为什么所有重庆华渝电气仪表总厂的表头外部均有一金属外壳

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电气专业检修培训题(仪表部分)_secret
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电气专业检修培训题(仪表部分)_secret
关注微信公众号44.电磁系仪表是因为()效应,测量直流时的误差;45.由于仪表在设计,结构,工艺上的缺陷所造成的;(A)负载电压负载电流功率因数的连乘积.;(B)加于电压端的电压,通过电流端的电流和电压,;47.0.2级标准表的标度尺长度不小于().;(A)300(B)200(C)150;(A)桥臂电阻过大;(B)导线电阻的影响;(C);49.整流系仪表是按交
44.电磁系仪表是因为(
)效应,测量直流时的误差较测量交流时的大. (A)涡流;
(C)静电;
(D)频率. 45.由于仪表在设计,结构,工艺上的缺陷所造成的仪表误差属于(
) (A)基本误差;
(B)绝对误差; (C)附加误差;
(D)系统误差. 46.功率表读数机构反映的是(
). (A)负载电压 负载电流 功率因数的连乘积.
(B)加于电压端的电压,通过电流端的电流和电压,电流间夹角 余弦的连乘积。 (C)负载的有功功率;
(D)负载的视在功率. 47.0.2级标准表的标度尺长度不小于(
(D)130mm. 48.单电桥不能测量小电阻的原因是(
) (A)桥臂电阻过大;
(B)导线电阻的影响; (C)检流计灵敏度不够;
(D)直流电源的影响. 49.整流系仪表是按交流有效值定度的,故当交流电压波形畸变时会产生(
)误差. (A)涡流;
(B)波形;
(C)频率;
(D)磁滞. 50.被测量的电流是0.45A左右,为使测量结果更准确些,应选用(
)电流表. (A)上量限为5A的0.1级;
(B)上量限为0.5A的0.5级; (C))上量限为2A的0.2级
(D)上量限为1.0A的0.5级 51、同期电压小母线用表示为(
)。 (A)TBJ (B)QA
52、一般情况下,限制短路电流的方法的(
)。 (A)增大短路回路阻抗
(B)将变压器并列同时运行 (C)在电路中并列电抗器运行
(D)选择轻型电气设备 53、按照电气设备正常运行所允许的最高工作温度,把绝缘材料分为七个等级,其中“A”级绝缘的允许温度是:(
C、105℃ 54、克丝钳、尖嘴钳只能在(
)电压等级下进行带电作业。 (A)380V
(C)500V以上
(D)500V以下 55、在电场的作用下电流在导体中流动时,所受的阻力称为电阻,用(
)表示。 (A)V
(D)W 56、电功率的常用单位名称为瓦特,用符号( )表示。 (A)W
(D)Q 57、三角形网络即由3个电阻接成(
)的闭合回路。 (A)3个接点
(B)2个接点
(C)1个接点
(D)3个以上接点 58、我国电力工业所用的交流电的频率是(
)Hz。 (A)60
(D)135 59、电网对外担负的供电负荷,加上同一时刻电厂的厂用负荷称为(
)。 (A)发电负荷
(B)厂用负荷
(C)用电负荷
(D)电力负荷 60、变压器的二次线圈的额定电压是指一次侧加额定电压且处于(
)的电压。 (A)空载时
(B)满载时
(C)带负荷时
(D)运行时 61、电流互感器先当于一个(
)运行的变压器。 (A)并列
(D)短路 62、在电力系统中电路的作用是:(
)。 A、产生、分配电能;B、产生、分配、传输电能; C、产生、分配、传输、使用电能 63、380/220V三相四线制电路中,如用电设备不采取保护接零,设备漏电时,触及设备的人体将承受(
)。 (A)220V相电压
(B)380V线电压
(C)0伏电压
(D)3380V相电压 64、散热条件好,抗弯能力强,但增加空间高度的母线应(
)排列。 (A)立放垂直
(B)平放垂直
(C)三角形
(D)平放水平 65、检修工应每隔(
)对母线和绝缘子进行清扫和维护1次。 (A)1年或2年
(B)半年或1年
(C)2年或3年
(D)1年以上 。
66、母线断股或损坏面积超过其导电部分面积的(
)时必须重接。
(D)10% 67、验电器分为高、低压两种,低压验电器只能用于(
)V以下的电气设备。
(D)220 68、在共射极放大电路中,输入信号加在三极管的(
)。 A、 基极与发射极之间;B、基极与集电极之间; C、发射极与集电极之间;D、集电极。 69、电流互感器二次回路接地点的正确设置方式是(
) A、电流互感器二次侧的接地点一般设置在其端子箱处,但某些保护应在保护屏的端子排上接地; 70、不论何种保护,电流互感器二次侧的接地点均应在电流互感 器的端子上; C、每组电流互感器,必须单独有一个接地点; D、每组电流互感器,必须单独有3个接地点。 71、若三个等距离平行的导体,流过大小和方向都相同的电流时,则中间导体受到的力为(
)。 A、吸力;B、斥力;C、不变力;D、不受力。 72、三个相同的电阻串联时的总电阻是并联时总电阻的(
A、6倍;B、9倍;C、3倍;D、5倍。 73、三相负载对称是指(
A、各相阻抗值相等;B、阻抗角相等;C、电阻相等,电抗相等,性质相同; D、电导相等。 74、三角形连接的代电方式为三相三线制,在三相电势对称的情况下,三相电动势相量之和等于(
) A、E;B、O;C、2E;D、3E。 75、电容器在充电和放电过程中,充放电电流与(
)成正比。 A、电容器两端电压;B、电容器两端电压的变化率; C、电容器两端电压的变化量;D、电容器两端电流。 76、两台额定功率相同,但额定电压不同的用电设备,若额定电压为110V设备的电阻为R,则额定电压为220V的设备的电阻为(
)。 A、2R;B、3R ;C、4R;D、R/4。 77、在三相三线制电路中,如果线电压不对称是由于有了(
)分量的缘故。 A、正序;B、负序;C、零序;D、三者都有。 78、有三只10 的电容器,要得到30 的电容量,可将这三只电容器连接成(
)。 A、串联;B、并联;C、混联;D、以上答案均不对。 79、一个“220V、100W”的灯泡和一个“220V,40W”的灯泡串联接在380V的电源上,则(
)。 A、220V、40W的灯泡易烧坏; B、220V、100W的灯泡易烧坏; C、两只灯泡易烧坏; D、两只灯泡均正常发光。 80、三相电路中只有(
)部分不对称就称为不对称三相电路。 A、一; B、二; C、三; D、四。 81、当环境温度升高时,半导体三极管的反向饱和电流Iabc将(
)。 A、增大;B、减小;C、不变;D、以上答案均不对。 82、在大接地电流系统中,故障电流中含有零序分量的故障类型是(
)。 A、两相短路;B、三相短路;C、两相短路接地;D、以上答案均不对。 82、用万用表检测二极管的极性好坏时,应使用万用表(
)。 A、电压档;B、电流档;C、欧姆档;D、以上答案均不对。 83、当系统频率下降时,负荷吸收的有功功率(
)。 A、随着下降;B、随着升高;C、不变;D、以上答案均不对。
84、交流电路的功率因数是指(
)。 A、无功功率与有功功率之比; B、有功功率与视在功率之比; C、无功功率与视在功率之比; D、以上答案均不对。 85、使用电平表进行跨接测量时,选择电平表的内阻为(
)。 A、75Ω档;
B、150Ω档 ;
C、600Ω档 ;
D、高阻挡。 86、当环境温度升高时,半导体三极管的反向饱和电流Iabc将(
)。 A、增大;B、减小;C、不变;D、以上答案均不对。 87、电力系统发生振荡时,振荡中心电压的波动情况是幅度(
)。 A、最大;B、最小;C、不变;D、适中。 88、用万用表检测二极管的极性好坏时,应使用万用表(
)。 A、电压档;B、电流档;C、欧姆档;D、无法测量。 89、当系统频率下降时,负荷吸收的有功功率(
)。 A、随着下降;B、随着升高;C、不变。D、以上答案均不对。 90、电力系统中出现二相短路时,短路点距母线远近与母线上负序电压值的关系是(
)。 A、距故障点越远负序电压越高; B、距故障点越近负序电压越高; C、与故障点位置无关; D、以上答案均不对 91、高压输电线路的故障,绝大部分是(
)。 A、单相接地;B、两相接地短路;C、三相短路; D、两相短路。 92、正弦交流电路发生(
)谐振时,电流最小,总阻抗最大。 A、
串联 B、 并联 C、 高频; D、
铁磁 93、当电力系统发生A相金属性接地短路时,故障点的零序电压(
)。 A、与A相电压同相位;B、与A相电压相位相差180°;C、超前于A相电压90°;
D、与A相电压相位相差90°。 94电路是由电源、负载、(
)和开关组成。 (A) 电流
( C )连接导线
(D)电阻。 95 对地电压在(
)的电气设备为低压设备。
(A) 250V以上
(B)250V及一下
96 接地中性线的相色规定涂(
),不接地中性现相色规定涂白色。 (A)黑色 (B)绿色
97 在电场的作用下,电流在导体中流动时,所受到的阻力称为电阻,用(
)表示。 (A)I
W 98 串联电路的特点是:总电压等于各电阻上的(
)。 (A)电压降之和
(B)电压降
(C)电压(D)电压和 99 正弦交流电的三要素是(
)。 (A) 电压、电势、电位(B)最大值、角频率、初相位(C)容抗、感抗、电抗(D)平均 值、初相角、角频率 100导体的绝缘电阻可用(
)来测量。 (A)欧姆表(B)摇表 (C)电桥 (D)万用表
三. 判断 1.用交流电压测得的交流电压的数值是平均值(
). 2.安装式交流电压表通常采用电磁式测量机构(
). 3.若需要扩大电压表的量程,其方法是根据串联电阻力分压的原理,在测量机构上串联一分压电阻. (
4.直流电压表通常采用磁电系测量机构. (
.) 5.电压表采用磁电式测量机构,既能测直流电压也能测交流电压. (
). 6.为了不致影响电路的工作情况,电压表的内阻应该很小,并且内阻越小,测量的量限越大. (
). 7.交流电流表.是按其有效值进行刻度的. (
). 8.如果要扩大电流表量程,就必须在测量机构上串联一分流电阻. (
). 9.多量程直流电流表与单量程直流电流表内部测量电路完全一样. (
). 10.电流表的内阻越小,其测量的精度越高. (
). 11.使用万用表测量电阻时,用内部电池做电源,应用了电流 电压法测电阻的原理. (
). 12.万用表是用电磁系测量机构配合测量电路来实现各种电量的测量. (
). 13.兆欧表的标尺刻度是不均匀的. (
). 14.一般兆欧表的分类是以发电机发出的最低电压来决定. (
). 15.只卡住一根导线时,钳形电流表所指示的电流就是所测导线的实际工作电流. (
). 16.钳形电流表中的测量机构常采用整流式的磁电系仪表,可以交直流两用. (
). 17.电能表铝盘旋转的速度与通入电流线圈中的电流成正比. (
). 18.电度表铝盘的转速与负载的功率成反比. (
). 19.常用有功功率表都采用电动式测量机构. (
). 20.无功功率表的测量机构的转动力矩只和通入的电流有关. (
). 21.功率因数表的指针偏转角只决定于负载电路中电压和电流的相位角(
).. 22.功率因数表在停电后,其指针没有一定位置. (
). 23.使用双臂电桥测大电阻比单臂电桥准确. (
). 24.接地电阻测量仪在测量时要受土壤电阻率的影响. (
). 25.数字频率计是测量周期变化的电压电流信号频率和周期的测量仪器. (
) 26.测量电流时,电流表一定要串联接于被测电路中. (
) 27.使用万用表测量电阻时,换档后不需要重新调零. (
). 28.万用表只能用来测量交流直流电流电压电阻,但不能用来测量电功率和电容量. (
). 29.安装电度表时,可以将电度表的二次回路与继电保护二次回路共用. (
). 30.核对6KV线路三相电源的相序,应用低压相序表. (
). 31.铅酸蓄电池电解液温度超过规定限度,易使极板弯曲变形(√) 32.直流双臂电桥不适于测量1Ω以下的小电阻. (
). 33.用直流双臂电桥测量小电阻比单臂电桥准确. (
) 34.频率计是否正确完全取决于时间基准的准确度和稳定性. (
) 35.铅酸蓄电池正极板数是大于3的奇数 (
). 36.测量的相对误差就是仪表的指示值和被测量的实际值的差值. (
37.仪表的指示值与实际值之间的差值称为绝对误差. (
) 38.仪表的下限与仪表测量上限之比称满刻度误差. (
). 39.仪表的准确度等级为0.1级,则基本误差为小于0.1. (
) 40.蓄电池的放电容量与放电电流和时间有关。(
) 41.两只量限相同的仪表,相对误差的绝对值愈小,表示测量的准确度愈高. (
) 42.如果一个测量结果的系统误差和随机误差都很小组,则可称为准确度低而精确度高. (
) 43.交流电压表的指针在测量前应作零位调整,使指针保持在起始位置上. (
) 44.选用仪表时,应考虑仪表的准确度及仪表的量程,这样才能保证测量结果的准确性. (
) 45.对精密仪器,如外壳接地,除起保护作用外,同时还能使仪器不受外界电场干扰的影响. (
) 46. 修正值的大小等于(绝对)测量误差,但符号相反. (
) 47.直流电位差计的三个基本回路包括工作电流回路,标准回路,和测量回路. (
) 48.万用表欧姆的内阻必等于该档的中值电阻. (
) 49.电磁系仪表有较大的过载能力,是因为测量机构的活动部分不通过电流. (
) 50.所谓绝对误差是指误差的绝对值. (
) 51.欧姆定律U=RI成立的条件是电压U与电流的参考方向一致(
) 52.计量器具的测试数据都要经过化整,才能作为测试结果。(
) 53.若经过几个电阻的电流相等,这几个电阻一定是串联(
) 54.三极管有两个PN结,一个加正向偏置电压,一个加反向偏置电压(
) 55.同一线圈的交流电阻值小于它的直流电阻值(
) 56.正弦交流量的三要素是:最大值,平均值和初相位(
) 57.直流补偿法精度高,能检定交直流仪表(
) 58.无功功率表的基本误差受功率变化的影响,功率因数越高,影响越小(
) 59.修正值的大小等于(绝对)测量误差,但符号相反(
) 60. 检验三相无功功率表时应尽量使标准表的接线方式与被检表的接线方式一致(
) 61 检定装置应有良好的屏蔽和接地,以避免受外界干扰(
) 62仪表置于检定环境中,应有足够的时间(通常为2h)以消除温度梯度(
63.标准表的检定数据应计入检定员原始数据,并保存一年(
) 64.标准表的测量上限于被检表的上限之比应在1~1.25范围内(
) 65.检定证书必须有检定人员签字,并 加盖单位印章(
) 66.检验交直流两用表时,只需在直流火交流一种情况下检验就可以了(
) 67.功率表在接线正确的情况下测量时,指针不可能反向指示(
) 68.在仪表检定中使用测量互感器,是为了扩大交流标准表仪表的测量亮量限(
) 69欲提高直流微安表头的灵敏度,应减小其动圈的匝数(
) 70.磁电系电压表的频率误差,主要是动圈的漏磁通引起的(
) 71.由于线圈集肤效应的存在,频率的变化对电磁系电流表影响较大,对电磁系电压影响较小(
) 72.电磁式电流表测量交流较大电流时一般采用电流互感器扩大量限,也可以采用分流器扩大量限(
) 73整流系仪表反映的是被侧交流电量的平均值,其标度尺是按交流正弦波的有效值来定度的(
) 74.交流仪表检定装置在常用负载和额定负载下调定电流或电压相位角时,引起装置电流或电压输出量的变化应不超过±1.5%(
) 75.电流互感器一次L1为流入端,那么二次K1也为流入端(
) 76.检验某一整流系电流表时,被校表指针在刻度零点左右快速摆动,原因是与表头串联的整流器被击穿(
) 77.电子型交流仪表检定装置应有防止电压回路开路,电流回路短路以及两个回路过载的保护能力(
) 78.仪表校验仪应一定时间(5~10min)的预热后,才能使输出量具有较高的稳定度(
) 79.检定装置中,监视用电压,电流表的测量范围应大于装置测量范围的10%(
) 80.二次回路一班包括控制回路,机电保护回路,测量回路,信号回路,自动装置回路(
) 81.二次回路按其不同的绘制方法可分为三大类,即原理图、展开图、安装图(
) 82.一只三相三线有功功率表,左侧―100MW,右侧刻度为+200MW,其基准值为200MW(
) 83.游丝属弹性元件,它除了应具有足够的强度和所需的刚度以外,还有它的基本质量指标,这就是良好的焊接性(
) 84.保护叉是防止在拆装磁电系仪表时,动圈与铁芯之间摩擦受损的特殊工具(
) 85.在修理仪表时,常用梯形中心尺对准动圈与轴尖座的中心(
) 86.当校验仪电流源为恒流源时,应防止使用中的校验仪电流端开路(
) 87.检定装置的总不确定应小于被检表允许限的1/3~1/5(
) 87.数字信号源比模拟信号源更容易实现程控,因此目前程控式电子型检定装置都采用数字信号源(
) 88.由于攻放电路和输出变换器在有的输出时切换操作,会产生破坏性电压或电流,因此允许带负载换挡(
) 89.磁电系仪表中的游丝主要作用有:一方面产生反作用的力矩:另一方面作为动圈的导电媒体(
) 90.电测量指示仪表通用零件主要有表壳、接线柱、游丝、轴尖、轴承、活动线圈及线绕电阻等(
) 91.扩大量程的电流表,应与分流器的电流端扭连接(
) 92.修理电动系仪表室时,把两个定圈中的一个接反,不影仪表的正常测量(
) 93.测量15V的交流电压,使用0.5级、量程为150V电压表比使用1.5级、量程15V的电压表误差小(
) 94.在测量过程中,若要要提高测量准度等级,使测量方法正确符合测量要求,就能消除测量误差(
) 95.安装式功率表与电流、电压互感器配套使用时,功率表的指示值即能准确地指示一次功率值( ) 96.直流双臂电桥基本上不存在接触电阻和接线电阻的影响,所以测量小电阻值电阻可获得比较准确的测量结果(
) 97.准确度等级为0.5级的电压表、电流表、功率表检定装置可用于检定0.2级及以上电压电流、功率表(
) 98.用电桥测量电阻时,应根据被测量电阻值的范围及准确度选择电桥(
) 99.电动系仪表用于交流测量时,其指示仅与通过定圈的电流数值有关,而与它们之间的相位无关(
) 100.指示仪表的检流计,通常都是用游丝、吊丝和张丝产生反作用力矩(
) 四.问答
1.什么是国际单位制? 三亿文库包含各类专业文献、文学作品欣赏、外语学习资料、中学教育、幼儿教育、小学教育、行业资料、电气仪表班试题(含答案)06等内容。 
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仪表的基础知识
! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !&! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !&! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !&! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !&仪表的基础知识第一篇 第一章电工仪表基础知识第一章电工仪表基础知识第一节电工仪表分类和技术指标电工仪表不仅能直接测量电气参数 (如电压、 电流、 电阻、 功率、 频率和相位角等) , 还 可以与各种变换装置配合, 还可以与各种变换装置配合, 间接测量多种非电量 (如磁通、 温度、 压力、 流量、 速度和照度等) 。因此电工仪表是生产、 科研和国防建设上的基本测量 工具之一。一、 电工仪表的分类根据国家标准 ( !& ##$―#$) 电工仪表按准确度分为七级: % & ’, % & (, % & ), ’ & %, ’ & ), ( & ), ) & %。通常 % & ’ 和 % & ( 级仪表作为标准表; % & ) 至 ’ & ) 级仪表用于实验; ’&) 至 )&% 级 仪表用于工程。 电工仪表种类很多, 分类方法也较多。除按准确度分类外, 还可以有下列几种分类 方法: (’) 按使用方法分: 有开关板式仪表和可携式仪表。 (() 按仪表外形尺寸分: 有微型、 小型、 中型、 大型和巨型五种, 其尺寸见表 ’ * ’ * ’ 和表 ’ * ’ * (。 表’*’*’仪表分类名称 微型仪表 小型仪表仪表外型尺寸分类仪表正面部分的最大尺寸 (毫米) 可携式仪表 !#) + #) , ’)% 开关板式仪表 !)% + )% , ’%%?-? 第一篇仪表的基础知识仪表正面部分的最大尺寸 (毫米) 可携式仪表 ! &#$ % &$$ ! &$$ ― 开关板式仪表 ! &$$ % ’$$ ! ’$$ % ($$ ! ($$仪表分类名称 中型仪表 大型仪表 巨型仪表表&)&)’外形 分类 *$+转角 ’$ , ’$ 微 型 &$ , &$ ($ , ($ ((# , (#) -$ , -$ 小 型 (-# , -#) .$ , .$ (.# , .#) &’$ , &’$ 中 型 &-$ , &-$ 正 方 形开关板式仪表外形尺寸矩 形 槽毫米形’($+转角($ , &’-$ , -$ .$ , .$ &$$ , &$$ (&&$ , &&$) &’$ , &’$ (&&# , &&#) (&-$ , &-$) (&.# , &.#) &’$ , &$$ (&’- , &$&) &-$ , &&$ &$$ , .$-$ , ’$ .$ , ’$ .$ , ($&’$ , -$ &-$ , .$大 巨型 型’($ , ’($ (&’$ , &’$) ((.$ , (.$)(&) 按仪表的工作原理分: 可分为磁电系、 电磁系和电动系三类, 其应用及测量范围 等见表 & ) & ) &。 表&)&)&性能 符号 分类名称 直流电表, 与多种 磁电系 3 变换 器 配 合 后 可 扩大使用范围, 作 比率表 安装 式 电 表 及 一 电磁系 4 般实验室用交 (直) 流表 交直注 &$ ) & % &$’ & % &$& 一般用于 工频, 可扩 频到 # 千 赫 ( 512) 直流 &$ ) && % &$’ &$ ) & % &$& 应用范围 工作电流 电流安 ( /)按工作原理电测仪表分类测 量 范 围 频率赫 ( 12) 电 流 表、电 压 表、 欧 姆 表、 兆 欧 表、 检 流 计、 钳形表 电 流 表、电 压 表、 频 率 表、 功 率因数表、 同步 表、 钳形表 制成仪表类型电压伏 ( 0)?(? 第一章性能 符号 分类名称 作交 直 流 标 准 表 电动系 % 及一 般 实 验 室 用 表 交直流 &’ ( ) * &’+ & * &’) 应用范围 工作电流 电流安 ( !) 测 量 范 围电工仪表基础知识电压伏 ( &)频率赫 ( #$) 一般用于 工频, 有的 可达 &’ 千 赫 ( ,#$)制成仪表类型电 流 表、电 压 表、 功 率 表、 功 率因数表、 同步 表二、 电工仪表的主要技术指标(一) 误差 不论仪表的质量如何, 它的指示值与被测量的实际值总是有误差的, 因此 “误差” 是 衡量仪表准确性的标准。它有以下三种表达形式: (&) 绝对误差: 即电工仪表指示值 !- 与实际值 !’ 的代数差, 用 ! 表示。表达式 ! . !- ( !’ 。 (+) 相对误差: 即绝对误差与实际值 !’ 之比的百分数, 用 /’ 表示。表达式为 /’ . ! !’ &’’0 。 ()) 引用误差: 即绝对误差与仪表测量上限 !1 之比的百分数, 用 /1 表示。表达式为 即仪表的准确度等级。 /1 . ! &’’0 。它是用来表示仪表的基本误差, !1 (二) 仪表的准确度 仪表在规定条件下工作时, 在它的标度尺工作部分的全部分度线上, 可能出现的基 本误差, 称为仪表的准确度。各准确度等级的基本误差不应超过表 & ( & ( 2 内的规定。 表&(&(2仪表等级 基本误差 (0) ’3& 5 ’3& ’3+ 5 ’3+仪表等级和基本误差值’34 5 ’34 &3’ 5 &3’ &34 5 &34 +34 5 +34 43’ 5 43’(三) 仪表灵敏度和仪表常数 在测量中被测量变化一个很小的 !- 值与引起仪表可动部分偏转角的变化量 ! &的 比值, 称为仪表的灵敏度, 用 6 表示。它反映仪表能够测量的最小被测量。 6 .! 7!& 灵敏度的倒数称为仪表常数, 用 8 表示 8 . &76 在直流仪表中, 若刻度均匀, 8 常用安 7 格或伏 7 格来表示。 ?4? 第一篇仪表的基础知识三、 电工仪表面板上的符号电工仪表面板上的符号及意义见表 ! & ! & #。 表!&!&#符 号 磁电系 意 义电工仪表面板上的符号及其意义 ! !! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !符 号 意 义允许产生误差 $ 级 防 外 界 磁 场, # - %, ― & # /& & #% 直 交 流 流电磁系电动系交直流 三相交流 #% 赫 仪表绝缘试验电压 . %%% 伏 仪表垂直安放使用 仪表倾斜 (%0安放使用 仪表水平安放使用 三相电平铁磁电动系静电系感应系$热电系整流系%电子系工作环境 & $% & ’ (%) 湿 度 *+ , 以下 允许产生误 ! 级防外界磁场, 差 % - #, 允许产生误 . 级防外界磁场, 差 ! - %, 允许产生误 / 级防外界磁场, 差 . - #,/’ 1&三相不平衡交流工作环境 % & $%) 湿度 +#, 以下工作 环 境 & .%) & ’ #%) 湿 度 +#, 以下 最大相对误差 &准 确 度 % - . 级, % - ., 最大相对误差 &准 确 度 % - # 级, 。 % - #, 最大相对误差 &准 确 度 . - # 级, . - #,最大相对误 &准确度 ! - % 级, 差 ! - %, 最大相对误 &准确度 ! - # 级, 差 ! - #,注: 位置正常, 没有外磁场的影响下。 &表示在 .%) 、?(? 第一章电工仪表基础知识四、 常用开关板式仪表的型号开关板式仪表的型号通常由下列七部分组成, 基俱体含义为:! ! ! ! ! ! ! 用途代号 (见表 ! & ! & %) 派生代号 (见表 ! & ! & %) 改进代号 (用小写汉语拼音字母表示) 设计序号 (用阿拉伯数字表示) 系列代号 (见表 ! & ! & %) 形状第二位代号 (见表 ! & ! & #, 代号为 “$” 可省略) 形状第一位代号 (见表 ! & ! & #)例如: “ !” , 表示面 !&’ & ( 为磁电系电流表。由表 ! & ! & # 查得形状第一位代号是 形状第二位代号是 “ $” , 表示外壳形状为!型。 板最大尺寸为 !#$ 毫米 ) !#$ 毫米; 例如: *+&,― - 为磁电系电压表。由表 ! & ! & # 查得面板最大尺寸为 !.$ 毫米 ) 外壳形状为&型。 !$$ 毫米, 表!&!&# 开关板式仪表形状代号及对应尺寸(仪表外形尺寸按 /0 !.,.―%# 规定)形状第一 位 代 号 电表外形形状 (按 正 面 形状最大 尺寸) $ ! . 1 , * # 2 + 形状第二位代号 (按外壳形状特征)!#$ ) !#$ ! & 0) 0 !型 .,$ ) .,$ . & 0) 0 !型 1.$ ) 1.$ 1 & 0) 0 !型!#$ ) !1$!#$ ) !#$ &3 &型 &3 #型!#$ ) 2$ & 0 ) 0! $型 .$$ ) !#$ &3 &型.,$ ) .$$.,$ ) .,$.,$ ) !.$ & 0 ) 0! &3 &3 &型 #型 $型1.$ ) .#$1.$ ) 1.$1.$ ) !#$ & 0 ) 0! &3 &3 &型 #型 $型,!.$ ) !.$ !.$ ) ,$ !$$ ) 2$ !.$ ) !.$ !.$ ) #$ !$$ ) 1$ & 0 ) 0! & 0) 0 &3 &3 !型 -型 &型 #型 $型 -型?%? 第一篇仪表的基础知识形状第一 位 代 号形状第二位代号 (按外壳形状特征)电表外形形状(按 正 面 形状最大 尺寸) ! & # $ % & ’ ( )&#! * &!! & +, !型 (! * (! ’ + -* &型 ’! * ’! ( + -* &型 %! * %! ) + -* &型 %! * %! +, #型 $! * $! +, #型 #! * #! +, #型 (! * ’! +, !型 (! * (! +, #型 ’! * ’! +, #型 (! * #& .型 ’! * &! ’! * #! &! * &’ +, !型 .型 .型&! * &! %! * $# / & $! * &# %! * &% #! * &! +, #型 +, !型 .型 .型 .型表 & + & + 01 系列代号代号 系列 2 磁电 , 电动 3 热电 4 感应 5 整流 6 静电 7 电磁 8 光电 9 电子 : 双金属 ; 热线 谐振表 & + & + 0&代号 意义 7 湿热干热两用 7= 湿热带用 7&派生代号4 高原用 = 船用 ? 化工防腐用干热带用表 & + & + 0@ 用途代号代号 用途 代号 用途 A&、 & B&、 $& 电流表 D=H、 =H 频率表 : 整步表 相位表 C.、 . B.、 $. 电压表 D E、 E 有功瓦特表 @IJ & 功率因数表 F1G 无功瓦特表 6 电量表 D%、 C% B%、 %、 % $ 欧姆表 K 温度表! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! !?(? 第一章电工仪表基础知识第二节磁电式仪表磁电式仪表在电气测量指示仪表中, 占有极其重要的地位, 广用十分广泛。磁电式 仪表主要用于直流电路中测量电流和电压。若加上整流器以后, 也可以用来测量交流电 流和电压。与变换器配合使用时, 还可以测量多种非电量, 如温度、 压力等等。当采用特 殊结构做成检流计时, 也可以用来测量极其微小的电流 (如 !& # !& 安) 。一、 磁电式仪表的结构和原理(一) 结构 磁电式仪表主要是由固定部分和活动部分组成, 如图 ! # ! # ! 所示。图!#!#! &―轴 &―指针 !―极掌磁电式仪表的基本结构 $―圆柱形铁心 %―线圈’―螺旋弹簧(― ) 为引进和流出线圈的电流(!) 固定部分: 由永久磁铁和极掌 * 、 极掌由软钢做成, 装在永久磁铁的两端, + 组成, 呈半圆筒形。两极堂的空腔中, 有一固定在支架上的圆柱形铁心。极掌与铁心之间的空 气隙是均匀的, 其中产生均匀的辐射方向的磁场。如图 ! # ! # $ 所示。 ($) 可动部分: 仪表的可动部分由铝框及线圈 %、 前后两个半轴 & 和 &,、 螺旋弹簧 ’ 与 (见图 ! # ! # !) 。铝框呈矩形, 在矩形铝框上面有一个用很细的绝缘 ’,及指针 & 等组成 铜线绕制的线圈。线圈的两头与装在半轴 &&, 上的两个螺旋弹簧的一端相接 (两个螺旋 弹簧也可以分别装在两个半轴上) 。螺旋弹簧 ’ 和 ’, 的另一端也是固定的, 以便电流引 进和流出线圈。两个半轴的轴尖位于宝石轴承中, 宝石轴承固定在矩形铝框的中间部 位, 两个半轴可以自由转动, 指针被固定在一个半轴上, 未通电时指针指在表盘的零刻度 处。 ?-? 第一篇仪表的基础知识图!&!&#载流线圈在磁场中受力 ( $)(二) 工作原理 磁电式仪表是利用带电线圈处于磁场中, 受到电磁力矩而使可动部分产生旋转的原 理来制造的。 (!) 当处在永久磁铁的磁场中的线圈通过电流时, 线圈与磁场相互作用而产生旋转 力矩, 使其发生偏转。在均匀辐射状的磁场中, 通以电流的线圈两个边所受力的方向如 图 ! & ! & # 所示。电场力 $ 的大小为: $ % &’() 式中 ― ―线圈所在处的磁感应强度; &― ― ―通过线圈中的电流; ’― ― ―线圈与磁场方向垂直的边的长度; (― ― ―线圈的匝数。 )― 因为与磁场方向垂直的线圈两边受到相同的作用力, 所以, 作用在线圈上的力矩为: * % #$+ % #&’()+ 式中 ― ―铝框中心线到框边的距离。 +― ( ! & ! & -) 因为线圈所包含的面积为 , % #+(, 所以转矩为: * % &’), 流越大, 产生的转矩力矩也越大。 (#) 线圈在转动力矩的作用下发生偏转, 即使电流很小, 也将使指针产生很大的偏转 角度。为此, 必须使活动部分受到一个反力矩的作用, 使活动部分在一定的转动力矩作 用下只能偏转一定的角度, 并以偏转角的大小表示出被测的量 (通入仪表的电流) 。在磁 电式仪表中, 反抗力矩多由弹簧 (也叫游丝) 产生。由弹簧产生的反抗力矩 * + 与偏转角! 成正比: *+ % . ! 式中 ― ―为决定于弹簧物理性质的常数, 弹簧越硬, .― . 值越大; ― ― ―偏转角。 ! 在转动力矩作用下, 线圈带动转轴动力, 由于弹簧的一端与转轴相联, 另一端固定, ? !0 ? ( ! & ! & /) 式 ! & ! & - 表明, 在磁电式仪表中, 转动力矩的大小与通进电流 ’ 的大小成正比, 电 ( ! & ! & #) ( ! & ! & !) 第一章电工仪表基础知识因此, 转轴的转动势必扭紧弹簧, 因而产生反抗力矩。当电流较小时, 转动力矩较小, 指 针只偏转一个较小的角度, 其反抗力矩即可抵消转动力矩; 当电流较大时, 转动力矩也较 大, 势必把弹簧扭得更紧, 反抗力矩也随之增大, 与转动力矩相平衡。因此, 指针总是停 止在反抗力矩与转动力矩相等的位置上。 即 ! & !! &’() & * ! !& ,’ , & &().* ( # $ # $ %) ( # $ # $ +) ( # $ # $ -) ( # $ # $ /)式 # $ # $ / 中的 , 为一常数, 是磁电式测量机构的灵敏度。对某一仪表而言, &、 )、 其数值都是固定的。所以, 在磁电式仪表中 (、 * 各量决定于各仪表的结构和材料性质, 指针偏转的角度与被测电流大小成正比, 因此, 磁电式仪表的刻度是均匀的。 (0) 当表头线圈内通过电流时, 可动部分将向新的平衡位置过渡, 并在新的平衡位置 上左右摆动多次。仪表指针在平衡位置左右摆动将影响测量速度, 为了缩短摆动时间, 必须在仪表中装设一个能吸收可动部分动能的装置, 这种装置称为阻尼器。 磁电式仪表没有专门的阻尼器, 一般利用绕有线圈的铝框架来产生阻尼力矩, 如图 # $ # $ 0 所示。图#$#$0铝框的阻尼作用当线圈在磁场中运动时, 闭合的铝框架切割磁力线产生感应电动势, 从而在铝框中 产生感应电流 12 , 该电流与气隙中的磁场又相互作用, 产生一个力矩 ! 2 , 这一力矩的方向 总是与线圈转动的方向相反, 从而阻止线圈来回摆动; 促使线圈很快地静止下来。 上述阻尼力矩只有在线圈转动时才有, 线圈静止下来以后, 它也就不存在了, 所以, 它对测量结果并无影响。二、 磁电式电流表磁电式测量机构用作电流表时, 只要被测电流不超过它所能允许的电流值, 就可以 将测量机构直接与负载相串联进行测量。但是一般磁电式表头中的线圈允许通过的电 ? ## ? 第一篇仪表的基础知识流很小, 这是因为线圈本身导线很细, 电流过大会因过热使线圈本身绝缘烧坏。导入电 流的游丝, 也不能允许太大电流通过, 否则将会由于过热而失去弹性。所以, 用磁电式仪 表可以直接测量的电流范围很小, 一般只在几十个微安到几十毫安之间, 如果想要测量 较大电流时, 就必须采取分流的方法扩大量程。 (一) 分流电阻 磁电式电流表采用分流扩大量程的方法, 就是在表头上并联一个分流电阻, 使电路 中的电流只有一部分通过表头。由于电路中电流与表头中电流有一定的比例, 在仪表的 刻度盘上可以直接按接有并联电阻以后的仪表的量程来刻度。分流电阻的联接方式如 图 ! & ! & # 所示。图!&!&#电流表的分流$% 为测量机构的内阻, $&’ 为分流电阻。在图 ! & ! & # 所示的电路中, (% $% ) (&’ $&’ , 由此得出: $&’ ) (% $% *(&’ ) (% $%( * ( & (% ) ) $%( * (*(% & !) $&’ ) $%( * , & !) 式中 , ) (*(% 为量程扩大倍数。 ( ! & ! & +) (! & ! & !-)将磁电式测量机构的量程扩大成 , 倍的电流表时, 分流电阻应为 式 ! & ! & !- 表明, 磁电式表头内阻的 !* ( , & !) , 电流量程 ( 越大, 分流电阻 $&’ 就越小。 (二) 分流器 在实际工作中, 当被测电流很大时 (例如在 .- 安以上时) , 由于分流电阻发热很严 重, 将影响测量机构的正常工作, 所以, 必须有一个大体积的分流电阻。一般将大体积分 流电阻做成单独的装置, 称为外附分流器。如图 ! & ! & . 所示。图!&!&.外附分流器示意图图 ! & ! & . 画斜线的部分是两个铜块, 在每个铜块上有一大一小的两个接头: 大的 ? !/ ? 第一章电工仪表基础知识小的 $& 和 $# 称为电位接头。电流接头串联于被测的大电流电 !& 和 !# 称为电流接头; 路中; 电位接头和表头并联。三、 磁电式电压表(一) 结构和原理 一个磁电式表头的内阻是不变的, 若在表头两端施以某一允许的电压, 通过表头线 圈的电流将与该电压成正比。可动部分偏转的角度也就正比于所加的电压。如果将表 按电压来刻度, 就可做成电压表。 但由于表头只能通过极微小的电流, 它只能测量很低的电压, 一般只能做成毫伏表。 为了能测量较高的电压, 又不使测量机构里超过容许的电流值, 可在表头上串联一个较 大的电阻 %&’ , 称为附加电阻, 如图 & ( & ( ) 所示。图&(&()电压表的附加电阻附加电阻的大小由表头灵敏度和欲扩大的电压量程来确定。这时通过测量机构的电流 *+ 为: ( %+ / %&’ ) *+ , -. (& ( & ( &&)偏转角 !仍然反应 0、 只要附加电阻 %&’ 恒定不变, *+ 与被测两点间的电压 - 成正比, 1 两点间的电压的大小。附加电阻的大小可按下式求得: - , *( + %+ / %&’ ) -.*+ , %+ / %&’ %&’ , -.*+ ( %+ 串联多个电阻, 就可以得到多量程的电压表。如图 & ( & ( 4 所示。 (& ( & ( &#) (& ( & ( &2) (& ( & ( &3)图&(&(4多量程电压表的电路? &2 ? 第一篇仪表的基础知识附加电阻 !& 、 !# 、 !$ 可以按下式来计算: !& % & & ’() * !) ( &# * && ) !# % ’() ( &$ * &# ) !$ % ’() (& * & * &+) (& * & * &,) (& * & * &-)附加电阻也有内附与外附两种形式, 测量较高电压时, 一般采用外附形式。 用电压表测量电压时, 电压表内阻越大, 对被测电路的影响越小。电压表各量限的 内阻与相应电压量限的比值为一常数, 它的单位为欧 ’ 伏, 它是电压表的一个重要参数。 (二) 使用方法 电压表在使用时与被测支路并联。为了不影响电路的工作状态, 要求表所取用的电 流 (即与被测支路并联时的分流) 越小越好, 所以要求电压表内阻越高越好。第三节电磁式仪表一般配电盘上所装的交流电压表和交流电流表, 大部分都是电磁式仪表。磁电式仪 表对正弦交流电进行测量, 必须加装变换器 (一种能将交流变换为直流的装置) , 加上这 种装置后, 测量值必定有各种变换误差。而电磁式仪表对正弦交流电进行测量时, 不需 附加任何变换装置, 这种仪表还具有坚固耐用、 价格低廉等优点, 因此得到广泛使用。一、 结构和工作原理(一) 吸引型电磁式仪表 它的结构如图 & * & * . 所示。图&*&*.吸引型电磁式仪表的结构它由固定线圈和偏心地装在转轴上的活动铁片等组成。和轴一起转动的部分除活 ? &/ ? 第一章电工仪表基础知识动铁片外, 还有指针、 平衡锤、 磁感应阻尼器的扇形铝片和产生反作用力矩的游丝。扇形 铝片可以在起阻尼用的永久磁铁的空气隙中转动。为了防止固定线圈受到永久磁铁的 影响, 在永久磁铁前有一块钢质的磁屏。 当线圈中通入电流时, 在线圈的附近就有磁场产生, 在线圈的两端就呈现磁性, 使活 动铁片被磁化, 磁场吸引活动铁片进入线圈的缝隙, 在转轴上产生转动力矩, 带动可动部 分偏转。 当转动力矩与游丝产生的反作用力矩相平衡时, 指针便稳定在某一位置, 从而在刻 度盘上指示出被测电流或电压的数值来。 当线圈中的电流方向改变时, 线圈所产生的磁场的极性及被磁化的活动铁片的极性 也随着改变。磁场仍对活动铁片有吸引力, 且转矩方向不变, 所以指针偏转的方向也不 会改变。可见, 这种结构的仪表既可测量直流也可测量交流。 电磁式仪表常用的阻尼器有空气式和电磁感应式两种, 如图 ! & ! & #。图!&!&#空气阻尼器和电磁感应阻尼器空气阻尼器是利用装在转轴上的薄片在一不完全封闭的扇形小盒内运动, 运动时因 压缩空气而受到阻力, 运动愈快阻力愈大。这种阻尼力矩减少了活动部分的摆动, 能较 快地达到稳定位置。活动部分静止后, 此力矩消失, 故不影响其稳定偏转。 电磁感应阻尼是利用装在转轴上的铝片在永久磁铁的气隙内运动时, 导体切割磁力 线, 产生感应电动势和涡流, 方向可用右手定则确定。涡流与磁场相互作用产生力矩, 此 力矩的方向恰与铝片运动方向相反。 在永久磁铁中铝片运动切割磁力线而产生的涡流, 和永久磁铁的磁场相互作用, 从 而产生阻碍铝片运动的阻尼力矩。运动速度愈大, 铝片中的涡流愈大, 阻尼力矩也愈大。 活动部分静止后, 力矩也就消失了。 (二) 排斥型电磁式仪表 结构如图 ! & ! & !$ 所示。它的固定部分包括线圈和装在线圈内侧的固定铁片。可 动部分包括固定在转轴上的活动铁片、 游丝、 指针, 以及固定在轴上的空气阻尼器的阻尼 翼片。翼片放置在不完全封闭的扇形阻尼箱内 (图 ! & ! & !$ 中未画出) 。当指针在平衡 位置摆动时, 翼片也随着在阻尼箱内摆动, 由于箱内空气的阻尼作用, 摆动很快停止。 当固定线圈通过电流时, 电流的磁场使得固定铁片和活动铁片同时被磁化, 且磁化 ? !% ? 第一篇仪表的基础知识方向相同, 造成两种铁片的相同端都具有相同的极性 ( ! 极或 & 极) , 从而使两种铁片互 相排斥, 活动铁片发生偏转, 并带动转轴和指针一起偏转。当电流方向改变时, 线圈磁场 的极性改变, 两铁片相同端的极性也同时改变, 但它们仍然是互相排斥, 所以指针的偏转 方向不因线圈电流方向的改变而不同。因此这种表既可以测量交流, 又可以测量直流。图 # $ # $ #%排斥型电磁式仪表的结构及仪表中铁片的磁化二、 电磁式电流表和电压表利用电磁式测量机构可以构成电流表和电压表。 (一) 电磁式电流表 电磁式结构的仪表, 指针偏转角度直接与线圈中的电流有关, 故可用来制成测量交 流电流的安培表或毫安表。 被测电流通过线圈时, 产生磁化铁片的磁场。测量大电流时, 线圈可用粗线绕较少 匝数; 测量小电流时, 则可用细线绕较多的匝数。一般的电磁式电流表的固定线圈是用 较粗的绝缘铜线绕制的, 测量时可将测量机构直接串联在被测线路中。因为在电磁式的 测量机构中, 活动部分不需要通过电流, 所以利用这种测量机构本身就能够测量较大的 电流。电磁式电流表的量限越大, 它的固定线圈的导线越粗, 匝数越少。 若需要测量更大电流, 一般采用电流互感器, 将大电流变为小电流 (& 安以下) 再进行 测量。电磁式电流表扩大量程不用电阻分流器, 因为表的线圈有较大电感, 不能像测量 直流电流的磁电式仪表那样来计算分流器的电阻值。 多量限电磁式电流表通常采用将固定线圈绕组分段的方法, 然后利用两个或几个线 组的串、 并联来改变电流的量限, 如图 # $ # $ ## 所示。 图 # $ # $ ## 的固定线圈被分为两个绕组 ( ’# 和 ’( ) , 两个绕组的匝数相等。当用 构成两个绕组串联, 电流量限为 , - 。当利用 一个金属片 ) 将 *、 + 两个端钮连接起来时, 两个金属片 ) 分别连接 *、 则两个绕组并联, 电流量限被扩大一倍, 为 .、 / 和 + 端钮时, (, - 。 ? #0 ? 第一章电工仪表基础知识图 ! & ! & !!双量限电磁式电流表改变量程接线图(二) 电磁式电压表 利用测量小电流的测量机构 (即线圈匝数较多的) 串联上附加电阻, 就可用来测量 电压, 而成为电压表。电磁式电压表中的固定线圈是用细的绝缘导线绕制而成的, 为 了获得足够大的磁场, 它的匝数较电流表的匝数要多得多。这种电磁式电压表与磁电 式电流表一样, 接有附加电阻 #$% , 测量时并联跨接在被测电压两端。如图 ! & ! & !& 所 示。图 ! & ! & !&双量限电磁式电压表电原理图使用电磁式电压表时, 要注意选择电压量程, 一般是由大往小选, 以避免烧坏仪表。第四节电动式仪表磁电式仪表的磁场是由永久磁铁建立的, 如果利用通有电流的固定线圈去代替永久 磁铁, 并使其磁场与活动线圈中的电流同时改变, 便可以构成电动式仪表。 ? !’ ? 第一篇仪表的基础知识由于电动式仪表的固定线圈可以通过直流, 也可以通过交流, 因此, 电动系仪表的用 途就更加广泛。它除了可以做交直流两用的准确度较高的电流表和电压表外, 还可以做 成测量功率用的功率表, 以及做成测量相位和测量频率的电动式相位表和电动式频率 表。这种仪表的主要优点是可以交直流两用, 并能达到很高的准确度, 所以电动式仪表 是非常重要的一种仪表。一、 电动式仪表的结构和工作原理电动式仪表的结构如图 ! & ! & !# 所示。固定线圈分成两部分, 彼此平行排列, 这样 可以使得两个线圈之间的磁场比较均匀。活动线圈与转轴固接在一起, 转轴上装有指 针, 反作用力矩由游丝产生, 利用空气阻尼器产生阻尼力矩。图 ! & ! & !#电动式仪表结构示意图当电流 $! 通过固定线圈时, 在定圈中就建立了磁场。活动线圈中再通以电流 $% 就 要受到电磁力, 从而产生转动力矩, 使得仪表的活动部分发生偏转, 直到转动力矩和游丝 所产生的反作用力矩互相平衡时才停止, 并指示出读数来。如果电流 $! 的方向和电流 $% 的方向同时改变, 则电磁力的方向不会改变, 即动圈所受到的转动力矩的方向不会改变, 所以电动式仪表能够用于测量交流。二、 电动式电流表和电压表(一电动式电流表 将电动式测量机构中的定圈和动圈串联起来就构成了电动式电流表, 如图 ! & ! & !& 所示。通入同一个电流时, 则 $! ’ $% ’ $。因为可动部分偏转角!等于 !’ ( ) $! $% *+, & 当 则 $! ’ $% 时, *+, &’ ., &’ !% !’ ( ) $(! & ! & !-)(! & ! & !/)所以, 电动式电流表可动部分的偏转角与被测电流的平方有关, 因此, 它的标度 0 的 分度是不均匀的, 如图 ! & # & !# 所示。 ? !- ? 第一章电工仪表基础知识采用线圈串联方式构成的电流表, 只能用来测量 ! & # 安以下的电流。要测量较大的 电流, 通常是将动圈和定圈并联, 如图 $ % $ % $&’ 所示。定圈是用粗线绕制的, 并联后大 部分电流通过定圈, 如改变定圈匝数和导线粗细, 则可改变电流表的量程。图 $ % $ % $&电动式电流表电原理图(() 线圈串联 ( ’) 线圈并联(二) 电动式电压表 将测小电流的测量机构串以不同的附加电阻, 就成为不同量程的电压表, 如图 $ % $ % $# 所示。图 $ % $ % $#电动式电压表将电动式测量机构中的固定线圈 $ 和活动线圈 ) 与附加电阻 *+, 一起串联起来, 就构 成电动式电压表。图中虚线框内为电动式电压表, 利用附加电阻 *+, 的改变就可以得到多 量限的电压表。当附加电阻一定时, 通过测量机构的电流与仪表两端的电压 - 成正比。 而仪表偏转角!是与电流平方成比例的, 故有:) !. / 01( -($ % $ % )!)由式 $ % $ % )! 可知, 电动式电压表可动部分偏转角!与电压平方有关, 所以, 它的标 度尺也不均匀的。 对于低量程电压表, 当频率增高时, 表的读数就会偏小。为减小此频率的误差, 在低 量程的附加电阻上串联一个电容 2, 使之与线圈的电感相补偿。有频率补偿的电压表, 可 用于几百赫频率的测量。? $3 ? 第一篇仪表的基础知识第五节常用配电盘仪表的检修知识一、 磁电式和电磁式仪表的技术特性(一) 磁电式仪表的技术特性 通过对磁电式仪表的结构和工作原理分析, 可以看出此类仪表有如下技术特性: 准确度较高: 因为仪表采用永久磁铁, 磁场很强, 所以表头本身的磁场较强, 外界 (!) 磁场对它的影响不太大, 可以制成准确度较高的仪表。另外, 电阻或附加电阻的阻值做 得也很准确, 受磁场、 温度等外界因素的影响较小, 所以, 仪表的准确度很高, 可达 & # ! 至 & # $ 级。 (%) 灵敏度很高: 磁电式表头本身的磁场很强, 因为表头内部安装的是永久磁铁, 所 以仪表内部有非常强的磁场。当通过线圈的电流很小时, 就可以得到很大的转动力矩, 使其产生偏转, 因此这种仪表的灵敏度很高。 刻度均匀: 因为偏转角!与通过线圈内的电流 ’ 成正比, 所以仪表的刻度很均匀。 (&) (() 过载能力差: 由于被测电流通过游丝, 表头线圈导线又较细, 所以这种仪表的过 载能力较差。 只能测直流: 仪表内部磁场是永久磁铁产生的, 故磁电式表头内磁场方向是恒定 ($) 的, 方向不变, 转动力矩的方向决定于电流方向。由于交流电的大小和方向是按照正弦 曲线的规律随时间变化的, 指针来不及跟着变化, 所以磁电式仪表只能用来测量直流电 流和电压。 ()) 价格贵: 此种仪表结构比较复杂, 所以成本高、 价格贵。 (二) 电磁式仪表的技术特性 此类仪表应用广泛, 其技术特性有如下几点: (!) 结构简单, 价格便宜, 过载能力强是电磁式仪表的主要优点, 也是得到广泛应用 的原因之一。过载能力强是因为电磁式测量机构中的游丝中不通过电流, 线圈中的电流 短时间超过额定值十几倍都不至于烧坏。 (%) 电磁式电压表由于固定线圈的匝数较多, 相应感抗较大, 随着频率的变化, 其感 抗也将变化, 会给读数带来影响, 所以不适于在频率高的电路中测量。尤其是电压表, 频 率误差更大, 这种仪表主要用于工频电路 ($& 赫) 。 (&) 电磁式仪表的磁场是由固定线圈建立的, 其磁路几乎全部处在空气中, 故此其本 身磁场较弱, 受外界磁场影响较大, 使用时, 仪表附近不应有较强的外磁场。 ? %& ? 第一章电工仪表基础知识(!) 电磁式仪表是由固定线圈通过电流来建立磁场的, 磁场较弱, 仪表的转动力矩也较 小, 活动部分发生偏转困难, 建立磁场的线圈匝数需有一定的数量, 因此, 这种仪表的灵 敏度较低。作电流表时, 线圈的匝数不能太少, 使得内阻相应较大。当用作电压表时, 由 于要保证线圈通过一定大小的电流, 要求其附加电阻不能过大, 内阻又较小, 消耗功率较 大。二、 磁电式仪表的检修知识仪表进行调修前, 必须先检查故障的原因, 以确定调修的项目和部位, 这是修理好仪 表的首要条件。 (一) 外观检查 这是首先要进行的项目。包括以下内容: (&) 外部结构零件检查: 外壳、 接线柱、 表盖玻璃等是否完好; 轻摇仪表, 检查内部是 否有零件松动脱落, 有无其他杂物掉进; 附件 (如专用附加电阻、 分流器等) 是否齐全完 好。 (#) 仪表标度盘的外观检查: 是否平整洁净, 有否局部凸起或卡针, 漆面有无碎裂脱 落, 仪表的标记符号及标度 $ 线条是否模糊不清, 用来消除视差的镜面是否清晰完好。 (%) 可动机械部分的外观检查: 如指针是否平直, 可动部分的平衡是否良好, 转动是 否灵活, 止动装置和外调零器有无失灵或松动现象等。 (二) 通电检查 将被检仪表接入能均匀调节的线路中, 接通电源, 观察有无断路或短路, 然后增加被 测量直至额定值 (按检定规程规定, 需要预热的仪表要进行预热) , 再缓慢平稳地减少被 测量直至零值, 观察可动部分转动灵活情况, 如有无卡针, 指针是否回到零位 (按规定, 指 针不回零的数值, 一般仪表应小于 & ’ &&()*, 。 ) 为仪表的准确度等级, * 为标度 $ 长度) 再从零值增至上限和由上限降至零位。对仪表进行校验, 确定误差和变差是否超过允许 值。然后, 调节电源使指针停在某刻度点, 用手轻敲外壳, 观察有无显著位移。 (三) 常见故障及原因 通电检查时常见的故障及可能原因列于表 & + & + ,, 供调整修理时参考。 表&+&+,序号 & 常见故障 不回零 磨损变钝 #) 在轴尖座中松动 %) (#) 轴承: 锥孔磨损有毛病, 光洁度降低 &) 工作表面有伤痕 #) 圆锥孔内太脏 %) 轴承或轴承螺丝松动 !)磁电式仪表常见故障故障部位及原因(&) 轴尖: 生锈、 氧化或有其他杂物粘附在表面上 &)? #& ? 第一篇序号 !仪表的基础知识常见故障 不回零 故障部位及原因 (&) 游丝: 游丝内焊片与轴承螺丝摩擦 !) 游丝内圈和轴心不同心, 偏在某一方向, 游丝和轴承螺丝及周围零件 #) 摩擦 游丝平面翘起与平衡锤摩擦 &) 游丝太脏, 有粘圈现象 $) 过载受热, 产生弹性疲劳 %) 位移 (!) 轴尖: 同第一项 (!) (#) 轴承: 同第一项 (#) (&) 游丝: 同第一项 (&) , 此外还有上下游丝外端焊片松动 ($) 指针: 在支持件上未装牢, 有小量活动 轴座: 轴座未粘牢, 松动 (%) (&) 平衡元件: 平衡锤和平衡锤杆未粘牢, 有轻微松动#& $变差大 刻度特性变化基本上与第一项相同 (!) 游丝因过载受热, 引起弹性疲劳 (#) 游丝因潮湿或腐蚀性气体的腐蚀而损坏 震动或其他原因使元件变形或相对位置发生变化 (&) ($) 仪表平衡不好%电路通而无指示(!) 表头有分流支路的测量线路, 表头断路, 而分流支路完好 (#) 表头被短路 (游丝的焊片和支架间没有绝缘, 使进、 出线直接短路) (&) 游丝和支架相碰, 使动圈被短路&电 路 通 而 仪 表 指 (!) 动圈有部分短路 示很小 (#) 分流电阻绝缘不好, 有部分短路 游丝焊片和支架间的绝缘不好, 有部分电流通过支架而分路 (&)’电路不通无指示(!) 电气测量线路断路 (#) 游丝烧断、 脱焊 (&) 动圈断路 ($) 和动圈串联的附加电路断路、 线头脱焊等(电 路 通 而 指 示 不 (!) 焊接不牢, 有虚焊现象 稳定 线路焊接处有氧化物, 使焊接不好, 接触不良 (#) (&) 线路中有击穿或短路, 使线路似通非通 上述机械故障都会引起误差大的现象, 在消除后, 若仍有较大误差, 可能是下面 的原因: 永久磁铁的磁性减弱 (!) (#) 活动部分的平衡不好 (&) 线路接触不良或绝缘处的绝缘不好 ($) 电阻元件限值发生变化)误差大? ## ? 第一章 (四) 误差的调整电工仪表基础知识磁电式仪表的机械故障排除后, 若仍存在较大的误差, 可调整测量机构中的 “磁分 路” 。所谓磁分路就是指两极掌间的可动铁片, 调节该铁片的位置, 可以调整气隙中磁场 的强度, 以减小误差。 在机械故障排除后, 又不能用调磁分路的办法来消除误差时, 必须进行测量机构和 测量线路的调整。 ! & 直通电流表的误差调整 直通电流表无分流线路, 最大量限不超过 !## 毫安。直通电流表以出现负误差的机 会为多, 其原因是磁性衰减, 使表头灵敏度下降。由于灵敏度与磁感应强度、 线圈匝数、 反作用力矩系数等因素有关, 因此可采取下面一些措施来提高灵敏度。 首先可采用充磁的方法, 充磁后能增强磁性, 提高磁感应强度, 进而提高灵敏度。 其次采取更换较软游丝的方法, 从而使灵敏度提高。 还可以采用增加线圈匝数的方法来提高灵敏度。可根据公式 ! $ ! $ %! 计算重绕的 匝数 &% 。 ’! &! ( ’% &% 式中 ― ―未增加线圈匝数时的全偏转电流; ’! ― ― ―重绕动圈后的全偏转电流; ’% ― ― ―原动圈匝数。 &! ― 采用增加线圈匝数的方法时, 要注意线圈体积增加后, 不能与磁极相碰。 % & 带有分流器的电流表误差的调整 图 ! $ ! $ !) 为带有分流器的单量限电流表的线路图。 (! $ ! $ %!)图 ! $ ! $ !)单量限电流表线路示意图当机械和线路故障排除后, 此类仪表若出现误差, 可用下列几种方法来消除: (!) 适当增加或减少分流电阻 *+, ; (%) 适当增加或减少温度补偿电阻 *- 。 对于多量限电流表的调整, 应从以下几个方面调整: (!) 调特性误差。此类误差产生的原因是: 轴尖轴座装歪, 不在轴承中心位置; 支架 在磁气隙中位置偏移, 不符合原有位置; 指针与轴心位置不在一条轴线上。 消除特性误差的方法是: 重新修理、 更换或纠正不在中心的轴尖轴座。松开支架, 固 ? %. ? 第一篇仪表的基础知识紧螺丝, 向周围几个方向分别小量移位, 注意不得妨碍动圈偏转, 边调整边配合校对找出 刻度特性较好时的支架位置, 纠正指针位置, 重新刻度。 (!) 调各量程正误差 (误差率一致) 。此类误差产生的原因是: 修后表头灵敏度稍微 提高, 或补偿电阻短路。 消除正误差的方法是: 增加或更换补偿电阻。 (&) 调各量程负误差 (误差率一致) 。此类误差产生的原因是: 磁性衰减或动线圈短 路。 消除负误差的方法是: 充磁, 表头换较软的游丝, 更换动圈, 减小温度补偿电阻的数 值。 各量程之间误差不一致时, 要调整各档误差, 先由最大量程开始, 因其分流阻值小, 对前面量程只带来部分误差。由大电流向小电流逐档校对调整, 使误差率成为一致后, 再适当的增加或减少温度补偿电阻, 使误差消除。 & # 磁电式电压表误差的调整 电压表是用电流表配上一定数值的电阻而成。磁电式电压表常见线路如图 $ % $ % $& 所示。图 $ % $ % $&电压表线路图(’) 直通串联电压表 ( () 表头附分流器的电压表图 $ % $ % $&’ 所示的是直通串联电压表, 它是由表头直接与附加电阻串联组成的。 为了在测量时少消耗功率, 一般选用电流灵敏度较高的表头。图 $ % $ % $&( 是表头附分 流器的电压表, 常用来测量高电压。为了节省材料和附加电阻的体积, 常将表头电流扩 大, 设计成带分流器的线路。 直通线路的误差, 可增加其附加电阻 )*+ 或改变表头的电流灵敏度。 表头带分流器的电压表的误差调整, 常采取下列办法: ($) 增加或减少附加电阻 )*, 的数值; (!) 增加或减少分流电阻 )*+ 的数值; (&) 增加或减少表头温度补偿电阻 )- , 改变表头与分流器的分流比, 使仪表总电流改 ? !. ? 第一章 变, 来消除误差。电工仪表基础知识多量程电压表与单量程电压表的结构基本相同, 只是按量程数多接几组附加电阻, 用以扩大电压量程。对于多量程电压表出现的误差, 常采用下述办法来调整: (!) 误差率一致的调整方法。此种误差主要由于表头电流灵敏度改变所引起, 可采 用调整表头电流的方法来消除误差。 若出现误差不一致的现象, 应检查误差率最大的一个量程的附加电阻, 观察外 (&) 表, 如无问题, 可将此电阻取出, 测量阻值情况。然后对各量程进行调整, 使误差率一致。 最后调整表头电流, 以消除误差。 (#) 部分量程超差, 可调节仪表本身的可调整的附加电阻, 改变阻值, 直到调整合格。 (五) 几种故障的检修 只介绍一些常用的方法。 ! $ 修指针 仪表使用过一段时间后或碰撞过, 经常会出现指针弯曲、 偏扭, 与度盘摩擦等毛病。 此时, 可用镊子夹住弯曲、 偏扭部分的邻近处, 用手指校正指针, 使其恢复原状。同时还 要注意用镊子夹指针时不要用力过大, 以防指针出现夹痕。若指针有部分脱漆, 应用同 指针漆颜色近似的漆涂在脱漆处。 & $ 粘玻璃 当发现玻璃有碎裂可松动时, 可先用小刀或扁铲除去原粘合材料, 在镶玻璃的边槽 内涂上万能胶或清漆等粘合剂, 把需要更换的玻璃擦干净, 拧紧压片螺丝, 放在 %& ’ (&) 的烘箱内烘干即可。 # $ 调整平衡 正常使用的仪表, 不管指针指到刻度的任何位置, 仪表的转动部分都应该是平衡的, 即仪表指针的重心应和转轴相重合。在使用中, 仪表过载受到冲击, 使指针变形, 轴承螺 丝松动, 轴间距离太大, 中心位置偏移或结构不稳定, 转动部分发生变形等原因, 都会造 成仪表不平衡, 因此需要对平衡进行调整。 调整平衡的过程, 就是调节平衡锤使活动部分的重心和转轴相重合的过程。仪表指 针的平衡主要靠平衡锤, 常见的平衡锤主要有 * 型和十字形平衡锤两种, 根据其不同的 情况来调节平衡锤的位置, 最终达到平衡。 调平衡时要注意, 调平衡之道, 首先应消除机械故障, 否则平衡是调不好的。调平衡 时用的材料要无磁性, 不吸潮和干燥。调平衡时尽量不采用使转动部分重量增加的办 法, 以防止其品质系数下降, 并要注意勿使轴尖和轴承受过大的压力, 以防损坏轴尖。 (六) 磁电式仪表的拆装 拆卸测量机构首先要分析结构组成形式和零部件的作用。仪表的拆卸一般按下列 顺序进行, 取下表盖或表罩, 测量游丝力矩, 旋下标度盘, 绘出电路图, 断开引到仪表机构 ? &% ? 第一篇仪表的基础知识上的导线, 旋开并取出磁系统。 在某些型式的仪表中, 磁铁拧在极靴上, 因而可以很容易地取下来。所以, 这种类型 的仪表, 首先要取下磁铁, 然后再焊开游丝, 并从极间空间取出带铁心的动圈。如果磁铁 还拧在极靴上时, 先不要取出铁心, 因为铁心可能被吸向极靴, 因而压坏动圈或游丝。 可动部分的桥架有两条导轨, 位于极靴之间的小槽里。如果导轨放在小槽中过于松 动, 那么, 当取出桥架时, 铁心可能被吸向极靴。因此, 必须特别细心地取出可动部分, 因 为铁心随时都可能被吸住。当从外游丝支片上焊开游丝后, 拿下桥架的支架, 拧出固定 铁心的螺丝, 并把它和动圈一块取出来。取出铁心时, 必须在它的上下端印上记号, 取出 动圈后, 务必仔细检查轴尖。如果轴尖坏了, 那么必须把它从轴尖座中拔出来。 轴尖轴座的组装是随仪表结构而定的。大型及耐震动的仪表, 结构较为牢固, 轴座 的孔壁厚, 轴尖装得深 (! & # 毫米) 。一般小型仪表结构较为简单, 轴座矮小, 孔壁薄, 选 用轴尖较细, 装入不深, 约 $ % # 毫米。 对于轴尖直径 & % # & & % ’ 毫米, 轴座圆柱部分的外径小于 $ % # 毫米, 轴尖的装入深度 一般采用钟表镊子拔轴尖和用斜口钳拔轴尖的方法 (如图 $ ( $ 在 $ % # 毫米以下的仪表, 。用钟表镊子拔轴尖时采取下面方法: 当动圈取出后, 将游丝内焊片轻轻扳向一 ( $)) 侧, 使轴尖的圆柱部分露出, 用镊子夹紧轴尖, 然后, 把镊子楔入轴尖座与镊子夹头间的 空隙处, 缓慢撬动轴尖座, 使轴尖由轴座中拔出。用斜口钳拔轴尖时, 选用 * 英寸或 # 英 寸径加工后的专用斜口钳伸入游丝下面夹住轴尖, 然后把镊子楔入轴尖与钳子间的空隙 处, 以钳口的后端为支点, 两手同时用力撬出轴尖。图 $ ( $ ( $)用修钟表镊子拔轴尖当轴尖用以上两种方法不能取出时, 可用钟表车床来取出。焊去游丝, 用钟表车床 的夹头夹紧轴尖, 然后把镊子楔入轴尖座与车床夹头间的空隙处, 右手用力撬出轴尖。 当轴尖部分露出太短无法夹持时, 可取下轴尖座, 用专用铳子由轴尖的小孔内铳出轴尖。 已拆仪表的最主要零件, 如带指针的动圈、 游丝、 桥架和磁系统都应保存在玻璃罩内 或单独放好, 以免受灰尘的污染和意外损坏。螺母、 螺丝和细小的零件都要收入小盒内, 并标明仪表的号码。轴尖和轴承也要单独用纸包起来, 并在上面写好 “上” 和 “下” 的字 样, 以便安装。 ? !’ ? 第一章电工仪表基础知识装配仪表的顺序正好和拆卸仪表时的顺序相反。首先准备好动圈, 检查游丝装得 是否正确, 除去轴尖、 宝石、 铁心和极靴上的灰尘。然后把带铁心的动圈装到它们的位 置上, 用螺丝拧紧铁心。下轴承要拧得 合 适, 使 得 动 圈 的 上 下 边 与 铁 心 的 距 离 相 等。 此后, 再拧入上轴承。这时, 正常轴隙应保证动圈的侧位移尽可能最小, 同时还要使可 动部分能够在支座内自由转动。加热动圈时, 轴隙会减小, 因而可动部分可能被楔住, 因此不应 该 过 分 地 减 小 轴 隙, 但 也 要 注 意 到, 如 果 轴 隙 过 大 时, 可能引起倾侧误 差。 调整好轴隙后, 用特制的防松螺母固定好轴承。旋紧螺母时要小心, 并且要用螺丝 刀支住轴承, 使轴隙不能改变。为了焊接游丝, 必须转动机构, 使游丝处于垂直位置, 并 令其末端自由地放在支片上。烙铁只能和支片相接触, 把铜导线焊在游丝支片上时, 用 小功率的锡焊烙铁, 采用纯锡和松香。为了避免粘在动圈上的轴尖座脱胶, 用烙铁加热 游丝支片的时间应极其短促。焊好的游丝最好不用镊子整理, 如果需要的话, 最好把它 焊开, 加以调整后再焊上去。焊好游丝后仔细移动指针, 检查当指针在全部标度尺上偏 转时, 游丝各匝是否有粘在一起的现象。 装配好的可动部分装在它应在的位置上, 并用螺钉固定起来。装配磁电式仪表的可 动部分时, 要注意空隙间的清洁。三、 电磁式仪表的常见故障及其消除方法电磁式仪表的故障在很多方面与磁电式仪表相同, 其产生的原因也相似, 修理时, 可 参照磁电式仪表的修理方法。这里仅就电磁式仪表所特有的故障及其消除方法列于表 ! 以供检修时参考。 & ! & #, 表!&!&#顺序 ! 故 卡针 障电磁式仪表特有故障及消除方法主要原因 一般消除方法 (!) 调整阻尼片在阻尼箱中的位置, 排除碰擦的可能性 ($) 调整阻尼片, 使其位于磁铁空隙 的中间 固紧静动铁片 (%) (&) 调整线圈的位置, 使动铁片位于 线圈的宽孔中间 (’) 固定辅助铁片(!) 空气阻尼器的翼片碰到阻尼箱 阻尼片碰到阻尼器的永久磁铁 ($) (%) 静、 动铁片松动而相碰 动铁片碰到电流线圈 (&) (’) 辅助铁片松动而碰到动铁片$指针抖动测量机构的固有频率与转矩频率共 振增减可动体的重量 (!) ($) 更换游丝? $( ? 第一篇顺序 !仪表的基础知识故 障 主要原因 (&) 同第 # 项 (#) 屏蔽罩松动 (!) 阻尼机构零件松动 一般消除方法 (&) 同第 # 项 (#) 固紧屏蔽罩 (!) 针对松动部分固紧测量机构有响声$通电后指针不偏 转 (无定位式仪表)在无定位式仪表中有一线圈装反和 接反 固定静铁片的铝罩位置装反正确联线和安装线圈%通电后指针向反 方向偏转调整铝罩的位置&交直流误差大(&) 测量电路感抗大 (#) 测量机构中铁磁元件的剩磁大(&) 改变附加电阻的绕制方法或并联 电容以减小感抗 (#) 将有剩磁的元件进行退磁 (但很 难消除)第六节测量仪表的校验知识仪表在使用一段时间后, 都要对它的质量进行检查, 看它的准确度是否还合乎仪表 标度盘上所标明的准确度, 这个过程就叫对仪表的校验。 在进行仪表校验时, 首先要对被校表进行外观检查, 看是否有零件脱落或损坏之处, 并轻轻摇晃被校表, 看指针是否回到零位, 声音是否正常, 如有不正常现象先要消除。然 后将仪表通电, 使其指针在标尺上缓慢地上升和下降, 观察是否有卡指针现象。经过检 查, 确实没有任何故障后, 再进行校验。 仪表的校验一般都采用被校表与标准表的示值直接比较的方法, 称为直接比较法。 标准表的测量上限不应超过被校表上限的 #%’ 。一、 校验线路(一) 直流电流表校验线路 如图 & ( & ( &) 所示, 调节 *+& 、 调节 *+! 可以改变电路 *+# 可以改变输出电压的大小, 的电阻值。 *+& 、 可以比较平滑地调节并准确地达到所需的电流值, 各电 *+# 、 *+! 配合使用, 阻的选择应使其额定电流大于被校表的量限。在校验量限较小的电流表时, 可选用此电 路。图中 ,- 为标准表, , . 为被校验表。 ? #/ ? 第一章电工仪表基础知识图 ! & ! & !#直流电流表校验线路(二) 交流电流表的校验线路 如图 ! & ! & !# 所示连接线路。因为电流表是测量交流的, 所以, 电源必须是交流电 源, 经过自耦变压器 $%! 和 $%& 来调节电源电压, 通过可调电阻 ’% 来调节电流的大小, 观看 电流表的读数, 达到检测电流表的目的。图中 () 为标准表, (* 为被校验表。图 ! & ! & &)交流电流表的校验线路(三) 直流电压表的校验线路 图 ! & ! & &! 中 ’%! 和 ’%& 是用以调节电压的两个电阻, 其功率大小由电流的大小来确 这样就可利用 ’%! 作粗调, 定。’%! 的电阻值通常要比 ’%& 的电阻值要大得多倍, ’%& 作细 调, 使得电压的调节较为平滑。图中 +) 为标准表, + * 为被校验表。图 ! & ! & &!直流电压表的校验线路(四) 交流电压表的校验线路 图 ! & ! & && 中用两个自耦变压器 $%! 和 $%& 调节电压, 此线路与校 $, 是升压变压器, 验直流电压表类似, 校验方法也类似。? &# ? 第一篇仪表的基础知识图 ! & ! & ##交流电压表的校验线路二、 校验时测量次数的规定(一) 校验次数 确定被校表基本误差时, 应在标度尺的工作部分每一个带有数字的分度线上进行如 下次数的测量: (!) 对于 $ % ! 和 $ % # 级标准表应进行四次, 即上升下降作一次, 然后改变通过仪表中 的电流方向, 再重作上述的测量。 (#) 对于磁电式和 $ % & 级以下的其它系统仪表仅在一个电流方向上校验两次。 (二) 校验条件 对于 &$ 赫的交直流两用仪表, 一般仅在直流下校验。对于有额定频率的交流仪表, 应在额定频率下校验。对于有额定频率及扩展频率范围的交直流两用仪表 (或交流仪 表) , 一般对一个量限在直流下全校。校验在直流下与交流下准确度级别不同的仪表时, 应在直流下与交流下分别进行校验。 (三) 校验方法 确定多量限仪表误差时, 可以用如下方法进行校验: 共用一个标度尺的多量限电压表、 电流表, 可对其中某一个量限的全部数字分度 (!) 线进行校验。 (#) 电压表的高压档可以采用测量附加电阻的方法进行校验。三、 测量数据的计算、 圆整与仪表准确度的确定测量数据应按有效数字规则进行记录和计算。 (一) 计算方法 计算被测仪表的误差, 应取标准表四次 (或二次) 测量结果的算术平均值作为被测量 的实际值。计算各个算术平均值时, 应计算到比计算前的位数多一位, 然后按四舍五入 法则处理。对 $ % ! 级和 $ % # 级仪表, 对上限的实际值圆整后应有五位有效数字, 对 $%# 级 ? ’$ ? 第一章 和 ! & # 级仪表, 应有四位有效数字。 (二) 误差的确定电工仪表基础知识取各次测量的实际值与仪表示值之间的最大差值作为仪表的最大基本误差。 在电流方向不变时, 在被校表某一量限各分度线上再次测量结果的差值中取最大一 个作为仪表的变差, 表示方法同基本误差。 判断仪表是否超过允许误差时, 应以圆整后的数据做根据。 (三) 等级的确定 确定仪表等级时, 一般从记录数据中找出最大绝对误差 ! $ , 并根据被测仪表的量限 计算出仪表等级 &。 %$ , & ’ ! $ (% $ ) *!!+ (* , * , --)式 * , * , -- 中 & 表示仪表的基本误差, 即仪表的准确度等级 (参见表 * , * , .) 。? /* ? 第一篇仪表的基础知识第二章热工过程控制仪表的基本知识第一节基本概念及仪表性能一、 基本概念(一) “调节” 与 “控制” 目前对 “调节” 与 “控制” 这两个术语的涵义有三种不同的理解。 第一种理解认为, “控制” 的范围较广, 已经包含了 “调节” 的意思, 因而没有必要再引 用一个 “调节” 的概念。 第二种理解认为两者是一回事, 即可以称为 “调节” , 也可以称为 “控制” 。 在翻译英语 !&#$%&& 这个词时, 既可以翻译为 “控制” , 也可以翻译为 “调节” , 但翻译为 “控制” 的占多数。 第三种理解认为两者是有区别的, 在概念上应分开为好, 见图 ’ ( ) ( ’。图’()(’调节回路调节是一种过程, 在这个过程中对某一个量 (例如 *) 不断地进行检测并使之保持所 希望的值 (如给定值) 。这里就产生了一个闭环系统, 其作用路线是从检测某一量开始, 而后又通过这一过程影响它本身。如果这一过程中没有人去参与, 就称之为自动调节。 ? +) ? 第二章热工过程控制仪表的基本知识反之, 如果人作为回路中的某个环节起作用, 则称为手动调节。 “控制” 是不能和 “调节” 混淆的。从根本上讲, “调节” 和 “控制” 的区别在于它们的作 用路线。调节作用形成一个闭环, 而控制则是开环的。同时控制作用并不是根据被控量 的测量产生的, 如图 ! & # & # 所示。图!&#&#控制作用由于本书将频繁接触 “调节” 和 “控制” 这两个名词, 在没有权威性定义的情况下, 必 须做出选择, 所以, 本书以第一种理解为准。 (二) “量程调整” 与 “上限调整” 在变送器的校验中, 常把 “上限调整 (也称满度调整) ” 说成 “量程调整” , 其实 “上限 (或满度) ” 与 “量程” 在概念上是有严格区别的, 不能混淆。 在允许误差限内, 仪表能给出的被测量量的集合, 称为测量范围。其最高值与最低 值分别被称为仪表的测量上限与下限。上限与下限代数差的绝对值称为仪表的量程。 例如某温度变送器的测量范围是 & #$$ % & ’$$( , 则说明其下限为 & #$$( , 上限为 & 量程为 ’$$ & ( & #$$) ’$$( , ) ! $$$( 。 所以量程调整应包括下限调整 (一般称为零点迁移) 和上限调整两个方面, 只有当下 限为零或确定不变时, 才可以把上限调整看作是量程调整。 上限调整的目的是使变送器的输出信号的上限值 * +,- 与测量范围的上限值 - +,- 相对[.] 应 。图 ! & # & / 为变送器上限调整前后的输入输出特性。由图可见, 上限调整相当于改变变送器输入输出特性的斜率。由特性 ! 到特性 # 的调整为上限增大调整, 在下限为 零时, 也可以称作量程增大调整。由于量程调整已成为工程上的习惯用语, 所以本书所 说的量程调整都是指下限为零或零点迁移后下限确定不变时的上限调整。图!&#&/变送器的上限调整? // ? 第一篇仪表的基础知识(三) 零点调整和零点迁移 在实际测量中, 为了正确选择变送器的量程大小, 提高测量准确度, 常常需要将测量 的起点迁移到某一数值 (正值或负值) , 这就是所谓零点迁移。在未加迁移时, 测量起始 点为零; 当测量的起始点由零变为某一正值时, 称为正迁移; 反之, 当测量的起始点由零 变为某一负值时, 称为负迁移。零点调整和零点迁移的目的, 都是使变送器输出信号的 下限值 ! &#$ 与测量信号的下限值 % &#$ 相对应。在 % &#$ & ’ 时, 为零点调整; 在 % &#$ ! ’ 时, 为 零点迁移调整。图 ( ) * ) + 为变送器零点迁移前后的输入输出特性。由图中可以看出, 零点迁移后, 变送器的输入 ) 输出特性沿 % 坐标向右或向左平移了一段距离, 其斜率并 没有改变, 即变送器的量程不变。若采用零点迁移, 再辅以量程压缩, 可以提高仪表的测 量精确度和灵敏度。图()*)+变送器的零点迁移(,) 未迁移; ( -) 正迁移; (.) 负迁移(四) 变送器 变送器指通过检测元件 (传感器) 接受被测变量 (参数) 信号并将它转换成标准输出 信号的仪表。通用的标准输出信号为 + / *’&0 直流电流信号或 *’ / (’’12, 气压信号 或现场总线数字通信信号。 (五) 控制器 控制器也称调节器, 指根据输入信号而按某一规律自动地改变输出信号的仪表。控 制器的输出信号可以去控制执行器, 或去控制其他控制器。控制器的典型动作规律有比 例、 积分、 微分、 比例积分、 比例微分、 比例积分微分等。 (六) 执行机构 执行机构也称执行器, 指接受控制器的输出指令, 进行功率放大后去驱动控制机构 的装置。 (七) 控制机构 控制机构也称调节机构, 指直接改变操作变量的具体设备, 通常用它来改变流入或 流出生产过程的物质量或能量, 如控制阀 (也称调节阀) 和控制挡板 (也称调节挡板) 。 ? 3+ ? 第二章 (八) 手持终端热工过程控制仪表的基本知识手持终端也称远程通信器、 编程器或组态器, 是一个由干电池供电可以随身携带的 专用计算机, 它的功能极强, 可以远距离对单回路控制器、 智能变送器、 电动基地式仪表 (也称现场仪表) 进行组态、 校验、 运行监视、 事故诊断和修改操作。它的外形如同计算 器, 通信距离一般可远达 ! & #$%。 (九) 现场总线 现场总线是安装在生产现场的仪表和控制室内的仪表或装置之间的数字式串行通 信链路。 (十) 组态 对于数字控制仪表, 组态功能的范畴很广。从大的方面讲, 可以分为两个主要方面: 硬件组态 (又叫配置) 和软件组态。硬件的配置对不同的系统差别甚大, 而且一般是根据 现场的具体要求而定, 相对来说选择工作量不大。例如, 智能变送器的 &’( 液晶显示器 或本机调整装置, 就是可选择使用的硬件配置, 即根据实际工作情况进行取舍。软件组 历史库的生成, 图 态的内容比硬件配置丰富得多, 例如 (’) 的组态包括了数据库的生成、 形生成和控制组态; 而变送器的组态就是把变送器的标签号、 输出形式、 阻尼时间常数、 工程单位、 上限值、 下限值等数据参量写到变送器的存储器之中。控制器的组态就是向 用户存储器中增加、 修改和删除功能块的操作。由此看来, 所谓软件组态就是对存储器 的写入操作。 (十一) 校验 检验也称检定。仪表的误差是否符合规定的指标, 要通过对仪表校验来判断。在现 场一般采用示值比较法, 即被校验仪表和作为标准的仪表同时去测量同一被测量, 然后 比较两表的示值, 以确定被校验表的误差。在这里认为标准表的示值就是被测量的实际 值 (即约定真值) 。问题在于标准表也有误差, 它的误差应该比被校验仪表的允许误差小 多少呢?通常为允许误差的 !*+、 !*,、 !*- 或 !*!.。标准表的测量范围应等于或稍大于被 校验表的测量范围, 校验几个示值点和哪几个示值, 对于校验工作的工作量和能否正确 反映仪表误差有很大影响, 通常是选择整数刻度值 (包括上限值和下限值) 。二、 性能(一) 准确性 仪表的准确性用准确度表示, 它被定义为 “相对于被测变量真实值的正确量度” 。准 确度 通 常 用 满 刻 度 读 数 来 表 示。例 如, 若 一 台 变 送 器 的 量 程 为 !../ , 其准确度为 则说明变送器能确定真实温度在 . & -/ 之内。或者说, 若变送器的量程为 !../ , . & -0 , 其测量值与真实值之差为 . & -/ 。 (二) 可靠性 可靠性指的是在规定条件下和规定的时间内, 完成规定的功能的能力。 ? +- ? 第一篇仪表的基础知识单台仪表在两次相邻故障间, 除去维修时间后, 其实际工作时间的平均值, 称为 “平 均无故障时间” , 以 ! &#$ 表示。而 ! &#$ 是可靠性的一个重要指标。 规定的条件主要指仪表使用的环境条件和维护条件。规定时间指仪表的使用时间。 可靠性要随时间的延长而逐渐降低, 所以一定的可靠性是对一定的时间而言的。规定的 功能是指仪表的各种功能是由性能指标 (例如 ! &#$) 来规定的。 (三) 电磁兼容性 按照国际上的一般说法, 电磁兼容性的定义是: “电子系统在规定的电磁环境中按照 设计要求而工作的能力” 。仪表里的电子线路就是上述电子系统, 它必须和附近的其他 电子设备共处, 彼此不产生有害影响, 而自然界的雷电和地磁等环境对仪表电路也不应 该有妨碍, 这就是在电磁环境中互相兼顾、 互相容忍的意思。仪表是测量和处理微小信 号的, 附近强电设备产生的电磁波和自然界的雷电都有很大的干扰能量, 必须使仪表具 备足够的抗干扰能力, 才能抑制外界干扰, 保证正常发挥其自身的功能, 所以仪表的电磁 兼容性实质上就是抗干扰问题。 (四) 耐环境影响性 热工过程控制仪表并不都是安装在单元控制室里的。从今后发展来看, 绝大部分的 仪表都要安装在现场。现场安装的仪表及处于运输、 保存中的仪表, 可能受到高温、 严 寒、 高湿、 强腐蚀、 剧烈振动等危害。仪表是精密设备, 对环境因素十分敏感。仪表是为 获得信息而工作的, 在不良环境下, 尽管未对仪表造成损坏, 但其输出信号丧失了精确 性, 也失去了意义, 尤其是直接参与生产过程的自动化仪表, 如因不耐环境而提供了虚假 信号, 后果将是很严重的。仪表制造厂在产品说明中给出的性能指标, 很多都是属于耐 环境设计方面的, 如环境温度、 环境湿度、 工作压力 (大气压力下的) 、 电源电压变动影响 和电磁辐射干扰等。 在恶劣环境下使用的热工过程控制仪表, 其外壳必须有足够的防护能力, 主要针对 防固体异物、 防水、 防尘的能力。应规定科学的试验方法, 给出相应的防护等级。我国参 照 %&’()* 国际标准, 颁布了国家标准 +#,)-. 《 外壳防护等级的分类》 , 规定仪表防护等 级代号由特征字母 %/ 及其后的两个特征数字组成。其中第一位数字代表防固体异物的 能力, 其等级涵义为: (异物) ; - 无防护; 0―防 (-11 )―防 0)11; 2―防 ) 3 (11; ,―防 (无尘埃进入) 。第二位数字代表防水能力, 其等级涵义为: 011; (―防尘; 4―尘密 -―无 防护; (外壳倾斜 0(5以内垂直滴水不进入) ; 0―防滴; )―防 0(5滴 2―防淋; ,―防溅; (― 防喷; (能长期潜水) 。例如, 某仪表的防护等级为 %/(,, 则表 4―防浪; 6―防浸; .―防潜 示该仪表的外壳有防尘能力, 但并不是绝对无尘矣进入, 而是进入量不致妨碍工作; 还表 示其外壳兼有防溅能力, 任何方向溅水对工作无害。? 24 ? 第二章热工过程控制仪表的基本知识第二节模拟信号的标准化设计热工过程控制仪表时, 应力求做到通用化和相互兼容。通用化是指同一台仪表 可用来显示或控制不同的参数, 尽管被测的被控参数千差万别, 也不论它们的变化范围 如何, 虽然所用的传感器、 变送器、 转换器不一样, 而显示仪表及控制仪表却完全相同, 这 叫做通用化。相互兼容 (也称可互操作) 是指不同系列或不同厂家生产的仪表能够共同 使用在同一检测控制系统中, 彼此配合, 共同实现系统的功能。如能做到通用化和相互 兼容, 就能改善仪表及其部件的互换性, 减少备品备件。在生产工艺流程改变时, 原有仪 表中的大多数都能物尽其用, 节省改建的投资。 目前已广泛使用的电动或气动单元组合仪表具有很好的通用性, 不仅它的显示单元 和控制单元是通用的, 甚至像差压变送器这样的变送单元也可以转换压力、 流量、 液位和 密度等多种信号。某些温度变送器设计成既可以配热电偶, 也可以配热电阻, 即可以测 一个点的温度, 也可以测两个点的温差, 其测量范围和零点都能自由调整。通用化不但 使仪表生产厂减少了品种规格, 还给用户带来灵活方便、 一物多用的好处。 新型带有微处理器的仪表和分散控制系统也都有极好的通用性, 而且能够与多种常 规模拟控制仪表兼容, 它们可以混合安装在同一系统中, 甚至同一个仪表盘上, 这对于用 户分批更新设备和逐渐扩大系统的规模十分有利, 可以避免一次性投资过多, 并且有助 于对新技术的逐步适应。 要做到通用性和相互兼容, 首先必须统一仪表间的信号制。无论模拟信号或数字信 号, 都应该标准化。一、 模拟气动信号根据国际标准 !&#$%& 《过程控制系统用模拟气动信号》 , 我国制定了国家标准 ’()) 《工业自动化仪表用模拟气动信号》 。该标准规定的模拟气动信号下限值和上限值如表 * + & + * 所示。 表*+&+*下 &,-./ (, 0 &-12345& ) 限模拟气动信号的下限值和上限值上 限(* 0 ,-12345& ) *,,-./? $) ? 第一篇仪表的基础知识二、 模拟直流电流信号在国际标准 !&#$%& 和 !&#$%&’ 《过程控制系统用模拟直流电流信号及其第一次补 《工业自动化仪表用模拟直流电流信号》 。模 充》 的基础上, 我国颁布了国家标准 ()$$*+ 拟直流电流信号及其负载电阻如表 & , - , - 所示。 表&,-,序 & 号 电 流模拟直流电流信号及其负载电阻信 号 负 载 电 阻. / -01’ 0 / &01’-20 / 320! 0 / & 200! 0 / $ 000!在表 & , - , - 所示两种电流信号范围中, 应优先选用序号 &。至于序号 -, 是考虑到 目前 445 , &系列电动单元组合仪表仍在应用的现状而设置的。由于序号 & 的电流信 号在接收端要转换为 & / 26 的直流电压信号, 故负载电阻至少是 -20!。为了便于串联 动圈仪表供当地显示, 负载电阻应大于 -20!。但负载电阻过大势必要提高功率放大级 以便与低输入阻抗的 的电源电压, 所以一般不超过 320!。序号 - 的负载电阻从零开始, 仪表或晶体管电路配合, 其负载电阻范围的上限值也是受功率放大级电源电压的限制, 一般不超过 $ 000!。 信号电路中最低电位点规定为信号公用线。如果信号公用线接电源, 应接电源负极 应将信号公用线或电源负极 (双向电源的 或双向电源的 06 端。信号电路需要接地时, 接地。 06 端) 以上气动和电动模拟仪表的标准信号不适用于传感器和仪表内部, 因为内部气路或 电路的信号没有必要标准化, 可以自由设计。三、 直流电流信号的优点(一) 直流比交流干扰少 交流容易产生交变电磁场的干扰, 对附近仪表和电路有影响, 外界交流干扰信号混 入后和有用信号形式相同, 难以滤波, 直流就没有这个缺点。 (二) 直流信号对负载的要求简单 交流有频率和相位问题, 对负载的感抗或容抗敏感, 使得影响增多, 计算复杂, 直流 电路只需考虑电阻。 (三) 电流比电压更利于远距离传送信息 如果采用电压形式传送信息, 当负载电阻较小}

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