電工儀表的作用是測(cè)量各種電參數(shù),如電流、電壓、周期、頻率、電功率、功率因數(shù)、電阻、電感、電容等。電工通過(guò)測(cè)量這些電參數(shù)數(shù)值,便可以了解電路的電氣設(shè)備的技術(shù)性能和工作情況,以便進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚砗捅匾恼{(diào)整,保證電路正常工作和設(shè)備安全運(yùn)行。因此,電工必須掌握常用電工儀表的原理和使用方法。
主要根據(jù)作用原理和用途來(lái)劃分。
按用途不同:
可分為電壓表、電流表、功率表、電度表等;還可根據(jù)電流種類(lèi),分為直流表、交流表和交直流兩用表等三種,還有能聚測(cè)量電流、電壓、電阻等功能的萬(wàn)用表。
按作用原理:
常用的有磁電式、電磁式、電動(dòng)式和感應(yīng)式四種,其它還有振動(dòng)式、熱電式、熱線式、靜電式、整流式、光電式和電解式等。
按測(cè)量方法:
可分為直讀式和比較式兩種。直接指示被測(cè)量數(shù)值的儀表,稱(chēng)為直讀式儀表,例如電壓表、電流表、功率表等;被測(cè)量數(shù)值用“標(biāo)準(zhǔn)量”比較出來(lái)的儀表,稱(chēng)為比較式儀表,如平衡電橋、補(bǔ)償器等。此處的電工儀表章節(jié)主要介紹直讀式儀表。
按準(zhǔn)確度:
可分為0.1級(jí)、0.2級(jí)、0.5級(jí)、1.0級(jí)、1.5級(jí)、2.5級(jí)、和5.0級(jí)七種。0.2級(jí)儀表的允許誤差為0.2%,0.5級(jí)儀表誤差為0.5%,以此類(lèi)推。0.5級(jí)以上的儀表準(zhǔn)確度較高,多用在實(shí)驗(yàn)室作為校驗(yàn)儀表。1.5級(jí)、2.5級(jí)等準(zhǔn)確度較低,一般裝在配電盤(pán)和操作臺(tái)上,用來(lái)監(jiān)視電器設(shè)備允許情況。
所謂測(cè)量,就是將未知的被測(cè)量與已知的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行直接或間接的比較,從中確定出被測(cè)量大小的過(guò)程。
電工儀表的測(cè)量方法有直接測(cè)量法、間接測(cè)量法、比較測(cè)量法三種。
(1)直接測(cè)量法。
利用儀表直接獲取測(cè)量結(jié)果的方法叫做直接測(cè)量法。例如,用電流表測(cè)電流,用歐姆表測(cè)電阻等就屬于直接測(cè)量法。直接測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)便、讀數(shù)迅速。但由于儀表接入被測(cè)電路后,會(huì)使電路工作狀態(tài)發(fā)生變化,因而這種測(cè)量方法的準(zhǔn)確度較低。
(2)間接測(cè)量法。
先由儀表測(cè)出所需中間量,再用公式計(jì)算出被測(cè)量的方法叫做間接測(cè)量法。例如,用伏安法測(cè)量電阻,通過(guò)測(cè)量晶體管發(fā)射極電壓求放大器靜態(tài)工作點(diǎn)的方法,都屬于間接測(cè)量法。間接測(cè)量法的誤差較大,但在準(zhǔn)確度要求不高的一些特殊場(chǎng)合應(yīng)用卻十分方便。
(3)比較測(cè)量法。
比較測(cè)量法是指在測(cè)量過(guò)程中需要度量器的直接參與,并通過(guò)比較儀表來(lái)確定被測(cè)量數(shù)值的方法。
根據(jù)被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量比較方式的不同,比較測(cè)量法又分為零值法、差值法、代替法三種。
比較測(cè)量法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度高。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜,操作麻煩,通常適用于要求測(cè)量準(zhǔn)確度較高的場(chǎng)合。
進(jìn)行電路中某一個(gè)參量的測(cè)量,首先要了解測(cè)量的要求,在保證測(cè)量的精度條件下,根據(jù)所測(cè)內(nèi)容和性質(zhì),確定儀表的類(lèi)型、難確度等級(jí)和測(cè)量的量限等。
1.儀表類(lèi)型的選擇。
這要根據(jù)被測(cè)的性質(zhì)來(lái)選擇,是直流電量還是交流電量,是直接測(cè)量還是間接測(cè)量。
對(duì)于直流電量,可選用磁電式儀表、電動(dòng)式儀表、整流式儀表和數(shù)字式儀表等;對(duì)于交流電量,可選用電磁式儀表、電動(dòng)式儀表、感應(yīng)式儀表、數(shù)字式儀表等。另外,還要注意交流電量的不同特征,如測(cè)量非正弦波的峰值、平均值、有效值,還得采用專(zhuān)門(mén)的儀表來(lái)進(jìn)行。
2.儀表準(zhǔn)確度的選擇。
儀表準(zhǔn)確度的選擇要從測(cè)量的要求出發(fā),使之適應(yīng)測(cè)量精度的要求。不能片面地追求準(zhǔn)確度越高越好,往往高準(zhǔn)確度的儀表造價(jià)高,使用條件要求高,不便于現(xiàn)場(chǎng)使用。
通常0.1~0.2級(jí)儀表或更高等級(jí)的數(shù)字儀表均作為標(biāo)準(zhǔn)表或精密測(cè)量之用,0.5~1.0級(jí)儀表作為一般測(cè)量使用,1.5級(jí)以下各種儀表多作為現(xiàn)場(chǎng)和精密度不高的測(cè)量使用。
3.儀表量程的選擇。
測(cè)量之前要對(duì)被測(cè)量的大小有所估計(jì),一般如果不了解被測(cè)量大小,首先應(yīng)從高量程測(cè)起至測(cè)量的指示值處于滿刻度值1/2以上,這樣可以合理地利用儀表的標(biāo)尺,并提高測(cè)量的準(zhǔn)確度。