(完整word版)电工仪表与测量教案

第一章 电工仪表与测量的基本知识 §1-1 常用电工仪表的分类、型号和标志

一、 常用电工仪表的分类

1、 概念:用来测量各种电量、磁量及电路参数的仪器、仪表 统称为电工仪表。 2、 分类:电工仪表按结构和用途的不同，分以下三类

1） 指示仪表:能将被测量转换为仪表可支部分的机械偏 转角，并通过指示器直接

显示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。

⑴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。 ⑵按使用方法分类：有安装式、便携式两种.

⑶按被测量的名称分类：有电流表、电压表、功率表、电能表、频率表、相位表、

万用表等。

⑷按准确度等级分类:有0.1、0.2、0。5、1。0、1.5、2。5、5.0共七级.

⑸按使用条件分类：有A、B、C三组类型的仪表。

⑹按被测电流种类分类：有直流仪表、交流仪表以及交、直流两用仪表三类。

2） 比较仪表：又分直流比较仪表和交流比较仪表两大类。

3） 数字仪表：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。 二、 电工指示仪表的型号 1、

安装式指示仪表型号的组成及含义

用途号（国际通用符号） 设计序号（数字)

系列代号(汉语拼音字母） 形状第二位代号（数字) 形状第一位代号（数字）

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2、 便携式指示仪表型号的编制规则

由于便携式仪表不是固定安装在开关板上的，故不需要形状、代

号.

例:型号T19-A,表示一块设计序号为19的便携式电磁系电流表。

三、 电工仪表的标志 有关标志及其含义见P7表1-2

小 结 电工仪表的分类、型号及标志。 布置作业 P19 2 课 后 记

§1—2 电工仪表的误差和准确度

一、 仪表的误差及分类：根据产生误差的原因，仪表误差分两类 1、

基本误差：指仪表在正常工作条件下，由于仪表的结构、 工艺等方面

的不完善而产生的误差叫基本误差。

2、

附加误差：仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的误差 叫附加误差.

二、 误差的表示方法 误差通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。 1、

绝对误差△

1） 概念：仪表的指示值Ax与被测量实际值A0之间的差 值，叫做绝对

误差，用△表示。

2） 计算式：△=Ax－A0 2、

相对误差

1） 概念：绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分数，叫做相对误差. 2） 3、

计算式：γ=△/A0×100% 引用误差

1） 概念：绝对误差△与仪表量程（最大读数）Am比值的

百分数，叫做引用误差γm。

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2） 计算式:γm=△/Am×100％

三、 仪表的准确度

1、 概念：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％).

2、 3、

表达式:±K=△m/Am×100％ 准确度等级的规定仪表的基本误差

§1-3 电工指示仪表的主要技术要求

一、 要有足够的准确度 . 二、 要有合适的灵敏度。

三、 有良好的读数装置和阻尼装置。 四、 变差要小。 五、 本身消耗功率小。

六、 要有足够的绝缘强度和过载能力。

小 结 电工仪表的误差种类、误差计算方法以及电工仪表的主要技术要求 布置作业 P19 4 课 后 记

第 三 讲

课 题 §1—4 常用电工测量方法

§1-5 测量误差及其消除方法 §1-6 电工指示仪表的组成

目的与要求 要求学生掌握电工测量的方法、消除测量误差的方法以及电工仪表

结构组成。

重 点 电工测量方法、消除测量误差的方法、电工仪表的结构组成。 难 点 怎样消除测量的误差以及电工仪表的结构组成。

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复习与提问 电工仪表的误差以及电工仪表的主要技术要求。

§1—4 常用电工测量方法

有以下在三种方法

一、 接测量法： 用直接指示的仪器仪表读取被测量数值,而无需 度量

器直接参与的测量方法，叫做直接测量法.如电流表，电压表，欧姆表等测量法.‘

二、 比较测量法： 在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比 较

仪表来确定被测量数值的方法，叫做比较测量法。分以下三种

1、 零值法： 在测量过程中,通过改变标准量,使其与被测量相等（即

两者差值为零)，从而确定被测量数值的方法。如电桥测电阻法。

2、 差值法： 利用被测量与标准量的差值作用于测量仪表，

从而确定被测量数值的方法，叫差值法。例用不平衡电桥测电阻法。

3、 代替法 在测量过程中,用已知标准量代替被测量，若维持仪表

原来的读数不变，则被测量必等于已知标准量，这叫代替法。

三、 间接测量法

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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。如用伏安法测量电阻。

§1-5 测量误差及其消除方法

一、 系统误差

1、 产生系统误差的原因

1） 测量仪表的误差 2） 测量方法的误差 2、 系统误差的消除

1） 对测量仪表进行校正。 2） 采用合理的测量方法. 3） 采用特殊的消除方法。

二、 偶然误差

1、 产生偶然误差的原因

主要由外界环境的偶发性变化引起。如外电场、磁场的突变，温度、湿度的变化,电源电压、频率的突变等。

2、 偶然误差的消除 可测量多次,然后取平均值。

三、 疏失误差

1、 产生疏失误差的原因：由于操作者的粗心和疏忽造成,如：测量中

读数错误，记录错误,算错数据等。

2、 疏失误差的消除：加强操作者的工作责任心。

§1-6 电工指示仪表的组成

一、 电工指示仪表的组成 由两个部分组成

1、 测量机构 是电工指示仪表的核心，其作用是将被测量x 转

换成仪表可动部分的机械偏转角。

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2、 测量线路 作用是把各种不同的被测量按一定比例转换为能被测

量机构所接受的过渡量.

3、 电工指示仪表的结构方框图 见下图

测量线路 测量机构 测量对象x 过渡量y 种。

小 结布置作业课 后 记

二、 测量机构的主要装置

1、 转动力矩装置 由固定部分和可动部分组成。 2、 反作用力矩装置 一般由游丝产生。

3、 阻尼力矩装置 有空气阻尼器和磁感应阻尼器两

4、 读数装置 由指示器和刻度盘组成。

5、 支撑装置 有轴尖轴承支撑方式和张丝弹片支撑方式。

电工测量方法、消除测量误差的方法以及电工仪表的结构组成。 P19 7 (完整word版)电工仪表与测量教案

第 四 讲

课 题 第二章 电流与电压的测量

§2—1 直流电流表与电压表

目的与要求 要求学生掌握磁电系测量机构的组成及工作原理 重 点难 点复习与提问授 新

磁电系测量机构的组成及工作原理 磁电系测量机构的工作原理

电工测量方法、消除测量误差方法以及电工仪表的组成

第二章 电流与电压的测量

§2-1 磁电系测量机构

一、 磁电系测量机构的结构

1、 结构组成：由固定的磁路系统和可动的线圈两部分组成，结构如图所示

其

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2、 结构形式:根据磁路系统的结构不同，可分为外磁式、内磁式和

内外磁式三种形式.

二、 磁电系测量机构的工作原理

1、 原理依据：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,其原理示意图如下。

2、 工作原理：

转动力矩为 M=2Fr=2NBIlr （r为线圈有效边到转轴的距离） 反作用力矩 Mf=Dα [ D为游丝的反作用系数 α为可动部分的

偏转角（即指针的偏转角）］

应该使 M=Mf 所以有NBSI=Dα

整理得 α=NBSI/D=SI·I （SI为磁电系测量机构的灵敏度。）

三、 磁电系仪表的特点 1、 准确度高、灵敏度高。 2、 功率消耗小。 3、 刻度均匀。 4、 过载能力小。 5、 只能测量直流。

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小 结 磁电系测量机构的结构组成及工作原理 布置作业 P43 1 课 后 记

第 五 讲

课 题 §2—1 直流电流表和电压表(续）

目的与要求 要求学生掌握直流电流表、电压表的结构与工作原理 重 点 直流电流表、电压表的结构与工作原理 难 点 直流电流表、电压表的工作原理 复习与提问 磁电系测量机构的结构组成及工作原理 授 新

§2—1 直流电流表和电压表（续）

四、直流电流表

1、直流电流表的组成 见下图

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2、分流电阻的计算

1）分流电阻的材料组成:一般采用电阻率较大、电阻温 度系数很小的锰铜制成。

2）大小的确定 RA=RC/(n—1) （n为电流表量程扩大 倍数） 3、多量程直流电流表

原理：一般采用并联不同阻值分流电阻的方法来扩大电流量程。 类型:分为开路式和闭路式两种形式.(见下图）

五、直流电压表 1、电路组成 见下图 μA

2、分压电阻的确定 RV=（m－1）RC （m为电压表量程扩大倍数） 六、多量程直流电压表

1、电路组成:采用共用式分压电路。 (见下图）

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2、这种电路的特点

优点：高量程分压电阻共用了低量程的分压电阻，达到了节约材料的目的。 缺点：一旦低量程分压电阻损坏，则高量程电压挡就不能使用。

小 结 直流电流表和电压表的电路组成及工作原理。 布置作业 P33 21 课 后 记 第 六 讲

课 题 §2-2交流电流表与电压表

目的与要求 要求学生掌握电磁系测量机构和工作原理 重 点 电磁系测量机构的工作原理 难 点 电磁系测量机构的工作原理

复习与提问 直流电流表和电压表的结构与工作原理 授 新

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§2-2 交流电流表与电压表

一、 1、

电磁系测量机构 可分为吸引型和排斥型两类。 吸引型测量机构 见图所示

2、

排斥型测量机构 见图所示

二、 电磁系测量机构的工作原理

1、 吸引型电磁系测量机构的工作原理

固定线圈通电后，线圈产生的磁场将可动铁片磁化,对铁片产生吸引力，使固定在同一转轴上的指针随之发生偏转,同时游丝产生反作用力矩，见下图

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2、 排斥型电磁系测量机构的工作原理

当电流通过固定线圈时产生磁场,使固定铁片和可动铁片同时磁化，且两铁片的同一侧为相同的极性.由于同性磁极相互排斥，产生转动力矩使可动铁片转动,带动指针偏转,见下图：

3、 指针偏转角与线圈中电流的关系

转动力矩 M=K1（NI） K1为一个系数、N为线圈的匝数 I为线圈通入的电流

反作用力矩 Mf=Dα （D为游丝的反作用系数） 达到平衡时 M= Mf 所以有 α=K1（NI）/D=K（NI） （α为指针的偏转角度）

三、 电磁系仪表的特点

1、 既可测量直流，又可测量交流。

2

2

2

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2、 可直接测量较大电流，过载能力强,结构简单，成本低。 3、 标度尺刻度不均匀。 4、 易受外磁场影响。

小 结 电磁系测量机构的结构和工作原理。 布置作业 P43 4 课 后 记

第 七 讲

课 题 §2—3 仪用互感器 §2-4 钳形电流表

§2—5 电流表与电压表的选择和使用

目的与要求 1、要求掌握电压、电流互感器和钳形电流表的结构和工作原理 2、要求正确掌握电流表和电压表选择和使用

重点与难点 仪用互感器以及钳形电流表的结构和工作原理 复习与提问 磁电系电流表、电压表的结构与工作原理 授 新

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§2-3仪用互感器

一、 仪用互感器的作用 1、 扩大交流仪表的量程.

2、 测量高电压时保证工作人员和仪表的安全. 3、 有利于仪表生产的标准化，降低生产成本。 二、 电压互感器

1、 电压互感器的构造与原理

1） 构造:实际上是一个降压变压器,能将一次侧的高电压变换成二次侧的低电压，

其一次侧的匝数远多于二次侧匝数.

2） 符号及接线图 见下图

3） 原理： 电压互感器的额定变压比，用KTV表示，即 KTV=U1N/U2N

则一次侧被测电压大小为， U1=KTVU2

2、 电压互感器的正确使用

1） 正确接线。

2） 一次侧、二次侧在运行中绝对不允许短路. 3） 电压互感器的铁心和二次侧的一端必须可靠接地。 三、 电流互感器

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1、 电流互感器的构造与原理

1） 构造：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。 2） 符号与接线图 见下图

3） 原理 电流互感器的额定变流比，用KTA表示，

即 KTV=I1N/I2N 则一次侧被测电流的数值为，I1=KTV·I2

2、 电流互感器的正确使用

§2-4钳形电流表

一、 钳形电流表的构造及原理 1、 互感器式钳形电流表 如图示 2、 电磁系钳形电流表

二、 钳形电流表的正确使用

选择合适的量程，将被载流导线置于钳口中央，钳口要结合紧密，严禁在高压处测量等。

§2-5电流表与电压表的选择和使用

一、 电流表与电压表的选择

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包括类型、准确度、内阻、量程、工作条件、绝缘强度等的选择。

二、 电流表与电压表的使用方法

小 结 仪用互感器钳形电流表的结构和工作原理。 布置作业 P44 7、8 课 后 记

第 八 讲

课 题 第三章 模拟式万用表

§3—1 模拟式万用表的组成 §3—2 模拟式万用表的工作原理

目的与要求 要求学生掌握万用表的结构组成、直流电流和直流电压的测量电路 重 点 万用表的结构、直流电流与直流电压测量电路的工作原理 难 点 万用表直流电流测量电路、直流电压测量电路的工作原理 复习与提问 电磁系电流表和电压表的结构组成及工作原理 授 新

第三章 模拟式万用表

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§3-1 模拟式万用表的组成

万用表一般由测量机构、测量线路和转换开关三部分组成.

一、 测量机构（俗称“表头）

其作用：是把过渡电量转换为仪表指针的机械偏转角。 万用表的灵敏度常用电压灵敏度（Ω/V）来表示。 二、测量线路

作用：是把各种不同的被测电量(如电流、电压、电阻等）转换为磁电系测量机构所能接受的微小直流电流（即过渡电量）.

三、 转换开关

作用：是把测量线路转换为所需要的测量种类和量程.

§3-2 模拟式万用表的工作原理

一、 500型万用表的主要技术特性见P35表3—1

二、直流电流测量电路

1、测量电路组成：采用闭路式分流电路。（见图所示) 量程有：50μA、1mA、10mA、100mA、500mA等。

三、 直流电压测量电路

1、 测量电路：采用共用式分压线路。见下图

2、量程有:2。5V、10V、50V、250V、500V、2500V等。

小 结 布置作业 课 后 记

课 题 目的与要求 重 点 难 点 复习与提问 授 新

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万用表的结构、直流电流测量电路和直流电压测量电路的分析。 P55 1、2 第 九 讲

§3—2 模拟式万用表的工作原理(续)

要求学生掌握交流电压、电阻测量电路的结构组成和工作原理 交流电压、电阻测量电路的结构组成和工作原理 交流电压、电阻测量电路的工作原理

万用表的结构、直流电流和直流电压测量电路的分析

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§3-2 模拟式万用表的工作原理

四、 交流电压测量电路 1、 万用表测交流电压的原理

1） 测量交流电压的原理电路图；(如下）

2） 电路中整流形式:有半波和全波两种，500型万用表采用半波整流电路. 3） 工作过程:通过测量机构的电流经过整流后为单向脉动电流，其指针偏转角与

脉动电流的平均值成正比。

3、 交流电压测量电路

1）、电路组成：见图所示

2）、注意事项：测2500V交流高压时，要用专用的10MΩ分压电阻,两表笔分别与2500V和*两插孔相接，量程开关可置于10～500V中的任意一挡.

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五、电阻测量电路

1、欧姆表基本原理：见右图 由全电路欧姆定律得

式中：R0-欧姆调零电阻； r —电池内阻;

R1—限流电阻;RC—测量机构内阻；Rz—欧姆表总内阻.

2、 欧姆表量程的扩大:通常采用以下两种措施

1）、保持电池电压不变,改变分流电阻值，见下图

2）、提高电池电压，常用叠层电池的额定电压为4.5V、6V、9V、等。见下图

3、 500型万用表电阻测量电路

1)、测量电路：如下图

2）、量程有：×1、×10、×100、×1K、×10K等.

、22.5V

15V

小 结 布置作业 课 后 记 交流电压、电阻测量电路组成及工作原理分析。P55 4 (完整word版)电工仪表与测量教案

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第 十 讲

课 题 §3-3 万用表的使用与维护

§3—4 万用表常见故障及排除

目的与要求 要求学生掌握万用表的正确使用与维护、万用表常见故障及排除方

法

重 点 万用表的正确使用与维护、万用表常见故障及排除方法 难 点 万用表常见故障及排除方法

复习与提问 交流电压、电阻测量电路组成及工作原理分析 授 新

§3—3 万用表的使用与维护

一、 使用之前要调零。

二、 要正确接线。 三、要正确选择测量挡位。 四、要正确读数.

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五、要注意操作安全。

§3—4万用表常见故障及排除

一、 万用表电路图阅读方法

二、 用表故障检查及排除 1、直流电流挡的故障及排除

测量时无读数,则为表头线路开路；若有读数且指示值大于1.6V，则为分流电阻开路.

2、流电压挡的故障及排除

1）、各挡读数都偏大：由于分压电阻太小.

2）、各挡读数都偏小,量程越高，偏小越重，由于分压电阻变值。 低量程正常、高量程时指针不动。由于高量程所用的 分压电阻开路。 3、交流电压挡的故障及排除

1）、各挡均无读数:一般为整流元件损坏或测量线路中有开路现象。

2）、各挡都有读数，但读数都减小一半，原因是全波整流电路的一半失效，变成半波整流电路所致。 4、电阻挡的故障及排除

1）、欧姆调零器指针调不到零处，在R×1挡更甚。说明电池电压已低于1.3V。 2）、欧姆调零器失调或调节过程中指针有跳动现象，则为欧姆调零电位器有故障而引起。

3)、个别挡位读数不准.通常为该分流电阻变值所致。

4）、各挡都不准确或都无读数。原因是电池线路开路、限流电阻开路或变值所引起。 5)、某挡的测量值比实际值大10倍、100倍或1000倍。原因是该挡的分流电阻开路所引起。

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小 结 万用表的正确使用与维护、万用表常见的故障与排除。 布置作业 P55 10 课 后 记

课 题 实验目的 实验设备 1实验内容

及 步 骤

第 十 一 讲

实验一、万用表的使用

1、熟悉万用表的结构及工作原理。‘

2、会用万用表测量交流电压、直流电压、直流电流及电阻的方法. 3、学会用万用表判断电容器的好坏。

、万用表一台。

2、项调压器一台、电源变压器一台、整流滤波元件若干。 3、电阻、电容、电解电容若干个.

一、用万用表的交流电压挡和直流电压挡分别测量交流电压和直流电

压。

1、调整调压器使之输出适当大小的电压，将万用表转换开关置于交

流电压挡适当量程，将测得的电压值记入下表中。

2、 万用表转换开关调至直流电压挡适当量程，并将测得的电压值填入

下表中。

万用表挡1 2 3 4 位 直流电压 (完整word版)电工仪表与测量教案

挡 交流电压 挡 二、用万用表直流电流挡测量直流电流。

方法：将万用表转换开关置于直流电流挡的适当量程,并将两表笔与

负载串联,测得负载电流大小为 。

三、万用表欧姆挡测量电阻。

方法：将万用表转换开关置于欧姆挡适当量程，将两表笔短路进行欧

姆调零，然后测量被测电阻数值：

R1= ； R2= ; R3= .

注意：测量过程中，第次转换欧姆量程后，都必须重新进行欧姆调零。 四、用万用表欧姆挡判断电容器好环。

方法：将万用表转换开关置于欧姆挡R×1K或R×10K位置，进行欧

姆调零后，用两表笔分别接触电容器的两端。

结论:当电容器容量在1μF以上时表针应先很快按顺时针方向摆动

一下,然后按逆时针方向逐步退回R=∞处。如果指针回不到“∞”位置,则指针所指阻值就是电容器的漏电阻 .

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小 结 实验一、模拟式万用表的使用. 布置作业 写实验报告 课 后 记

课 题 目的与要求 重点与难点 复习与提问 授 新

第十二讲

第四章数字式仪表

§4.1数字式电压基本表

要求掌握数字式电压基本表的组成及数码显示器 数字式电压基本表的结构组成及数码显示器的种类 模拟式万用表的使用

第四章 数字式仪表

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§4.1数字式电压基本表

一、数字式仪表的概念

就是利用模拟—数字（A/D）转换器，将被测的模拟量（连续量)自动地转换成数字量（离散量)，然后再进行测量，并将测量的结果以数字形式进行显示的电工测量仪表。

二、数字式仪表的种类

常见的数字式仪表有数字式电压基本表、数字式万用表和数字式频率表。 三、数字式电压基本表的组成

1、数字式电压基本表的任务:是用模—数转换器把被测的电压模拟量转换成数字量,并送入计数器中，再通过译码器变换成笔段码，最终驱动显示器显示出相应的数值. 2、结构组成

主要包括模拟和数字两大部分。

模拟部分又包括输入电路、模—数转换器和基准电压源三部分.

数字部分又包括逻辑控制器、计数器、译码驱动器、数字显示器、时钟脉冲发生器和电源等几个部分. 四、数码显示器

数字式仪表所用的显示器一般采用发光二极管式（LED）显示器和液晶(LCD）显示器。

1、发光二极管式数码显示器

LED数码显示器是用七个条状的发光二极管组成。这种显示器的特点是发光亮度高,但驱动电流较大，功耗大,适应于安装式的数字式仪表。 2、液晶显示器

特点：工作时所需驱动电压低(3~10V），工作电流小，可以直接用CMOS集成电路驱动.因此,被广泛应用于数字式仪表、电子表和计算器中.

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小 结 数字式电压基本表的结构组成及数码显示器的种类 布置作业 P72 2 课 后 记

第十三讲

课 题 §4.2数字式万用表

目的与要求 要求掌握数字式万用表的组成、工作原理及正确使用 重点与难点 数字式万用表的组成、工作原理及正确使用 复习与提问 数字式电压基本表的结构组成及数码显示器的种类 授 新

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§4.2数字式万用表

一、数字式万用表的组成及工作原理

1、组成:主要由数字式电压基本表、测量线路、量程转换开关三部分组成。数字式

电压基本表是数字式万用表的核心，它相当于指示类仪表的测量机构。

2、工作原理

主要包括直流电压测量电路、直流电流测量电路、交流电压测量电路、电阻测量电路及晶体三极管hFE测量电路. 二、数字式万用表的使用 1、液晶显示器

该表采用FE型大字号LCD显示器,最大显示值为1999。该表还具有自动调零和自动显示极性功能。 2、量程转换开关

位于面板中央的量程转换开关为6刀20掷转换开关，可提供20种测量功能和量程，供使用者选择。 3、hFE插座

位于量程开关的左下方,采用四眼插座,旁边分别有B、C、E。其中E孔有两个,在内部连通。测量时,应将被测晶体管三个极对应插入B、C、E孔内.

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4、数字式万用表的使用方法 1）直流电压的测量

将红表笔插入“V·Ω·mA”插孔，黑表笔插入“COM\"插孔，将量程开关置于“DVC”的适当量程.两表笔并联在被测电路中可以测量。 2)交流电压的测量

将量程开关拨至“ACV”范围内的适当量程，测量方法同上。 3）直流电流的测量

量程开关拨至“DCA”范围内的合适挡，把仪表串联在被测量电路中. 4）电阻的测量

量程开关拨至“Ω”范围内合适挡，红表笔插在“V·Ω·mA”插孔,黑表笔插入“COM”插孔。如量程开关置于20M或2M挡，显示值以“MΩ”为单位，置于2K挡以“KΩ”为单位,置于200挡以“Ω”为单位。 5）二极管的测量

将量程开关拨至“ ”挡,红表笔插入“V·Ω·mA”插孔，接二极管正极；黑表笔插入“COM”插孔，接二极管负极。此时显示的是二极管的正向电压，若为锗管应显示0.150～0。300V；若为硅管应显示0。550~0。700V。如果显示000，表示二极管被击穿；显示1，表示二极管内部开路。

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小 结 数字式万用表的组成、工作原理及正确使用 布置作业 P72 4 课 后 记

课 题 目的与要求 重点与难点 复习与提问 授 新

第 十 四 讲

第五章 电阻的测量

§5-1 电阻测量方法的分类

要求学生掌握电阻测量方法、伏安法测电阻的接线图及原理 电阻测量方法、伏安法测量电阻的接线方式及工作原理 数字式万用表的组成、工作原理及正确使用

第五章 电阻的测量

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§5-1 电阻测量方法的分类

一、 按获取测量结果的方式分为直接法、比较法和间 接法三种。

1、直接法:即采用直读式仪表测量电阻的方法。如用万用表测量电阻或兆欧表测量电阻就属于直接法。

1、 比较法：即采用比较式仪表测量电阻的方法。如用直流电桥 测量电阻属

于比较法。

2、 间接法:伏安法测量电阻属于典型的间接法。

二、伏安法测量直流电阻

1、概念：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。RX=UX/IX

2、电路图：有两种接法 1）电压表前接电路 见下图二 RX=UV/IA=（UX+IXrA）/IX=RX+rA

适应条件：适用于被测电阻很大的情况.

′

2)电

按伏安法计算出来的电阻应等于 RX=（RX·rV)/（RX＋rV)

′

压表后接电路 见上图一

适应条件：适用于被测电阻很小的情况。

小 结 布置作业 课 后 记

课 题 目的与要求 重 点 难 点 复习与提问 授 新

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电阻测量方法、伏安法测电阻的接线及工作原理。 P55 2、3

第 十 五 讲

§5-2 直流单臂电桥

要求学生掌握直流单臂电桥的构造、工作原理以及正确使用 直流单臂电桥的构造、工作原理及正确使用 直流单臂电桥的工作原理和正确使用 电阻测量方法及伏安法测量电阻

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§5-2 直流单臂电桥

一、 直流单臂电桥的构造及工作原理

1、结构原理图：见下图，直流单臂电桥又称惠斯登电桥， 是 一种专门用来测量中电阻的精密测量仪器。

2、 被测电阻RX的确定：由于电桥平衡时IP=0，则有I1=I2，I3=I4，

所以：RX/R2=R4/R3 即 RX=（R2·R3)/R4

结论:电桥平衡时，被测电阻RX=比例臂倍率×比较臂读数。 二、直流单臂电桥的使用 见下图

1、使用前先将检流计的锁扣打开，调节调零器使指针在零位. 2、接入被测电阻时,采用较粗较短的导线，并将接头拧紧。 3、估计被测电阻有大小,选择适当的比例。

4、当测量电感线圈的直流电阻时，应先按下电源按钮SB1，再按下检流计按钮SB2;

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测量完毕，应先松开检流计按钮，后松开电源按钮。

5、电桥电路接通后，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。

被测电阻值=比例臂读数×比较臂读数

6、使用完毕,应先切断电源，然后拆除被测电阻，最后将检流计锁扣锁上，以防搬动过程中振坏检流计。

7、发现电池电压不足应及时更换,否则将影响电桥的灵敏度。

小 结 直流单臂电桥的构造、工作原理以及正确使用。 布置作业 P55 6、7 课 后 记

第 十 六 讲

课 题 §5-3 直流双臂电桥

目的与要求 要求学生掌握直流双臂电桥的结构、工作原理及正确使用 重 点 直流双臂电桥的结构、工作原理及正确使用 难 点 直流双臂电桥的工作原理及正确使用 复习与提问 直流单臂电桥结构、工作原理及正确使用 授 新

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§5-3 直流双臂电桥

一、 直流双臂电桥的结构及工作原理 1、 原理电路图 如图示

2、 电桥平衡时，IP=0，则I1=I2、I3=I4。

对于Ⅰ回路 I1R1=InRn+I3R3 对于Ⅱ回路 I1R2=InRn+I3R4 对于Ⅲ回路 (In-I3）r=I3(R3+R4） 由以上方程得：R

二、 QJ103型直流双臂电桥简介 1、

双臂电桥的面板图 如图所示

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2、

被测电阻的确定:被测电阻=倍率数×读数盘读数

固定倍率有:R×100、R×10、R×1、R×0.1和R×0。01五个固定倍率。

三、 直流双臂电桥的使用

1、 被测电阻在电流端钮和电位端钮,要与电桥上相应的端钮相连接。

2、 直流双臂电桥工作时电流较大，故测量时动作要迅速，以免电池耗电量过大。

小 结 直流双臂电桥结构、工作原理及正确使用。 布置作业 P55 9、10 课 后 记

第 十 七 讲

课 题 §5—4 兆欧表

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目的与要求 要求学生掌握兆欧表的结构及工作原理 重点与难点 兆欧表的结构及工作原理

复习与提问 直流双臂电桥的结构、工作原理及正确使用。 授 新

§5—4 兆欧表

一、 兆欧表的结构 兆欧表是一种专门用来测量电气设备绝缘电阻的便携式仪表。 1、 结构组成：主要由手摇直流发电机、磁电系比率表、测量 线路组成。其额定电

压有500V、1000V、2500V等几种。

2、 其内部构造如图所示。

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二、 兆欧表的工作原理

使用兆欧表时，被测电阻RX接在“L”与“E”端钮之间。 转动力矩： M 1=I1f1(α） 反作用力矩: M2=I2f2(α) 可动部分平衡时： M1=M2

所以有： I1f1(α)=I2f2(α） 因而得到：α=F (I1/I2） （偏转角α能直接反映被测绝缘电阻的数值）。

三、 兆欧表的选择、使用与维护

1、 兆欧表的选择

原则:1）其额定电压一定要与被测电气设备或线路的工作电压相适应.

2）兆欧表测量范围与被测绝缘电阻的范围相符合。

2、 兆欧表的接线：见接线图 3、 兆欧表的检查

在兆欧表未接通被测电阻前， 摇动用柄使发电机达120r/min 的额定转速,观察指针是否 在标度尺的“∞”位置.

再将端钮L和E短接,缓摇动手柄,观察指针是否在标度尺的“0”位置。

4、 使用兆欧表的注意事项

小 结 兆欧表的结构及工作原理 布置作业 P56 18

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课 后 记

第 十 八 讲

课 题 §5-5接地电阻测量仪

目的与要求 要求学生掌握接地电阻测试仪的结构及工作原理 重点与难点 接地电阻测量仪的结构及工作原理 复习与提问 兆欧表的结构、工作原理及正确使用. 授 新

§5—5接地电阻测量仪

一、 接地电阻的含义

1、 含义：为了保证电气设备的安全和正常工作，电气设备的些导电部分应与接地体用接地线进行连接，这叫接地。

2、 接地电阻有：接地线电阻、接地体电阻、接地体与土壤的某

接

小 结 布置作业 (完整word版)电工仪表与测量教案

触电阻等.

3、 测量接地电阻的方法:电桥法、电流表—电压表法，补偿法等. 二、 ZC－8型接地电阻测量仪

1、 原理图：如图所示

2、 工作原理： 手摇交流发电机输出电流I经电流互感器TA的

一次侧 接地体E′ 大地 电流探针C′ 发电机，构成一个闭合回路。

被测电阻RX为 RX=KRS (K为电流互感器的变流比、RS电位器的

电阻)

三、 接地电阻测量仪的使用

1、 使用前先将仪表放平，然后调零。 2、 接地电阻测量仪的接线。

3、 将倍率开关置于最大倍数上，缓慢摇动发电机手柄,同时转动

“测量标度盘”使检流计指针处于中心红线位置上.

4、 如果测量标度盘的读数小于1Ω，应将倍率开关置于较小的一

挡,再重新测量.

接地电阻测量仪结构以及工作原理 P56 19

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课 后 记

第 十 九 讲

课 题 第六章 电功率的测量

§6-1 电动系功率表

目的与要求 要求学生掌握电动系、铁磁电动系测量机构及工作原理 重 点 电动系、铁磁电动系测量机构及工作原理 难 点 电动系、铁磁电动系测量机构的工作原理 复习与提问 兆欧表、接地电阻测量仪结构与工作原理 授 新

第六章 电功率的测量 §6—1 电动系功率表

一、电动系测量机构的结构

它主要由固定线圈1和可动线圈2组成。

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二、电动系测量机构的工作原理 1、工作原理 偏转角α的确定 1）转动力矩:M=K1I1I2 2）反作用力矩：Mf=Dα 3）力矩平衡时:M=Mf

所以有：K1I1I2= Dα 即：α=K1I1I2/D=KI1I2 注:测量交流时：α= KI1I2cosφ （cosφ为两电流相位差的余弦) 三、电动系仪表的特点

1、优点：准确度高,交直流两用，能测量多种参数，功率表 标度尺刻度均匀。2、缺点：仪表读数易受外磁场的影响，本身消耗功率大,过载能力小,电流表、电压表标度尺刻度不均匀. 四、铁磁电动系测量机构 1、结构组成

见图所示

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2、特点：仪表本身磁场很强,所以抗外磁场干扰能力强；但铁磁材料磁滞和涡流损耗大，误差较大,准确度较低。所以被用来制造安装式功率表及要求转矩很大的自动记录仪表.

小 结 电动系测量机构、铁磁电动系测量机构的结构组成及工作原理 布置作业 P108 1 课 后 记

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第 二 十 讲

课 题 §6-1 电动系功率表(续)

目的与要求 要求学生掌握电动系功率表的结构、工作原理及功率表正确使用 重 点 电动系功率表的结构、工作原理、功率表的使用及正确接线 难 点 电动系功率表的工作原理、使用及正确接线 复习与提问 电动系、铁磁电动系测量机构及工作原理 授 新

§6-1 电动系功率表（续）

一、电动系功率表的结构及工作原理

1、结构组成 由电动系测量机构与分压电阻构成，其原理电 路如图所示。

2、工作原理

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1）、在交流电路中，功率表指针偏转角 α=KIAIUcosΦ=KPIUcosΦ=KPP

2）、在直流电路中,功率表指针偏转角 α=KI（K1U）=KPIU=KPP 二、功率表量程及扩大 1、电流量程的扩大

方法：电动系仪表的电流线圈是由完全相同的两段线圈组成的，这样,就可以利用金属连接片将这两段线圈串联或并联，从而达到改变功率表电流量程的目的。见下图.

1)电压量程的扩大

方法：利用与电压线串联不同阻值分压电阻的方法来实现，见图所示.

三、功率表的使用 1、正确选择量程

功率表有三种量程：电流量程、电压量程、功率量程. 1)、电流量程：指仪表的串联回路所容许通过的最大工作电流. 2）、电压量程：指仪表的并联回路所能承受的最高工作电压。

3）、功率量程:由电流量程和电压量程来决定,等于两者的乘积,即P=UI。 2、要正确接线：为防止指针反转，规定了两线圈的发电机端, 用符号“＊”表示.功率表应按照“发电机端守则\"进行接线。有两种接线方式

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1）、电压线圈前接方式如图示,由于功率表电流线圈和负载直接串联,因此通过电流线圈的电流就等于负载电流。

2）、电压线圈后接方式如图示，由于电压线圈支路和负载直接并联，因此加在功率表电压线圈支路两端的电压就等于负载电压。

3）、电流表、电压表与功率表联合使用：为保证功率表安全可靠地运行.

3、要正确读数：标度尺只有一条，因此功率表的标度尺上只标 有分格数，而不标瓦数。

1）、功率表的分格常数C的确定:C=UNIN/αm （W/格）

UN—功率表的电压量程； IN—功率表的电流量程； αm—功率表标度尺满刻度的格数。

2）、被测功率 P=C·α (α-指针偏转的格数）

小 结 电动系功率表结构、工作原理及正确使用 布置作业 P108 2 课 后 记

第 二 十 一 讲

课 题 §6-2 三相有功功率的测量

目的与要求 要求掌握三相有功功率测量方法和步骤 重点与难点 三相有功功率测量方法和步骤

复习与提问 电动系功率表的结构、工作原理及正确使用

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授 新

§6—2 三相功功率的测量方法

本节主要讨论单项功率表来测量三相有功功率的方法

一、 一表法测量三相对称负载的有功功率

由于三相负载对称,只要用一只功率表测量单相中任意一相的功率P1,则三相总功率就是P=3P1。接线图如图示.

二、 三表法测量三相四线制不对称负载的有功功率

用三只单相功率表分别测出第一相的功率，

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则三相总功率P=P1+P2+P3 接线图如图示。

三、 两表法测量三相三线制负载的有功功率 1、 两表法原形

1)、设负载为星形连接，三相电路总瞬时功率为 p=pU＋pV＋pW =uUiU+uViV+uWiW

由基尔霍夫第一定律可得：iU＋iV＋iW=0 iW=－iU－iV 所以有：p= uUiU+uViV+uW(－iU－iV）=iUuUW＋iVuVW=p1＋p2 2)、三相负载有功功率

P=P1+P2=IUUUWcos(Φ－30）＋IVUVWcos（Φ＋30) （Φ-相电压与相电流之间的相位差）

2、 两表法接线规则 如图所示。

°

°

小 结 三相有功功率的测量方法及步骤

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布置作业 P108 3 课 后 记

第 二 十 二 讲

课 题 §6-3 三相无功功率的测量 目的与要求 要求掌握三相无功功率的测量方法 重 点 三相无功功率的测量原理 难 点 三相无功功率的测量原理及方法 复习与提问 三相有功功率的测量方法及步骤 授 新

§6—3三相无功功率的测量

一、一表跨相法

1、适用范围：三相电路完全对称的情况。 Q1=UVWIUcos(90－Φ)=UIsinΦ

°

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则得三相无功功率 Q=√3Q1=√3UIsinφ 2、接线图:如图示.

二、两表跨相法

1、适用范围：适用于三相电路对称的情况. 由于两表之和为： Q1＋Q2=2UIsinφ

将两表读数之和乘以√3/2，就得到三相无功功率, 即： Q=√3UIsinφ

2、两表跨相法接线图：如图示.

三、三表跨相法

1、适用范围:适用于电源电压对称，而负对称或不对称的情况. 2、三相总功率Q确定

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三只功率表读数之和为

Q1+Q2+Q3=√3（UUIUsinφU+UVIVsinφV+UWIWsinφW)=√3Q 所以三相无功功率为 Q=（Q1+Q2+Q3）/√3 3、三表跨相法接线图： 如图示

小 结 三相有功功率表结构、接线图及三相无功功率的测量方法 布置作业 P108 6 课 后 记

第 二 十 三 讲

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课 题 第六章 电能的测量

§6—1 感应系电能表

目的与要求 要求学生掌握感应系电能表结构、工作原理以及单相电能表的接线 重 点 电能表结构、工作原理以及单相电能表的接线 难 点 电能表的工作原理、单相电能表的接线

复习与提问 三相有功功率表的结构、接线及三相无功功率的测量方法 授 新

第六章 电能的测量

§6-1 感应系电能表

一、感应系电能表的结构:由四个部分组成

1、驱动元件：用来产生转动力矩，它由电压元件1和电流元 件2两部分组成。 2、转动元件：由铝盘3和转轴4组成，转轴上装有传递铝盘 转数的蜗杆6. 3、制动元件:由永磁铁5组成。

4、计度器:用来计算铝盘的转数,实现累计电能的目的.

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二、感应系电能的工作原理 1、电能表的电路和磁路

电能表的铁心结构、电流和磁路组成见图所示。

电能表工作时，通过电压线圈的电流IU产生的磁通分为两部分，一部分是穿过铝盘并经回磁板构成回路的工作磁通ΦU；另一部分是不经过铝盘而经左右铁轭构成回路的非工作磁通ΦU。

′

2、铝盘转动力矩的产生 1)、原理接线图：如图示。

2)、转动力矩：MP=C1P=C1UIcosφ（C1—比例常数；P-负载有功功率。） 3、铝盘转数与被测电能的关系 1）、铝盘所受制动力矩为：MZ=Kn 式中：K-比例常数;n—铝盘转速。

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2）、电能表常数的确定

当转速平衡时，MP= MZ 所以有：n=C1P/K=CP （C为比例常数） 将上式两边同乘以时间t,可得:nt=CPt 则：N=CE 则：C=N/E （r/KW·h） 式中：N-电能表在时间t内铝盘的转数； E-负载在时间t内所消耗的电能. 三、单相电能表的接线

方法:应遵从发电机端守则,即电能表的电流线圈与负载串联，电压线圈与负载并联，两线圈的发电机端应接电源的同一极性端。接线图如图所示。

小 结 感应系电能表的结构、工作原理及单相电能表的接线 布置作业 P84 11、12 课 后 记

§7。2 电子式电能表

一、单相电子式电能表

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1、电能表达式：E=UIcosΦ

电子式电能表的测量是将被没U和I先经电压输入电路和电流输入电路转换，然后通过模拟乘法器将输入电路转换后进行相乘，模拟乘法器的增益为K,乘法器产生一个与U和I的乘积成正比的信号U0,即U0与有功功率成正比。 2、输入变换电路

它包括电压变换器和电流变换器两部分.

作用:是将高电压、大电流变换后送至乘法器，转换后的信号应分别与输入的高电压和大电流成正比。 3、乘法器

它是电子式电能表的核心，是一种能将两个互不相关的模拟信号进行相乘的电子电路，通常具有两个输入端和一个输出端，是一个三端网络。 4、U/f转换器

作用：是将输入电压（电流）转换成与之成正比的频率输出。在模/数（A/D）转换中，U/f转换器是常用的一种电子电路。 5、计度器

包括计数器和显示部分。

二、单相电子式预付费（IC卡)电能表

单相电子式预付费（IC卡）电能表的准确度等级为1.0，额定电压为220V，额定电流有2（10）A、（25）A、0(50）A、20（100）A等多种规格。 1、工作原理

包括两个功能系统：测量系统和单片机处理系统。

工作原理：由分压器完成电压取样，由取样电阻完成电流取样，取样后的电压电流信号由乘法器转换为功率信号,经U/f变换后由步进电动机驱动计度器工作,并将脉冲信号输入单片机系统中。

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2、安装方法

1、电能表在出厂前经检验合格并加以铅封，即可安装使用。

2、安装表的底板固定在坚固的耐火墙上，建议安装高度为1。8m左右。

小 结 电子式电能表的结构组成、工作原理及安装方法 布置作业 P122 9 课 后 记

第 二 十 四 讲

课 题 §6—2 三相有功电能表

目的与要求 要求掌握三相有功电能表的结构与工作原理及接线 重 点 三相有功电能表的结构、工作原理及接线 难 点 三相有功电能表的工作原理及接线

复习与提问 感应系电能表的结构、工作原理及单相电能表的接线 授 新

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§6-2 三相有功电能表

三相电能表是根据两表法或三表法的原理，把两个或三个单相电能的测量机构组合在一只表壳内.

一、三相三线有功电能表 1、结构图：如图所示。

2、接线图：如图所示.

注意:对低压供电线路，其负荷电流为80A及以下时，宜采用直接接入式电能表；若负荷电流为80A以上时，宜采用经电流互感器接入式的电能表.

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二、三相四线有功电能表

1、结构组成：是按照三表法测功率的原理，由三只单相电能表 的测量机构组合而成.

2、接线图：如图所示。

当负载电流为80A以上时,也应配以电流互感器使用.

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小 结 三相有功电能表的结构、工作原理及接线 布置作业 P84 13、15 课 后 记

§7.4 电能表的使用

一、正确选用量程

选择量程时，应使电能表的额定电压与负载额定电压相等，且电能表的额定电流应大于或等于负载的最大电流。 二、要正确接线

电能表的接线和功率表一样，必须遵守“发电机端守则”.使用时，只要按照接线图进行接线一般不会发生铝盘反转的情况。 三、电能表的读数

对直接接入电路的电能表，以及与所标明的互感器配套使用的电能表，都可以直接从电能表上读取被测电能。而当电能表上标有“10×KW·h”或“100×KW·h\"字样时,应将表的读数乘以10倍或100倍，才是被测电能的实际值.见下图

四、电能表的安装要求

1、通常要求电能表与配电装置在一处.

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2、电能表安装在配电装置的左方或下方。

3、电能表应安装在干燥、无振动和无 腐蚀气体的场所。

4、不同电价的用电线路应分别装表，同一电价的用电线路应合并装表。 5、电能表安装要牢固竖直。

小 结 电能表的正确作用 布置作业 P122 8 课 后 记

总复习（一)

第一章 电工仪表与测量的基本知识

一、常用电工仪表的分类

按结构与用途分：批示仪表、比较仪表、数字仪表和智能仪表。 二、电工指示仪表的误差和准确度

1、仪表的误差分类:分基本误差和附加误差.

2、误差的表示方法:绝对误差、相对误差和引用误差。

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三、测量误差及消除方法

测量误差包括：系统误差、偶然误差和粗大误差. 四、常用电工测量方法

包括:直接测量法、间接测量法和比较测量法。 五、电工指示仪表的组成 包括：测量机构与测量线路。

第二章 电流与电压的测量

一、直流电流表与电压表 1、磁电系测量机构 2、直流电流表 量程扩大的方法 3、直流电压表 量程扩大的方法

二、交流电流表与电压表 1、电磁系测量机构

包括吸引型和排拆型两类。 2、交流电流表 3、交流电压表 三、仪用互感器

包括电流互感器和电压互感器。 四、钳形电流表

最大的特点:在不停电的情况下直接测量电流。

第三章 模拟式万用表

一、模拟式万用表的组成

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由测量机构、测量线路和转换开关组成. 二、模拟式万用表工作原理

包括电压线路、电流线路和电阻测量电路的分析。 三、万用表的正确使用及维护

第四章 数字式万用表

一、数字式电压基本表

主要由模拟和数字两大部分组成，核心部分为A/D转换器。 二、数字式万用表 1、组成及工作原理

主要由数字式电压基本表、测量线路、量程转换开关三部分组成。 2、测量线路

包括电流测量电路、电压测量电路和电阻测量电路。 3、数字式万用表的正确使用 面板简介和参数测量。

小 结 第一章到第四章的基本概念、基本原理及基本电路分析 布置作业 P72 7 课 后 记

总复习（二)

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第五章 电阻的测量

一、电阻测量方法的分类

包括直接法、间接法和比较法三种。 二、直流单臂电桥

1、测量原理：利用电桥平衡原理 2、直流单臂电桥的使用与维护:注意要点 三、直流双臂电桥

1、测量原理:利用电桥平衡原理 2、直流双臂电桥的使用与维护。 四、兆欧表

1、组成：由手摇直流发电机、磁电系比率表以及测量线路组成。 2、工作原理：利用兆欧表来测量绝缘电阻，要求电阻值越大越好。 3、正确使用兆欧表：注意事项. 五、接地电阻测量仪

1、测量原理：采用补偿法原理. 2、 成。

3、接地电阻测量仪的使用与维护

第六章

结构组成：由手摇交流发电机、电流互感器、电位器以及检流计组