第二章电工测量。
第一节电工测量基本知识。
授课内容：各种电量或磁量的测量，统称为电工测量，即将被测的电量或磁量，跟作为测量单位的同类标准电量或磁量进行比较，从而确定这个被测量的大小的过程。
一、测量方式分类
组合测量：如果被测量有多个，虽然被测量（未知量）与某种中间量存在一定函数关系，但由于函数式有多个未知量，对中间量的一次测量是不可能求得被测量的值。这时可以通过改变测量条件来获得某些可测量的不同组合，然后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量。
比较测量：比较法是指被测量与已知的同类度量器在比较器上进行比较，从而求得被测量的一种方法。这种方法用于高准确度的测量 。
零位法：被测量与已知量进行比较，使两者之间的差值为零，这种方法称为零位法。例如电桥、天平、杆秤 、检流计
偏位发 ：被测量直接作用于测量机构使指针等偏转或位移以指示被测量大小。
替代法 ：替代发是将被测量与已知量先后接入同一测量仪器，在不改变仪器的工作状态下，使两次测量仪器的示值相同，则认为被测量等于已知量。例如曹冲称象。
二、常用电工仪表简介：
1、 按工作原理分：磁电系、电磁系、电动系、感应系、整流系等；
2、按测量对象分：电流表、电压表、功率表、电能表、万用表等；
3、 按被测量电流的种类分：直流仪表、交流仪表、脚直流两用表等；
4、 按使用方法分：安装式和便携式；
5、按使用条件分：p、s、a、b等。
小结：本节课主要讲解了电工测量的定义、分类及电工仪表的分类，通过本节课程的学习，使学生对电工测量的概念和仪表有了初步的认识。
作业：1、按照工作原理的不同，电工仪表主要分为哪几类？各类仪表的特点是什么？
2、什么是电工测量？
3、测量方式如何分类？
第二节电流表、电压表、万用表。
授课内容：一、电流表和电压表。
1）电流表。
电流表又称“安培表”，是测量电路中电流大小的工具，主要采用磁电系电表的测量机构。
电流表是根据通电导体在磁场中受磁场力的作用而制成的。 电流表内部有一永磁体，在极间产生磁场，在磁场中有一个线圈，线圈两端各有一个螺旋弹簧，弹簧各连接电流表的一个接线柱，在弹簧与线圈间由一个转轴连接，在转轴相对于电流表的前端，有一个指针。 当有电流通过时，电流沿弹簧、转轴通过磁场，电流切磁感线，所以受磁场力的作用，使线圈发生偏转，带动转轴、指针偏转。
由于磁场力的大小随电流增大而增大，所以就可以通过指针的偏转程度来观察电流的大小。
（2）分类。
电流表是分为直流电流表和交流电流表。直流电流表：直流电流表主要采用磁电系电表的测量机构。一般可直接测量微安或毫安数量级的电流，为测更大的电流，电流表应有并联电阻器（又称分流器。
交流电流表：交流电流表主要采用电磁系电表、电动系电表和整流式电表的测量机构。电磁系测量机构的最低量程约为几十毫安，为提高量程，要按比例减少线圈匝数，并加粗导线。
3）使用步骤。
1、校零，用平口改锥调整校零按钮。
2、选用量程（用经验估计或采用试触法）
二、电压表。
电压表是测量电压的一种仪器，常用电压表——伏特表符号：v，在灵敏电流计里面有一个永磁体，在电流计的两个接线柱之间串联一个由导线构成的线圈，线圈放置在永磁体的磁场中，并通过传动装置与表的指针相连。大部分电压表都分为两个量程。
（0—3v）（0—15v），电压表有三个接线柱，一个负接线柱，两个正接线柱，电压表的正极与电路的正极连接，负极与电路的负极连接。电压表是个相当大的电阻器，理想的认为是断路。
1、分类。用于测量直流电压、交流电压的机械式指示电表。分为直流电压表和交流电压表。
2、直流电压表。
主要采用磁电系电表和静电系电表的测量机构。磁电系电压表由小量程的磁电系电流表与串联电阻器(又称分压器)组成，最低量程为十几毫伏。
3、交流电压表。
主要采用整流式电表、电磁系电表、电动系电表和静电系电表的测量机构。除静电系电压表外，其他系电压表都是用小量程电流表与分压器串联而成。
4、注意事项。
使用电压表时应注意以下几点
1、测电压时，必须把电压表并联在被测电路的两端；
2、“+接线柱不能接反；
3、正确选择量程。被测电压不要超过电压表的量程使用时接一正一负，并联在电路中。
三、万用表。
万用表又叫多用表、三用表、复用表，万用表分为指针式万用表和数字万用表引。是一种多功能、多量程的测量仪表，一般万用表可测量直流电流、直流电压、交流电流、交流电压、电阻和音频电平等，有的还可以测交流电流、电容量、电感量及半导体的一些参数（如β）。
1、结构。万用表由表头、测量电路及转换开关等三个主要部分组成。
2、使用方法。
（1）熟悉表盘上各符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。
（2）进行机械调零。
（3）根据被测量的种类及大小，选择转换开关的挡位及量程，找出对应的刻度线。
（4）选择表笔插孔的位置。
5）测量电压：
（6）测量电流。
7）测量电阻。
3、注意事项。
1、在测电流、电压时，不能带电换量程
2、选择量程时，要先选大的，后选小的，尽量使被测值接近于量程
3、测电阻时，不能带电测量。因为测量电阻时，万用表由内部电池供电，如果带电测量则相当于接入一个额外的电源，可能损坏表头。
4、用毕，应使转换开关在交流电压最大挡位或空挡上。
5、注意在欧姆表改换量程时，需要进行欧姆调零，无需机械调零。
小结：本节课主要讲解了电流表、电压表、万用表，通过本节课程的学习，使学生掌握了以上三种仪表的原理和使用方法。
作业：1、什么是电流表？它的原理是什么？
2、什么是电压表？它的原理是什么？
3、什么是万用表？它的原理是什么？
第三节兆欧表、钳形电流表、电能表。
授课内容：一、兆欧表。
兆欧表俗称摇表，兆欧表大多采用手摇发电机供电，故又称摇表。它的刻度是以兆欧(mω)为单位的。是电工常用的一种测量仪表。
兆欧表主要用来检查电气设备、家用电器或电气线路对地及相间的绝缘电阻，以保证这些设备、电器和线路工作在正常状态，避免发生触电**及设备损坏等事故。
1、工作原理。
兆欧表通过用一个电压激励被测装置或网络，然后测量激励所产生的电流，利用欧姆定律测量出电阻。
2、兆欧表的使用。
（1）、选用符合电压等级的兆欧表。一般情况下，额定电压在500v以下的设备，应选用500v或1000v的摇表；额定电压在500v以上的设备，选用1000v~2500v的摇表。
（2）、只能在设备不带电，也没有感应电的情况下测量。
（3）、测量前应将摇表进行一次开路和短路试验，检查摇表是否良好。将两连接线开路，摇动手柄，指针应指在“∞”处，再把两连接线短接一下，指针应指在“0”处，符合上述条件者即良好，否则不能使用。
（4）、测量绝缘电阻时，一般只用“l”和“e”端，但在测量电缆对地的绝缘电阻或被测设备的漏电流较严重时，就要使用“g”端，并将“g”端接屏蔽层或外壳。这样就使得流经绝缘表面的电流不再经过流比计的测量线圈，而是直接流经 g 端构成回路，所以，测得的绝缘电阻只是电缆绝缘的体积电阻。
（5）、线路接好后，可按顺时针方向转动摇把，摇动的速度应由慢而快，当转速达到每分钟120转左右时（zc-25型），保持匀速转动，并且要边摇边读数，不能停下来读数。
（6）、摇表未停止转动之前或被测设备未放电之前，严禁用手触及。测量结束时，对于大电容设备要放电。放电方法是将测量时使用的地线从摇表上取下来与被测设备短接一下即可。
（7）、一般最小刻度为1m欧，测量电阻应大于100k。
8）、禁止在雷电时或高压设备附近测绝缘电阻，摇测过程中，被测设备上不能有人工作。此外要定期校验其准确度。
二、钳形电流表。
定义：将可以开合的磁路套在载有被测电流的导体上测量电流值的仪表。
1、用途及工作原理
通常用普通电流表测量电流时，需要将电路切断停机后才能将电流表接入进行测量，这是很麻烦的，有时正常运行的电动机不允许这样做。此时，使用钳形电流表就显得方便多了，可以在不切断电路的情况下来测量电流。其工作原理如下：
钳形电流表是由电流互感器和电流表组合而成。电流互感器的铁心在捏紧扳手时可以张开；被测电流所通过的导线可以不必切断就可穿过铁心张开的缺口，当放开扳手后铁心闭合。穿过铁心的被测电路导线就成为电流互感器的一次线圈，其中通过电流便在二次线圈中感应出电流。
从而使二次线圈相连接的电流表便有指示---测出被测线路的电流。钳形表可以通过转换开关的拨档，改换不同的量程。但拨档时不允许带电进行操作。
钳形表一般准确度不高，通常为2.5～5级。为了使用方便，表内还有不同量程的转换开关供测不同等级电流以及测量电压的功能。
2、使用方法。
用钳形电流表检测电流时，一定要夹住一根被测导线(电线).夹住两根(平行线)则不能检测电流。另外，使用钳形电流表中心(铁心)检测时，检测误差小。
在检查家电产品的耗电量时，使用线路分离器比较方便，有的线路分离器可将检测电流放大10倍，因此1a以下的电流可放大后再检测。用直流钳形电流表检测直流电流(dca)时，如果电流的流向相反，则显示出负数。可使用该功能检测汽车的蓄电池是充电状态还是放电状态。
三、电能表。
电能表，是用来测量电能的仪表，又称电度表，火表，电能表，千瓦小时表，指测量各种电学量的仪表。
1、分类。按用途：工业与民用表、电子标准表、最大需量表、复费率表
按结构和工作原理：感应式（机械式）、静止式（电子式）、机电一体式（混合式）
按接入电源性质：交流表、直流表
按准确级：常用普通表：0.2s、0.5s.0等
标准表.5等
按安装接线方式：直接接入式、间接接入式
按用电设备：单相、三相三线、三相四线电能表。
2、电能表的工作原理。
当把电能表接入被测电路时，电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过，这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通；交变磁通穿过铝盘，在铝盘中感应出涡流；涡流又在磁场中受到力的作用，从而使铝盘得到转矩（主动力矩）而转动。负载消耗的功率越大，通过电流线圈的电流越大，铝盘中感应出的涡流也越大，使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。
功率越大，转矩也越大，铝盘转动也就越快。铝盘转动时，又受到永久磁铁产生的制动力矩的作用，制动力矩与主动力矩方向相反；制动力矩的大小与铝盘的转速成正比，铝盘转动得越快，制动力矩也越大。当主动力矩与制动力矩达到暂时平衡时，铝盘将匀速转动。
负载所消耗的电能与铝盘的转数成正比。铝盘转动时，带动计数器，把所消耗的电能指示出来。这就是电能表工作的简单过程。
电工作业第二章电工测量教案
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