应选×1挡； 估测电阻值为几十欧时，比例臂选×0.01挡；估测 电阻值为几欧时，比例臂选×0.001挡。
18
步骤3 接入被测电阻
• 接入被测电阻 时，应采用较 粗较短的导线 连接，并将接 头拧紧。
19
步骤4 接通电路， 调节电桥比例臂使之平衡
• 测量时应先按下电源按钮， 再按下检流计按钮，使电 桥电路接通。
置，使R3／R1的变化和R4／R2的变化保持同 步，从而保证校正项等于零。 2．连接Rn与Rx的导线，尽可能采用导电性良好 的粗铜母线，使r→0。
消除接触电阻和接线电阻的影响
28
二．QJ103型直流双臂电桥简介
• 测量时，调 节倍率旋钮 和Rn的调节 旋钮使电桥 平衡，检流 计指零。
• 被测电阻＝ 倍率数×读数 盘读数。
第五章
电阻的测量
第一节 第三节
第二节 第四节
第五节
1
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
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2
第一节
电阻测量方法的分类
3
一、按获取测量结果的方式分类
直接法
采用直读式仪表测量电阻
• 注意： （1）发现电桥电池电压不足
应及时更换，否则将影响电 桥的灵敏度。
（2）当采用外接电源时，必须注意电源的极性。 将电源的正、负极分别接到“+”、“－”端钮，且 不要使外接电源电压超过电桥说明书上的规定值。
17
步骤2 估测被测电阻，选择比例臂
• 选择适当的比例臂，使比 例臂的四挡电阻都能被充 分利用，以获得四位有效 数字的读数。
22
步骤7 电桥保养
• 每次测量结束，将盒盖盖好，存放于干燥、 避光、无震动的场合。
• 发现电池电压不足应及时更换，否则将影响 电桥的灵敏度。
• 当采用外接电源时，必须注意电源极性。 • 不要使外接电源电压超过电桥说明书上的规
定值。 • 搬动电桥时应小心，做到轻拿轻放，否则易
使检流计损坏。 23
思考与练习
外接电源
检
流
（a）
计
连
接 片
比例臂 检流计
电源按钮
被测臂
检流计按钮
15
三、直流单臂电桥的使用与维护
测量电阻的步骤：
1. 电桥调试 2. 估测被测电阻，选择比例臂 3. 接入被测电阻 4. 接通电路，调节电桥比例臂使之平衡 5. 计算电阻值 6. 关闭电桥 7. 电桥保养
16
步骤1 电桥调试
• 打开检流计机械锁扣，调节 调零器使指针指在零位。
万用表测量电阻，兆 欧表测量电阻
比较法 采用比较仪表测量电阻 用直流电桥测量电阻
先测量与电阻有关的量， 间接法 然后通过有关的公式计算 伏安法测量电阻
出被测电阻
4
二、按所使用的仪表分类
测量方法 适用范围
优点
缺点
万用表法 中电阻 直接读数，使用方便 测量误差较大
伏安法
中电阻
能测量工作状态下元器 件的电阻值，尤其适用 于对非线性元件电阻的 测量
• QJ23型的比例臂R2／R3由八个标准电阻 组成，共分为七挡，由转换开关SA换接。
• 比较臂R4由四个可调标准电阻组成，它 们分别由面板上的四个读数盘控制，可 得到从0～9 999Ω范围内的任意电阻值， 最小步进值为1Ω。
13
QJ23型直流单臂电桥电路图
14
QJ23型直流单臂电桥外形图
比较臂
6
• 电压表前接电路：适用于被测电阻很大 （远大于电流表内阻）的情况。
电压表前接电路
7
• 电压表后接电路：适用于被测电阻很小 （远小于电压表内阻）的情况。
电压表后接电路
8
用伏安法测量电阻，不但需要计 算，而且测量误差较大，但它能在通 电的工作状态下测量电阻，这在有些 场合是很有实际意义的。如测量非线 性元件（二极管、三极管等）的电阻 时就十分方便。另外，二极管和三极 管的特性曲线也可以通过伏安法绘制 出来。
• 单臂电桥法和双臂电桥法的优点是什么？ 缺点是什么？欲精确测量一段短导线的 电阻，应采用哪种方法测量？
• 电桥平衡的条件是什么?电桥平衡时有哪 些特点?
• 简述用直流单臂电桥测量约为918Ω电阻 的步骤。
返 回 章 目24录
第三节
电工指示仪表的误差和准确度
25
一、直流双臂电桥的构造和 工作原理
测量误差较大， 测量结果需计 算
兆欧表法 大电阻 直接读数，使用方便 测量误差较大
单臂电桥法 中电阻
准确度高
操作麻烦
双臂电桥法 小电阻
准确度高
操作麻烦
接地摇表法
接地电阻
准确度较高，尤其适用 于测量接地电阻
操作麻烦
5
伏安法测量直流电阻
• 把被测电阻接上直流电源，然后用电 压表和电流表分别测得电阻两端的电 压UX和通过电阻的电流IX，再根据欧 姆定律计算出被测电阻的方法，称为 伏安法。
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第二节
直流单臂电桥
10
一、直流单臂电桥的构造和 工作原理
被测臂
比例臂
比较臂
比例臂
电桥平衡时：
RX ＝比例臂倍率×比较臂读数
11
提高电桥准确度的条件
➢标准电阻R2、R3、R4的准确度要高； ➢检流计的灵敏度也要高，以确保电桥真
正处于平衡状态。
12
二．QJ23型直流单臂电桥简介
三、直流双臂电桥的使用与维护
测量电阻的步骤：
1. 电桥调试 2.接入被测电阻 3.估测被测电阻，选择比例臂 4. 接通电路，调节电桥比例臂使之平衡 5. 计算电阻值 6. 关闭电桥 7. 电桥保养
30
步骤1 电桥调试
• 若检流计指针向“+”方向偏转，应增大比较臂 电阻，反之，则应减小比较臂电阻。如此反复 调节，直至检流计指针指零。
20
步骤5 计算电阻值
计算公式： • 被测电阻值＝比例臂读数×比较臂读数
21ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
步骤6 关闭电桥
• 先断开检流计按钮，再断开电源按钮。 然后拆除被测电阻，最后锁上检流计机 械锁扣。
• 对于没有机械锁扣的检流计，应将按钮 “G”按下并锁住。
26
RX
R2 R1
Rn
• 调节各桥臂电阻，使检流计指零，即 IP＝0，此时I1＝I2，I3＝I4。
• 列方程组求得：
校正项
`
R XR R 1 2R nrR r32 R R 4(R R 1 3R R 2 4)
电桥平衡时，被测电阻RX ＝比例臂倍率×比较臂读数
27
直流双臂电桥结构的特点
为满足校正项等于零的条件，双臂电桥 在结构上采取了以下措施： 1．将R1与R3、R2与R4采用机械联动的调节装
• 若估测电阻值为几千欧时，比例臂应选×1挡； 估测电阻值为几十欧时，比例臂选×0.01挡；估测 电阻值为几欧时，比例臂选×0.001挡。
18
步骤3 接入被测电阻
• 接入被测电阻 时，应采用较 粗较短的导线 连接，并将接 头拧紧。
19
步骤4 接通电路， 调节电桥比例臂使之平衡
• 测量时应先按下电源按钮， 再按下检流计按钮，使电 桥电路接通。
置，使R3／R1的变化和R4／R2的变化保持同 步，从而保证校正项等于零。 2．连接Rn与Rx的导线，尽可能采用导电性良好 的粗铜母线，使r→0。
消除接触电阻和接线电阻的影响
28
二．QJ103型直流双臂电桥简介
• 测量时，调 节倍率旋钮 和Rn的调节 旋钮使电桥 平衡，检流 计指零。
• 被测电阻＝ 倍率数×读数 盘读数。
第五章
电阻的测量
第一节 第三节
第二节 第四节
第五节
1
整体概述
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2
第一节
电阻测量方法的分类
3
一、按获取测量结果的方式分类
直接法
采用直读式仪表测量电阻
• 注意： （1）发现电桥电池电压不足
应及时更换，否则将影响电 桥的灵敏度。
（2）当采用外接电源时，必须注意电源的极性。 将电源的正、负极分别接到“+”、“－”端钮，且 不要使外接电源电压超过电桥说明书上的规定值。
17
步骤2 估测被测电阻，选择比例臂
• 选择适当的比例臂，使比 例臂的四挡电阻都能被充 分利用，以获得四位有效 数字的读数。
22
步骤7 电桥保养
• 每次测量结束，将盒盖盖好，存放于干燥、 避光、无震动的场合。
• 发现电池电压不足应及时更换，否则将影响 电桥的灵敏度。
• 当采用外接电源时，必须注意电源极性。 • 不要使外接电源电压超过电桥说明书上的规
定值。 • 搬动电桥时应小心，做到轻拿轻放，否则易
使检流计损坏。 23
思考与练习
外接电源
检
流
（a）
计
连
接 片
比例臂 检流计
电源按钮
被测臂
检流计按钮
15
三、直流单臂电桥的使用与维护
测量电阻的步骤：
1. 电桥调试 2. 估测被测电阻，选择比例臂 3. 接入被测电阻 4. 接通电路，调节电桥比例臂使之平衡 5. 计算电阻值 6. 关闭电桥 7. 电桥保养
16
步骤1 电桥调试
• 打开检流计机械锁扣，调节 调零器使指针指在零位。
万用表测量电阻，兆 欧表测量电阻
比较法 采用比较仪表测量电阻 用直流电桥测量电阻
先测量与电阻有关的量， 间接法 然后通过有关的公式计算 伏安法测量电阻
出被测电阻
4
二、按所使用的仪表分类
测量方法 适用范围
优点
缺点
万用表法 中电阻 直接读数，使用方便 测量误差较大
伏安法
中电阻
能测量工作状态下元器 件的电阻值，尤其适用 于对非线性元件电阻的 测量
• QJ23型的比例臂R2／R3由八个标准电阻 组成，共分为七挡，由转换开关SA换接。
• 比较臂R4由四个可调标准电阻组成，它 们分别由面板上的四个读数盘控制，可 得到从0～9 999Ω范围内的任意电阻值， 最小步进值为1Ω。
13
QJ23型直流单臂电桥电路图
14
QJ23型直流单臂电桥外形图
比较臂
6
• 电压表前接电路：适用于被测电阻很大 （远大于电流表内阻）的情况。
电压表前接电路
7
• 电压表后接电路：适用于被测电阻很小 （远小于电压表内阻）的情况。
电压表后接电路
8
用伏安法测量电阻，不但需要计 算，而且测量误差较大，但它能在通 电的工作状态下测量电阻，这在有些 场合是很有实际意义的。如测量非线 性元件（二极管、三极管等）的电阻 时就十分方便。另外，二极管和三极 管的特性曲线也可以通过伏安法绘制 出来。
• 单臂电桥法和双臂电桥法的优点是什么？ 缺点是什么？欲精确测量一段短导线的 电阻，应采用哪种方法测量？
• 电桥平衡的条件是什么?电桥平衡时有哪 些特点?
• 简述用直流单臂电桥测量约为918Ω电阻 的步骤。
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第三节
电工指示仪表的误差和准确度
25
一、直流双臂电桥的构造和 工作原理
测量误差较大， 测量结果需计 算
兆欧表法 大电阻 直接读数，使用方便 测量误差较大
单臂电桥法 中电阻
准确度高
操作麻烦
双臂电桥法 小电阻
准确度高
操作麻烦
接地摇表法
接地电阻
准确度较高，尤其适用 于测量接地电阻
操作麻烦
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伏安法测量直流电阻
• 把被测电阻接上直流电源，然后用电 压表和电流表分别测得电阻两端的电 压UX和通过电阻的电流IX，再根据欧 姆定律计算出被测电阻的方法，称为 伏安法。
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第二节
直流单臂电桥
10
一、直流单臂电桥的构造和 工作原理
被测臂
比例臂
比较臂
比例臂
电桥平衡时：
RX ＝比例臂倍率×比较臂读数
11
提高电桥准确度的条件
➢标准电阻R2、R3、R4的准确度要高； ➢检流计的灵敏度也要高，以确保电桥真
正处于平衡状态。
12
二．QJ23型直流单臂电桥简介