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1.5 电气测量仪表的选择方法

对于电气测量仪表的选择,应根据电气测量的目的和要求,合理地选择电气测量仪表,必须按照仪表的类型、准确度、量程、频率范围、仪表内阻、工作条件以及绝缘强度等技术指标,全面又有所侧重地进行选择。

1.5.1 电气测量仪表类型的选择方法

电气测量仪表类型的选择,应根据测量的是直流电还是交流电来进行选择确定。

1.测量直流电

如果测量直流电,可选用磁电式仪表,因为这种表的灵敏度和准确度都较高,更适用于测量直流电量。

2.测量交流电

如果测量交流电,可选用电磁式或电动式仪表,这样便于测量正弦交流电的有效值。电磁式和电动式仪表(电流或电压表)还可以两用,既可以测交流又可以测直流(电压或电流)。

对于正弦波电流或电压,还应考虑测量的是有效值、平均值、最大值还是瞬时值,测量不同类型电压时的具体选择方法见表1-8所列。

对于交流电的测量,还应考虑仪表的应用频率是否满足要求,否则会使测量误差变大。一般电磁式、电动式和感应式仪表的应用频率范围都较窄。

表1-8 测量不同交流电压时测量仪表的选择方法

3.其他方面

① 特殊设计的电动式测量仪表,可以用于对5000~8000Hz的中频进行测量。

② 整流式万用表应用的频率范围一般为45~1000Hz,部分万用表(例如MF10型)应用频率可达到5000Hz。

③ 如果测量的频率较高,可采用静电式仪表或电子式仪表。

1.5.2 电气测量仪表准确度的选择方法

对于仪表的准确度选择,应从实际测量需要出发,既要满足测量精度的要求,又要考虑仪表的经济性。因为仪表准确度等级越高,测量的基本误差指示越小,价格也就越贵,使用条件的要求也就越严格。

1.选择方法

仪表的准确度等级不同时,适用的范围也不一样,通常可以参考表1-9进行选择。

表1-9 不同的仪表准确度适用的场合

2.附加装置的选择

对于与仪表配合使用的附加装置,例如附加电阻器、电压互感器、电流互感器、分流器等,它们的准确度等级也不应低于0.5级。通常要求这些附加装置的准确度等级,要比测量仪表本身的准确度等级高,只有这样才能保证测量的结果准确。但以下两种情况可以除外:

① 仅作为电流或电压测量使用的准确度为1.5级或2.5级的仪表,可以使用准确度为1.0级的互感器。

② 对于非重要回路、准确度为2.5级的电流表,也可以使用准确度为3.0级的互感器,但电能表计量用的电流互感器除外,这类互感器的准确度应不低于0.5级。

1.5.3 电气测量仪表内阻的选用原则

电工常用仪表的内阻反映了其本身的功率消耗。对仪表内阻的选择,应根据被测对象阻抗的大小来考虑。为了保证仪表在测量时,不影响被测电路的工作状态,应减少仪表的功耗。

1.功率表、电压表

对于功率表、电压表的电压线圈电阻(也就是内阻),应尽量选大一些。

2.电流表、功率表

对于电流表、功率表电流线圈的电阻(内阻)也尽量选小一些。

1.5.4 电流表内阻的选用方法

对于电流表来说,它在测量时是串接在被测电路中的,为了保证电流表串入电路以后不过多地影响原来电路的工作状态,故要求电流表的内阻越小越好,并且量程越大,内阻应越小。通常,当电流表内阻满足以下关系式时,电流表的内阻就可以忽略不计:

R0≤R/100

式中R0——电流表内电阻;

R——与电流表串联的负载总电阻。

1.5.5 电压表内阻的选用方法

对于电压表的内阻,它的大小决定了仪表测量表头(机构)灵敏度的高低。电压表内阻越大越好,并且量程越大,内阻应越大。通常,当电压表内阻满足以下关系式时,电压表的内阻就可以忽略不计:

R0≥100×R

式中R0——电压表内阻;

R——与电压表并联的被测对象的总电阻。

1.5.6 多量程电压表电压挡内阻和灵敏度的换算方法

多量程电压表或万用表的电压量程挡,通常采用“Ω/V”符号来表示其仪表的内阻。例如:

一只0~10V~100V~500V的电压表,标明的内阻为20000Ω/V,它表示该表每伏电压内阻为20000Ω,由此就可推出其他各量程挡的内阻为:

1.10V量程挡

10V量程挡的内阻为:

20000Ω×10=200000Ω=200kΩ

2.100V量程挡

100V量程挡的内阻为:

20000Ω×100=2MΩ

3.500V量程挡

500V量程挡的内阻为:

20000Ω×500=10MΩ

4.灵敏度换算方法

另外,符号“Ω/V”的数值也表达了该电压表的灵敏度。对于上述内阻为20000Ω/V的电压表来说,可由欧姆定律公式计算得到:

I=U/R=1/20000=50μA

这就是该表的指针指在满刻度时,表头内流过50μA的电流,也就是说,该表的灵敏度为50μA。

1.5.7 各种电气测量仪表的内阻情况

各种电气测量仪表的内阻情况见表1-10所列,供使用时参考。

电流表内阻的大小,也和表头灵敏度有关,灵敏度越高,则所用分流器的电阻值越小,从而使电流表的内阻也越小。

表1-10 各种电气测量仪表的内阻情况

1.5.8 电气测量仪表的工作条件和绝缘强度的选择方法

电气测量仪表的工作条件和绝缘强度的选择方法,通常可参考表1-11中所列的几个方面进行考虑。

表1-11 电气仪表的工作条件和绝缘强度的选择方法