《电气测量技术》电动系电流表和电压表（举一反三考点练）- 讲义

举一反三考点练 《电气测量技术》电动系电流表和电压表-讲义 1. 了解电动系电流表和电压表。 2. 熟悉电动系电流表的结构、工作原理及测量线路。 3. 熟悉电动系电压表的结构、工作原理及测量线路。 知识点一 电动系电流表 电动系电流表是将电动系测量机构中和定圈和动圈进行适当的连接，并配以一定的元件所构成的。为了区别电动系仪表中的定圈和动圈，在线路图中用圆圈加一粗实线表示定圈；用圆圈加一细实线表示动圈。 图1所示是最简单的电动系电流表的测量线路，它是把定圈和动圈直接串联起来接入被测电路的。由于流过定圈和动圈的电流相等，由α∝I1I2可知，电动系电流表指针的偏转角正比于被测电流的平方，即 α∝I2 图1 电动系电流表原理电路 所以，电动系电流表标度尺的刻度具有平方规律，其起始部分刻度较密，而靠近上量程部分较疏。 由于动圈电流由游丝导入所以这种两个线圈直接申联的电流表只能用于测量0.5A以下的电流。如果测量较大电流，通常是将定圈和动圈并联，或用分流电阻对动圈分流来实现。 电动系电流表通常傲成双量程的便携式仪表。图2所示是D26-A型双量程电流表的原理电路。当量程为Im时，用连接片将始钮1和2短接，此时动圈Q与R3串联并被R1十R2分流；定圈的两个绕组Q'和Q"串联后再与动圈电路串联。当量程为2Im时，用连接片将2、3和1、4短接，此时动圈Q与(R+R，)串联后被R2分流，然后再与定圈 Q'、Q"的并联电路串联。 图2 D26-A型电流表电路 由于电动系测量机构的磁路是空气，因此磁阻很大。为了能建立足够强的磁场，线圈所需的匝数较多，所以电动系电流表的内阻较大，测量时消耗的功率也较大。 在线路图中，电动系仪表的定圈用什么表示（ ） A. 圆圈加一粗实线 B. 圆圈加一细实线 C. 圆圈加一虚线 D. 圆圈加一实线 【答案】A 【解析】为了区别电动系仪表中的定圈和动圈，在线路图中用圆圈加一粗实线表示定圈；用圆圈加一细实线表示动圈。 1. 最简单的电动系电流表的测量线路中，定圈和动圈的连接方式是（ ） A. 并联 B. 串联 C. 混联 D. 未连接 【答案】B 【解析】最简单的电动系电流表的测量线路，它是把定圈和动圈直接串联起来接入被测电路的。 2. 电动系电流表指针的偏转角与被测电流的关系是（ ） A. 成正比 B. 成反比 C. 正比于被测电流的平方 D. 反比于被测电流的平方 【答案】C 【解析】由于流过定圈和动圈的电流相等，由α∝I1I2可知，电动系电流表指针的偏转角正比于被测电流的平方，即α∝I2。 3. 电动系电流表标度尺刻度的起始部分有什么特点（ ） A. 刻度均匀 B. 刻度较密 C. 刻度最疏 D. 无刻度 【答案】B 【解析】电动系电流表标度尺的刻度具有平方规律，其起始部分刻度较密，而靠近上量程部分较疏。 1. 两个线圈直接串联的电动系电流表一般用于测量多大的电流（ ） A. 0.5A以上 B. 0.5A以下 C. 1A以上 D. 1A以下 【答案】B 【解析】由于动圈电流由游丝导入，所以这种两个线圈直接串联的电流表只能用于测量0.5A以下的电流。 2. 测量较大电流时，电动系电流表通常采用什么方式（ ） A. 定圈和动圈串联 B. 定圈和动圈并联 C. 用分流电阻对动圈分流 D. 定圈和动圈并联或用分流电阻对动圈分流 【答案】D 【解析】如果测量较大电流，通常是将定圈和动圈并联，或用分流电阻对动圈分流来实现。 3. D26 - A型双量程电流表当量程为Im时，动圈Q与什么串联并被什么分流（ ） A. R3；R1 + R2 B. R1 + R2；R3 C. R；R + R' D. R + R'；R 【答案】A 【解析】当量程为Im时，用连接片将始钮1和2短接，此时动圈Q与R3串联并被R1十R2分流。 · 电动系电流表基本构成与表示：电动系电流表由电动系测量机构的定圈和动圈适当连接并配以元件构成。线路图中，定圈用圆圈加一粗实线表示，动圈用圆圈加一细实线表示。这种表示是电动系电流表电路分析和设计的基础，能清晰展现电路结构，帮助理解电流表工作原理，为后续的维修和改进提供便利。 · 电动系电流表测量原理与刻度特点：电动系电流表最简单的测量线路是定圈和动圈串联，指针偏转角正比于被测电流平方，标度尺刻度具平方规律，起始密上量程疏。测量大电流时采用并联或分流方式。了解这些原理和特点，有助于准确读取测量数据，选择合适的测量方法和量程，保证测量的准确性。 · D26 - A型双量程电流表工作原理：D26 - A型双量程电流表通过改变连接片连接方式实现量程切换。量程为Im时，动圈Q与R3串联并被R1 + R2分流，定圈绕组串联后与动圈电路串联；量程为2Im时，动圈Q与(R + R')串联后被R2分流，再与定圈绕组并联电路串联。掌握其工作原理，可正确使用该电流表进行不同量程的电流测量。 知识点二 电动系电压表 电动系电压表是将电动系测量机构中和定圈和动圈进行适当的连接，并配以一定的元件所构成的。为了区别电动系仪表中的定圈和动圈，在线路图中用圆圈加一粗实线表示定圈；用圆圈加一细实线表示动圈。 与磁电系电压表的测量线路一样，电动系电压表是将测量机构中的定圈、动圈和附加电阻一起串联起来构成的，如图1所示。 图1 电动系电压表原理电路 当附加电阻一定时，由电工学的知识可知，通过测量机构的电流与仪表两端的电压成正比；由α∝I1I2可知，电动系电压表可动部分的偏转角α与这个电压的平方成正比。因此，电动系电压表的标度尺的刻度也具有平方规律。 电动系电压表一般都做成多量程的便携式仪表，其量程的变换是通过改变附加电阻来实现的。图2是一个三量程的电压表的测量线路。由于线圈中存在电感，当被测电压的频率发生变化时，将引起线圈阻抗变化，使仪表的内阻发生变化而引起频率误差。为了减小这种误差，附加电阻R1两端并联接入频率补偿电容C。 图2 三量程的电压表的测量线路 由于电压表测量时的电流较小，所以电动系电压表的线圈匝数较多；但由于通过测量机构的电流不能太小，所以串联的附加电阻就不能太大，这就限制了电动系电压表内阻的提高，测量时仪表消耗的功率比较大。 电动系电压表中，定圈和动圈在线路图中分别如何表示（ ） A. 定圈用圆圈加一粗实线，动圈用圆圈加一细实线 B. 定圈用圆圈加一细实线，动圈用圆圈加一粗实线 C. 定圈用方块加一粗实线，动圈用方块加一细实线 D. 定圈用方块加一细实线，动圈用方块加一粗实线 【答案】A 【解析】为了区别电动系仪表中的定圈和动圈，在线路图中用圆圈加一粗实线表示定圈；用圆圈加一细实线表示动圈。 1. 电动系电压表测量机构中的定圈、动圈和附加电阻的连接方式是（ ） A. 并联 B. 串联 C. 混联 D. 以上都不对 【答案】B 【解析】与磁电系电压表的测量线路一样，电动系电压表是将测量机构中的定圈、动圈和附加电阻一起串联起来构成的。 2. 当附加电阻一定时，电动系电压表可动部分的偏转角α与（ ）成正比。 A. 电压 B. 电压的平方 C. 电流 D. 电流的平方 【答案】B 【解析】由α∝I1I2可知，电动系电压表可动部分的偏转角α与这个电压的平方成正比。 3. 电动系电压表一般都做成（ ）的便携式仪表。 A. 单量程 B. 双量程 C. 多量程 D. 固定量程 【答案】C 【解析】电动系电压表一般都做成多量程的便携式仪表，其量程的变换是通过改变附加电阻来实现的。 1. 电动系电压表量程的变换是通过改变（ ）来实现的。 A. 定圈匝数 B. 动圈匝数 C. 附加电阻 D. 电源电压 【答案】C 【解析】电动系电压表量程的变换是通过改变附加电阻来实现的。 2. 为了减小电动系电压表因被测电压频率变化引起的误差，附加电阻R1两端并联接入（ ）。 A. 电阻 B. 电容 C. 电感 D. 二极管 【答案】B 【解析】为了减小这种误差，附加电阻R1两端并联接入频率补偿电容C。 3. 电动系电压表测量时电流较小，所以其线圈匝数（ ）。 A. 较少 B. 较多 C. 与电流大小无关 D. 不确定 【答案】B 【解析】由于电压表测量时的电流较小，所以电动系电压表的线圈匝数较多。 · 电动系电压表构成：由电动系测量机构的定圈和动圈适当连接，并配以元件构成。定圈用圆圈加粗实线表示，动圈用圆圈加细实线表示。测量线路是将定圈、动圈和附加电阻串联，多做成多量程便携式仪表，量程变换靠改变附加电阻，还会并联频率补偿电容减小频率误差。 · 电动系电压表原理：附加电阻一定时，通过测量机构电流与仪表两端电压成正比，可动部分偏转角α与电压平方成正比，标度尺刻度呈平方规律。其内阻因附加电阻不能太大而难以提高，测量时电流不能太小，导致测量时仪表消耗功率较大。 · 电动系电压表频率误差处理：因线圈有电感，被测电压频率变化会引起线圈阻抗和仪表内阻变化，产生频率误差。通过在附加电阻R1两端并联频率补偿电容，利用电容容抗随频率变化特性与线圈电感感抗相互补偿，在一定频率范围保持仪表内阻稳定，减小测量误差。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$