第二章直流電流和直流電壓的測(cè)量§2-1磁電系測(cè)量結(jié)構(gòu)§2-2指針式直流電流表和電壓表§2-3數(shù)字式電壓基本表§2-4數(shù)字式直流電壓表與電流表1．掌握磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和工作原理。2．理解磁電系儀表的優(yōu)缺點(diǎn)。3．熟悉直流檢流計(jì)的結(jié)構(gòu)和使用注意事項(xiàng)。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-1磁電系測(cè)量結(jié)構(gòu)任何一種電工指示儀表都是由測(cè)量機(jī)構(gòu)和測(cè)量線路兩部分組成的，其中測(cè)量機(jī)構(gòu)是整個(gè)指示儀表的核心，只要在磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)上配合不同的測(cè)量線路，就能組成各種形式、各種量程的直流電流表和直流電壓表。一、磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)主要由固定的磁路系統(tǒng)和可動(dòng)的線圈組成，其結(jié)構(gòu)和原理如圖所示。1．固定部分固定的磁路系統(tǒng)主要包括永久磁鐵、極掌和圓柱形鐵芯，其作用是在極掌和鐵芯之間的氣隙中形成較強(qiáng)的均勻磁場(chǎng)。在磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)中，磁路系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)有外磁式、內(nèi)磁式和內(nèi)外磁式三種。2．可動(dòng)部分磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的可動(dòng)部分由繞在鋁框架上的線圈、線圈兩端的轉(zhuǎn)軸、與轉(zhuǎn)軸相連的指針、平衡錘以及游絲組成。整個(gè)可動(dòng)部分支撐在軸承上，線圈位于環(huán)形的氣隙中。為了提高儀表的靈敏度，線圈應(yīng)盡可能輕些，因此線圈所用導(dǎo)線通常都非常細(xì)，力學(xué)強(qiáng)度也很低，不易制作成型，安裝時(shí)要把它繞在鋁框架上。鋁框架不但起著支撐線圈的作用，還是產(chǎn)生阻尼力矩的裝置。鋁框架的兩端裝有固定轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸的另一端通過(guò)軸尖支撐于軸承中，轉(zhuǎn)軸上還裝有指針，當(dāng)線圈受力轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，以指示被測(cè)量的大小。二、磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理

磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)是根據(jù)通電線圈在磁場(chǎng)中受到電磁力作用發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原理而制成的。磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理三、磁電系儀表的特點(diǎn)四、直流檢流計(jì)直流檢流計(jì)是一種專門測(cè)量微小電流或電壓的高靈敏度儀表，主要在以直流電工作的電測(cè)儀器（如電位差計(jì)、電橋等）中作指零儀使用，有時(shí)也用于熱分析或在光電系統(tǒng)中測(cè)量微小電流。1．直流檢流計(jì)的結(jié)構(gòu)直流檢流計(jì)是磁電系儀表，它是根據(jù)載流線圈在磁場(chǎng)中受到力矩作用而偏轉(zhuǎn)的原理制成的。2．直流檢流計(jì)的使用注意事項(xiàng)（1）搬動(dòng)直流檢流計(jì)時(shí)必須輕拿輕放。（2）使用時(shí)，要將直流檢流計(jì)按正常工作位置放置。有水準(zhǔn)儀者，使用前要先調(diào)整為水平，沒(méi)有水準(zhǔn)儀則應(yīng)放置在水平位置上使用。（3）搬動(dòng)或使用完畢后，應(yīng)鎖好止動(dòng)器。若無(wú)止動(dòng)器，應(yīng)合上短接可動(dòng)線圈的開(kāi)關(guān)，或用導(dǎo)線將兩接線端子短接。（4）禁止用萬(wàn)用表或電橋直接測(cè)量直流檢流計(jì)的內(nèi)阻，以防過(guò)大的電流燒毀檢流計(jì)線圈。（5）直流檢流計(jì)應(yīng)放置在干燥、無(wú)塵、無(wú)振動(dòng)的場(chǎng)所中使用或保存。1．熟悉直流電流表和電壓表的組成。2．掌握分流電阻和分壓電阻的計(jì)算方法。3．掌握直流電流和電壓的測(cè)量方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-2指針式直流電流表與電壓表一、直流電流表目前使用的直流電流表和直流電壓表，絕大部分都是采用磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)配合適的測(cè)量線路組成的。1.?直流電流表的組成直流電流表的組成2.?分流電阻的計(jì)算（1）先計(jì)算電流量程擴(kuò)大倍數(shù)（2）計(jì)算分流電阻上式說(shuō)明，要使電流表量程擴(kuò)大n

倍，所并聯(lián)的分流電阻應(yīng)為測(cè)量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻的

倍。可見(jiàn)，對(duì)于同一測(cè)量機(jī)構(gòu)，只要配上不同的分流電阻，就能制成不同量程的直流電流表。3.?多量程直流電流表（1）開(kāi)路式分流電路（2）閉路式分流電路開(kāi)路式分流電路閉路式分流電路4．直流電流的測(cè)量方法測(cè)量直流電流應(yīng)使用直流電流表，直流電流表分為便攜式和安裝式兩種。實(shí)際使用中，根據(jù)測(cè)量方式的不同，直流電流的測(cè)量可分為臨時(shí)測(cè)量和長(zhǎng)期測(cè)量?jī)煞N。測(cè)量直流電流的方法如下：（1）斷開(kāi)電源，切斷被測(cè)電路，將直流電流表串聯(lián)接入被測(cè)電路中。在測(cè)量較大電流時(shí)，電流表應(yīng)串聯(lián)在被測(cè)電路中的低電位端。要特別注意，遵守電流從電流表的“+”端流入，“-”端流出的原則，避免因指針?lè)雌鴵p壞儀表。如果將電流表錯(cuò)接成并聯(lián)，會(huì)造成電路短路并燒毀電流表。（2）估計(jì)被測(cè)電流的大小，選擇合適的電流量程。如果不能估計(jì)被測(cè)電流的大小，應(yīng)先從最大量程開(kāi)始試測(cè)，然后根據(jù)指針的偏轉(zhuǎn)幅度，逐步減小至合適量程，即指針指在電流表滿刻度的后三分之一段。（3）接通電源，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，讀取測(cè)量結(jié)果。（4）測(cè)量完畢，要先切斷電源，將串聯(lián)的電流表脫離電路后，再恢復(fù)被測(cè)電路，最后合上電源開(kāi)關(guān)，使被測(cè)電路恢復(fù)正常運(yùn)行。二、直流電壓表

1.?直流電壓表的組成直流電壓表的組成2.?分壓電阻的計(jì)算（1）先計(jì)算磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)的額定電壓UC=ICRC。（2）計(jì)算電壓量程擴(kuò)大倍數(shù)（3）計(jì)算所需串聯(lián)的分壓電阻RV=（m-1）RC。上式說(shuō)明，要使電壓表量程擴(kuò)大m倍，需要串聯(lián)的分壓電阻是測(cè)量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻的（m-1）倍。3.?多量程直流電壓表多量程直流電壓表由磁電系測(cè)量機(jī)構(gòu)與不同阻值的分壓電阻串聯(lián)組成。通常采用如圖所示的共用式分壓電路。共用式分壓電路4．直流電壓的測(cè)量方法測(cè)量直流電壓應(yīng)使用直流電壓表，直流電壓表分為便攜式和安裝式兩種。和測(cè)量直流電流類似，直流電壓的測(cè)量也分為臨時(shí)測(cè)量和長(zhǎng)期測(cè)量?jī)煞N。測(cè)量直流電壓的方法如下：（1）斷開(kāi)電源，將電壓表并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，注意應(yīng)遵守電壓表“+”端接高電位端，“-”端接低電位端的原則，避免因指針?lè)雌鴵p壞儀表。如果將電壓表錯(cuò)接成串聯(lián)，則會(huì)因其內(nèi)阻過(guò)大，導(dǎo)致被測(cè)電路呈開(kāi)路狀態(tài)，電壓表也無(wú)法正常工作。（2）估計(jì)被測(cè)電壓的大小，選擇合適的電壓量程。如果不能估計(jì)被測(cè)電壓的大小，應(yīng)先從最大量程開(kāi)始試測(cè)，然后根據(jù)指針偏轉(zhuǎn)幅度，逐步減小至合適量程，即指針指在電壓表滿刻度的后三分之一段。（3）接通電源，觀察電壓表指針的偏轉(zhuǎn)情況，讀取測(cè)量結(jié)果。（4）測(cè)量完畢，要先切斷電源，將并聯(lián)的電壓表移除電路，然后合上電源開(kāi)關(guān)，使被測(cè)電路恢復(fù)正常運(yùn)行。1.?熟悉數(shù)字式電壓基本表的組成及各部分的作用。2.?理解CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器的作用和組成。3.?了解數(shù)碼顯示器的分類和用途。4.?掌握數(shù)字式儀表的特點(diǎn)。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-3數(shù)字式電壓基本表一、數(shù)字式電壓基本表的組成

數(shù)字式電壓基本表的任務(wù)是用模

/數(shù)轉(zhuǎn)換器把被測(cè)電量的電壓模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，并送入計(jì)數(shù)器中，再通過(guò)譯碼器變換成筆段碼（由于七段數(shù)碼顯示器是由a～g七個(gè)發(fā)光筆段組合起來(lái)構(gòu)成十進(jìn)制數(shù)，因此，要求譯碼器將輸入端的每一個(gè)四位二進(jìn)制代碼翻譯成顯示所要求的七段二進(jìn)制代碼，即所謂的“筆段碼”），最終驅(qū)動(dòng)顯示器顯示出相應(yīng)的數(shù)值。一般數(shù)字式電壓基本表的結(jié)構(gòu)框圖如圖所示，它主要包括模擬電路和數(shù)字電路兩大部分，其各部分的作用見(jiàn)表。數(shù)字式電壓基本表的結(jié)構(gòu)框圖數(shù)字式電壓基本表組成部分的作用二、CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器

為了對(duì)模擬量（如電壓）進(jìn)行數(shù)字化測(cè)量，必須將被測(cè)的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通常把完成這種轉(zhuǎn)換的裝置稱為模

/數(shù)轉(zhuǎn)換器，即A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器是數(shù)字式電壓基本表的核心。

CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器采用雙列直插式塑料或陶瓷封裝，共40個(gè)引腳，如圖所示。各引腳的功能如下：CC7106型A/D轉(zhuǎn)換器的引腳排列及外形圖三、數(shù)碼顯示器1.?發(fā)光二極管式顯示器2.?液晶顯示器液晶顯示器的內(nèi)部接線及外形圖數(shù)字式電壓表的液晶顯示器結(jié)構(gòu)四、典型的數(shù)字式電壓基本表位數(shù)字式電壓基本表的典型電路五、數(shù)字式儀表的特點(diǎn)數(shù)字式儀表的特點(diǎn)數(shù)字式儀表的特點(diǎn)1.?了解數(shù)字式直流電壓表和電流表的功能和選型。2.?掌握數(shù)字式直流電壓表和電流表接線的方法和規(guī)則。3.?熟悉數(shù)字式直流電壓表和電流表的顯示面板、參數(shù)設(shè)置及通信。學(xué)習(xí)目標(biāo)§2-4數(shù)字式直流電壓表與電流表

數(shù)字式儀表的原理較為復(fù)雜，各種型號(hào)、功能不同，原理也不盡相同。共同之處在于都是由電子元器件組成，都是將被測(cè)的模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量（A/D轉(zhuǎn)換），最終由數(shù)碼顯示器來(lái)顯示被測(cè)量的數(shù)值。一、數(shù)字式直流電壓表和電流表的功能

該系列數(shù)字式直流電壓表和電流表專為光伏系統(tǒng)、移動(dòng)電信基站、直流屏等電力監(jiān)控而設(shè)計(jì)，可以測(cè)量并顯示直流數(shù)值。數(shù)字式直流電壓表和電流表二、數(shù)字式直流儀表的型號(hào)說(shuō)明

1.數(shù)字式直流電壓表的型號(hào)說(shuō)明

2.?數(shù)字式直流電流表的型號(hào)說(shuō)明三、數(shù)字式直流儀表接線方式

1.?數(shù)字式直流電壓表接線方式數(shù)字式直流電壓表的接線端子數(shù)字式直流電壓表接線端子的參數(shù)含義

當(dāng)被測(cè)量的電壓值在儀表范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)字式直流電壓表可直接接入。如果被測(cè)量值超出范圍，則需通過(guò)電壓霍爾傳感器接入，如圖所示。數(shù)字式直流電壓表電壓輸入接線

2.?數(shù)字式直流電流表接線方式

數(shù)字式直流電流表的接線端子如圖所示。接線端子的參數(shù)含義見(jiàn)表。數(shù)字式直流電流表的接線端子數(shù)字式直流電流表接線端子的參數(shù)含義

當(dāng)被測(cè)量的電流值在儀表范圍內(nèi)時(shí)，數(shù)字式直流電流表可直接接入。如果被測(cè)量值超出范圍，則需通過(guò)分流器或穿孔式電流霍爾傳感器接入，如圖所示。數(shù)字式直流電流表電流輸入接線

3.?數(shù)字式直流儀表工作電源的接線方式數(shù)字式直流儀表工作電源接線圖四、數(shù)字式直流儀表顯示面板

數(shù)字式直流電壓表和電流表的顯