鐵路信號測量第一章

第一章電測量指示儀表一、電測量指示儀表分類1.按工作原理分類主要有磁電系、電磁系、電動系、感應(yīng)系儀表。2.按被測量的種類分類主要有電流表、電壓表、功率表、歐姆表、兆歐表、相位表、頻率表、法拉表、電度表以及多種用途的儀表,如萬用表等。3.按使用方式分類有安裝式和可攜式兩類。4.按被測電流的種類分類有直流儀表、交流儀表、交直流兩用儀表。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

2第一章電測量指示儀表二、電測量指示儀表的組成及工作原理1.儀表的組成電測量指示儀表的基本原理都是將被測電量變換為儀表活動部分的偏轉(zhuǎn)角位移。通常由測量機(jī)構(gòu)和測量線路兩部分組成。測量機(jī)構(gòu)是指示儀表的核心部分,分為活動部分和固定部分。主要作用是:產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩,驅(qū)使指針轉(zhuǎn)動;產(chǎn)生反作用力矩,使指針靜止在平衡位置,從而指示出被測量的數(shù)值。測量線路將被測量變換成為測量機(jī)構(gòu)可以直接測量的電量和磁量。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

3圖1-1電測量指示儀表組成方框圖第一章電測量指示儀表2.磁電系儀表磁電系儀表是利用永久磁鐵的磁場與載流線圈的相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩的原理制成的。(1)磁電系測量機(jī)構(gòu)磁電系儀表具有固定的永磁和活動的線圈。其固定部分包括永磁、磁軛、極掌,活動部分包括鐵芯、動圈、指示器、轉(zhuǎn)軸(或張絲、吊絲等)。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

4第一章電測量指示儀表磁電系儀表的磁路系統(tǒng)包括永磁、連接在永久磁鐵兩端的磁軛、磁軛兩端的半圓筒形極掌、兩極掌間空腔中固定于支架上的圓柱形鐵芯以及極掌與圓柱形鐵芯間的氣隙。動圈是在一個(gè)鋁框上用很細(xì)的絕緣銅線繞制而成的,其兩端各連接一個(gè)軸。軸尖支承在軸承上,可轉(zhuǎn)動,指針固定在軸上。反作用力矩由游絲產(chǎn)生。游絲還兼作將電流引入動圈的引線。為使儀表指針起始在“零”位置,通常有一個(gè)調(diào)零器。磁電系儀表設(shè)有專門的阻尼器,一般利用繞有動圈的鋁框架。

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5第一章電測量指示儀表第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

6圖1-3鋁框的阻尼作用第一章電測量指示儀表

(2)磁電系儀表的工作原理當(dāng)處在永磁的磁場中的動圈有電流流過的時(shí)候,電流與磁場相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩,使活動部分偏轉(zhuǎn);同時(shí)游絲或張絲因扭曲變形產(chǎn)生反作用力矩。當(dāng)反作用力矩增大到與轉(zhuǎn)動力矩相等時(shí),活動部分最終將停留在相應(yīng)位置,指針指示出被測量的數(shù)值。由于偏轉(zhuǎn)角與通過動圈的電流成正比,標(biāo)度尺上的刻度是均勻的。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

7第一章電測量指示儀表(3)磁電系電流表磁電系電流表是采用分流的方法來擴(kuò)大量限的。就是在測量機(jī)構(gòu)上并聯(lián)一個(gè)分流電阻RfL。

圖1-4電流表的分流若要將磁電系測量機(jī)構(gòu)的量限擴(kuò)大成n倍,所需分流電阻值RfL=[RC/(n-1)],為測量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻RC

的(n-1)分之一。如果采用大小不同的分流電阻,就可以制成多量限的電流表。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

8第一章電測量指示儀表由于分流電阻發(fā)熱嚴(yán)重,將影響測量機(jī)構(gòu)的正常工作,而且體積也較大,一般將分流電阻做成單獨(dú)的裝置,稱為外附分流器。它有兩對接線端鈕,粗的一對叫“電流接頭”,串聯(lián)于被測電路中;細(xì)的一對叫“電位接頭”,磁電系測量機(jī)構(gòu)和它并聯(lián)。分流器上一般標(biāo)注“額定電流”和“額定電壓”值。

圖1-5外附分流器第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

9第一章電測量指示儀表(4)磁電系電壓表

圖1-6電壓表的附加電阻為了測量較高的電壓,又不使測量機(jī)構(gòu)中超過所允許的電流值,可在測量機(jī)構(gòu)上串聯(lián)附加電阻Rfj的辦法來達(dá)到。將磁電系測量機(jī)構(gòu)的量限擴(kuò)大成m倍的電壓表時(shí),要串聯(lián)附加電阻Rfj=(m-1)RC,即為測量機(jī)構(gòu)內(nèi)阻的(m-1)倍。串聯(lián)不同的附加電阻,磁電系電壓表就可以制成多量限的。對于電壓表,每伏電壓所對應(yīng)的內(nèi)阻的大小,稱為電壓靈敏度，其單位為“Ω/V”。它主要由測量機(jī)構(gòu)的滿標(biāo)度電流決定。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

10第一章電測量指示儀表3.電磁系儀表電磁系儀表是交、直流兩用儀表,是利用可動鐵片與通過電流的固定線圈之間的作用而制成的。電磁式儀表的偏轉(zhuǎn)角α與交流電流的有效值I的平方成正比,它的刻度是不均勻的。4.電動系儀表用通有電流的線圈代替磁電系儀表的永磁,便構(gòu)成電動系儀表。電動系儀表用于交流電測量時(shí),轉(zhuǎn)動力矩隨電流的變化而變化,偏轉(zhuǎn)角α的大小決定于瞬時(shí)轉(zhuǎn)動力矩在一個(gè)周期內(nèi)的平均值。5.感應(yīng)系儀表感應(yīng)系儀表的轉(zhuǎn)動力矩由一個(gè)或幾個(gè)固定線圈的磁通與該磁通在活動部分中感應(yīng)出的電流相互作用而產(chǎn)生。只能用于測量交流電。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

11第一章電測量指示儀表三、電測量指示儀表的誤差及準(zhǔn)確度誤差說明儀表的指示值和被測量的實(shí)際值之間的差異。準(zhǔn)確度說明儀表指示值與被測量的實(shí)際值相符合的程度。誤差越小,準(zhǔn)確度就越高。1.儀表誤差的分類根據(jù)引起誤差的原因,分為基本誤差和附加誤差。(1)基本誤差指儀表在規(guī)定的正常工作條件下進(jìn)行測量時(shí)所具有的誤差,它是儀表本身所固有的,是由于結(jié)構(gòu)和制作上的不完善而產(chǎn)生的。(2)附加誤差當(dāng)儀表不是在正常條件下工作時(shí),儀表的讀數(shù)與被測量實(shí)際值之間就產(chǎn)生了某些差異。①溫度誤差②外磁場誤差響③頻率誤差④工作位置不正確誤差第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

12第一章電測量指示儀表2.誤差的表示方式(1)絕對誤差測量值A(chǔ)x與被測量的實(shí)際值A(chǔ)0之間的差值稱為絕對誤差Δ。Δ=Ax-A0

(2)相對誤差相對誤差是絕對誤差Δ與被測量的實(shí)際值A(chǔ)0之間的比值,它通常用百分?jǐn)?shù)β來表示,即:

(3)引用誤差引用誤差βm是儀表的絕對誤差Δ與其測量上限Am之比的百分?jǐn)?shù),即:

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13第一章電測量指示儀表3.儀表準(zhǔn)確度準(zhǔn)確度等級是當(dāng)儀表在規(guī)定工作條件時(shí),在它的標(biāo)度尺的工作部分的全部分度線上出現(xiàn)的最大引用誤差βm的百分?jǐn)?shù)值。以K表示儀表的準(zhǔn)確度等級,則有

對于歐姆表和萬用表的歐姆擋,因?yàn)樗鼈兊纳狭肯逓椤?不便計(jì)算,以標(biāo)度尺的長度百分?jǐn)?shù)來表示。又因?yàn)樗鼈兊臉?biāo)度尺是非線性的,也可用指示值的百分?jǐn)?shù)來表示。儀表的準(zhǔn)確度越高,基本誤差越小。根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,目前我國生產(chǎn)的電測量指示儀表的準(zhǔn)確度分為七級,即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0級。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

14第一章電測量指示儀表4.應(yīng)用儀表準(zhǔn)確度估計(jì)測量誤差若儀表的準(zhǔn)確度等級為K,則儀表在規(guī)定條件下進(jìn)行測量時(shí),測量結(jié)果中可能出現(xiàn)的最大絕對誤差為Δm=±K%·Am。那么用該儀表測量時(shí),若得到的讀數(shù)為A′x,則測量結(jié)果可能出現(xiàn)的最大相對誤差為:

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15第一章電測量指示儀表四、儀表的靈敏度和儀表常數(shù)在測量過程中,如果被測量變化一個(gè)很小的ΔX值,引起測量儀表活動部分偏轉(zhuǎn)角改變Δα,則Δα與ΔX的比值稱為該儀表的靈敏度,用符號s表示,即s=Δα/ΔX。靈敏度的倒數(shù)稱為儀表常數(shù),用C表示,即C=1/s。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

16第一章電測量指示儀表五、電測量指示儀表的表面標(biāo)記表面標(biāo)記表示了儀表的基本技術(shù)特性。表1-2儀表工作原理的符號第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

17第一章電測量指示儀表表1-3電流種類的符號表1-4準(zhǔn)確度等級的符號第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

18第一章電測量指示儀表六、電測量指示儀表的合理選擇和正確使用1.合理選擇儀表

(1)儀表類型的選擇

(2)儀表準(zhǔn)確度等級的選擇

(3)儀表量限的選擇

(4)儀表內(nèi)阻的選擇2.儀表的正確使用在使用電測量指示儀表時(shí),首先必須使儀表工作在正常條件。第一節(jié)電測量指示儀表的一般知識Page

19第一章電測量指示儀表萬用表一般具有測量交直流電流、交直流電壓、音頻電平、電阻的功能。萬用表是由共用測量機(jī)構(gòu)(亦稱表頭)的直流電流表、電壓表、交流電流表、電壓表及歐姆表組合而成的。一、萬用表的交流電壓擋和交流電流擋為了測量交流電量,必須在表頭上配上整流電路,把交流電轉(zhuǎn)變成直流電。表頭活動部分的偏轉(zhuǎn)角α正比于流過表頭的整流電流的平均值Ip。在實(shí)際應(yīng)用中交流電壓或電流通常用有效值來表征,是按正弦情況下交流電的有效值來刻度的。有效值與平均值之比稱為波形因數(shù)。對于正弦交流電而言,全波整流時(shí)I/IP全=1.11，半波整流時(shí)I/IP半=2.22。加有整流電路的磁電系測量機(jī)構(gòu)裝上適當(dāng)?shù)姆至麟娮?就構(gòu)成了交流電流表。第二節(jié)萬用表Page

20第一章電測量指示儀表二、歐姆表及萬用表的歐姆擋1.歐姆表測量電阻的原理歐姆表測量電阻的原理電路如圖1-7所示,電源為干電池，端電壓為U,電源與表頭及固定電阻R相串聯(lián),從a、b兩個(gè)端鈕間可接入被測電阻RX。接入RX后,工作電流I為I=U/(RC+R+RX)

圖1-7歐姆表測量電阻的原理電路第二節(jié)萬用表Page

21第一章電測量指示儀表(1)當(dāng)電源電壓U保持不變時(shí),指針的偏轉(zhuǎn)角大小與被測電阻的大小是對應(yīng)的。如果表頭的標(biāo)度尺預(yù)先按電阻刻度,就可以直接用來測量電阻。(2)指針在滿標(biāo)度和零位間變化,標(biāo)度尺為反向刻度。

圖1-8歐姆表的標(biāo)度尺第二節(jié)萬用表Page

22第一章電測量指示儀表2.零歐姆調(diào)整器為了消除干電池內(nèi)阻的增值帶來的誤差,在表頭的兩端并聯(lián)一個(gè)可調(diào)電阻R0。R0為零歐姆調(diào)整器。

圖1-9零歐姆調(diào)整器實(shí)際的用得較多的是分壓式零歐姆調(diào)整器,調(diào)節(jié)R0不僅改變分流支路的參數(shù),而且改變表頭支路的參數(shù),調(diào)整效果更佳。

圖1-10分壓式零歐姆調(diào)整器為了減少因電池電壓變化帶來的測量誤差,每次測量前均必須進(jìn)行零歐姆調(diào)整。第二節(jié)萬用表Page

23第一章電測量指示儀表3.歐姆中心的意義當(dāng)RX等于歐姆表的總內(nèi)阻（R′+RC′）時(shí)，測量回路的工作電流I將下降一半,這時(shí)指針位于滿標(biāo)度偏轉(zhuǎn)的二分之一處,即指在標(biāo)度尺的中心。該中心刻度值稱之為歐姆中心。歐姆表的歐姆中心就是標(biāo)度尺的中心刻度值,等于歐姆表的總內(nèi)阻值。通過歐姆中心值,可以知道歐姆表測量電阻的范圍。第二節(jié)萬用表Page

24第一章電測量指示儀表4.測量電阻倍率擋的擴(kuò)大為了擴(kuò)大歐姆表測量電阻倍率,通常采用提高測量電路靈敏度的方法,即在不提高測量電壓U的情況下,改變測量電路的分流電阻值,使表頭支路的電流I0之變化范圍不因歐姆中心值的增大而縮小。

圖1-11多量限歐姆表第二節(jié)萬用表Page

25第一章電測量指示儀表5.萬用表的歐姆擋

(1)MF-30型萬用表的歐姆擋它是以最低直流電流擋為基礎(chǔ)外加分流電阻和測量電源構(gòu)成的。（2)MF-14型萬用表的歐姆擋用在分流支路中選用不同的抽頭點(diǎn)來改變倍率。圖1-12MF-30型萬用表的歐姆擋原理電路圖圖1-13MF-14型萬用表的直流電阻擋原理電路圖第二節(jié)萬用表Page

26第一章電測量指示儀表三、萬用表的正確使用1.測量類型選擇2.量限選擇3.測量連接4.歐姆擋的正確使用使用萬用表歐姆擋測量電阻時(shí)必須注意下列各點(diǎn):(1)選擇適當(dāng)?shù)谋堵?盡量使指針指示在接近歐姆中心的刻度部分。(2)測量前應(yīng)先“調(diào)零”。(3)不能帶電測量電阻。(4)被測電阻不能有并聯(lián)支路。(5)零歐姆調(diào)整要迅速,不調(diào)零時(shí)要注意不要讓測試棒短接。5.正確讀數(shù)6.注意操作安全(1)測量時(shí)手不要與表筆金屬部分接觸。(2)測大電流、高電壓時(shí),不要帶電轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換開關(guān)。(3)測量直流電壓疊加交流信號時(shí),應(yīng)考慮儀表轉(zhuǎn)換開關(guān)的最高耐壓值。(4)使用萬用表后,一般應(yīng)將轉(zhuǎn)換開關(guān)旋至交流電壓最高擋。第二節(jié)萬用表Page

27第一章電測量指示儀表使用鉗形電流表對被測電路進(jìn)行電流測量時(shí),就可在不切斷電路的情況下進(jìn)行。一、鉗形電流表的組成主要由電流互感器、磁電系電流表、量程轉(zhuǎn)換開關(guān)及測量電路組成。

圖1-14鉗形電流表結(jié)構(gòu)第三節(jié)鉗形電流表Page

28第一章電測量指示儀表鉗形電流表的測量電路如圖1-15所示。TA為電流互感器,R1為取樣電阻,S為量程轉(zhuǎn)換開關(guān)。當(dāng)S在某一量程時(shí),電流互感器的Ⅱ次繞組感應(yīng)的電壓直接進(jìn)入整流電路,由磁電系表頭指示出Ⅰ次電流。

圖1-15鉗形電流表的測量電路第三節(jié)鉗形電流表Page

29第一章電測量指示儀表二、鉗形電流表的技術(shù)特性鉗形電流表可很方便地測得被測導(dǎo)線的電流。但它的測量準(zhǔn)確度不高,常用于對測量要求不高的場合。其技術(shù)特性主要是電流的測量范圍及準(zhǔn)確度等級；由于鉗形電流表多用于帶電測量,故對其絕緣耐壓水平有一定的要求。第三節(jié)鉗形電流表Page

30第一章電測量指示儀表三、鉗形電流表的使用1.應(yīng)根據(jù)被測電路的電流大小,選擇相應(yīng)的測量量程。2.應(yīng)對應(yīng)選擇量程開關(guān)所置量程的標(biāo)度尺。3.所選的量程應(yīng)能使指針指示在表盤的1/2～2/3區(qū)域上,這可使測量的誤差最小。4.當(dāng)被測量頻率較低或正弦波有較大失真時(shí),誤差會很大。5.嚴(yán)禁用于380V以上電路的電流測量。6.測量完畢,應(yīng)將量程開關(guān)置于最高測量量程。第三節(jié)鉗形電流表Page

31第一章電測量指示儀表兆歐表（搖表）也是便攜式儀表。它的標(biāo)度尺單位是兆歐,即“MΩ”。為了得到較高的測量電壓,一般由手搖發(fā)電機(jī)提供測量電源。表頭則采用比率表結(jié)構(gòu),即其反作用力矩是由電磁力產(chǎn)生的。普遍使用磁電系機(jī)構(gòu)的兆歐表,即通常所說的“搖表”。一、兆歐表的基本結(jié)構(gòu)和測量原理1.磁電系兆歐表的基本結(jié)構(gòu)磁電系兆歐表由磁電系比率表和手搖直流發(fā)電機(jī)組成。手搖直流發(fā)電機(jī)滿足輸出電壓較高,攜帶方便、使用較安全的測量電源的要求。兆歐表采用的是磁電系比率表。第四節(jié)兆歐表Page

32第一章電測量指示儀表圖1-16兆歐表的結(jié)構(gòu)兆歐表沒有游絲,有兩個(gè)動圈,且動圈鐵芯有缺口,使磁通分布不均勻。它的指針偏轉(zhuǎn)角僅取決于兩個(gè)動圈中電流的比值,而與測量電壓的大小無關(guān)。第三節(jié)鉗形電流表Page

33第一章電測量指示儀表2.磁電系兆歐表的測量原理

圖1-17兆歐表的測量原理兆歐表的原理電路中一個(gè)圓上加有互相垂直且同水平成45°角的兩條細(xì)實(shí)線,表示電壓線圈動圈1和動圈2,虛線框內(nèi)是兆歐表的內(nèi)部電路,被測電阻Rj接在兆歐表的“線路”和“地線”端鈕間。動圈1和動圈2分處兩個(gè)不同的串聯(lián)支路中,動圈1、內(nèi)附電阻RC和被測電阻Rj相串聯(lián)構(gòu)成一條支路;動圈2同內(nèi)附電阻RU相串聯(lián)構(gòu)成另一條支路,兩條支路并在手搖發(fā)電機(jī)兩端。動圈1所在支路的電流I1與被測Rj有關(guān)，當(dāng)測量電路確定后兩動圈中電流之比值僅取決于Rj，而同測量電壓無關(guān)。偏轉(zhuǎn)角是動圈中電流比值的函數(shù),即可測量Rj。第三節(jié)鉗形電流表Page

34第一章電測量指示儀表二、正確使用兆歐表

1．兆歐表的選擇主要是選擇其測量電壓和測量范圍。

2．測量前準(zhǔn)備(1)測量前必須切斷被測設(shè)備電源，并接地短路放電。(2)有可能感應(yīng)出高電壓的設(shè)備，在可能性未消除前，不可進(jìn)行測量。

(3)被測物表面應(yīng)擦干凈。

3．兆歐表使用前的準(zhǔn)備

(1)位置選擇①應(yīng)放在平穩(wěn)的位置。②放置地點(diǎn)應(yīng)注意遠(yuǎn)離大電流的導(dǎo)體和有外磁場的場合。

(2)測量前對兆歐表本身的檢查①被測物接上前，搖動發(fā)電機(jī)手柄到規(guī)定轉(zhuǎn)速，指針應(yīng)指示在“∞”位置。②短接“線路”、“接地”兩接線端鈕，緩慢轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)手柄看指針是否指在“0”位。第三節(jié)鉗形電流表Page

35第一章電測量指示儀表4.接線

(1)接線柱識別測量時(shí)“線”接線柱接被測物同大地絕緣的導(dǎo)體部分；“地”接線柱接被測物外殼或其他導(dǎo)體部分。測量時(shí)“保護(hù)”接線柱與被測物上保護(hù)遮蔽環(huán)或其他不需測量的部分相接。

(2)被測物表面影響很顯著而又不易去除時(shí)，須接“保護(hù)”線。(3)應(yīng)該正確地分別將“線”接線柱及“地”接線柱用單根導(dǎo)線與被測物相連。5.測量(1)轉(zhuǎn)動手搖發(fā)電機(jī),使轉(zhuǎn)速維持在規(guī)定范圍內(nèi)。(2)一般采用1min以后的讀數(shù)為準(zhǔn)。(3)必要時(shí)應(yīng)記錄對測量有影響的其他條件。(4)拆線第三節(jié)鉗形電流表Page

36第一章電測量指示儀表三、電動式兆歐表為消除手搖發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速不均所引起的電壓波動和減輕勞動強(qiáng)度,電動式兆歐表不用手搖發(fā)電機(jī),而由220V工頻交流電經(jīng)變壓器升壓后再整流得到直流電源。

第三節(jié)鉗形電流表Page

37第一章電測量指示儀表功率表（瓦特表）多采用電動系測量機(jī)構(gòu),有單相功率表和三相功率表之分。一、D51型功率表的基本結(jié)構(gòu)和測量原理1.基本結(jié)構(gòu)D51型功率表采用的是電動系測量機(jī)構(gòu),它有兩個(gè)線圈:固定線圈(定圈)和活動線圈(動圈)。定圈又分成兩部分,彼此平行排列,以使兩線圈之間的磁場較均勻。

圖1-20電動系儀表的基本結(jié)構(gòu)第五節(jié)功率表Page

38第一章電測量指示儀表當(dāng)定圈通以電流時(shí),定圈周圍就建立了磁場。在動圈中通以電流時(shí),則將在定圈磁場中受到電磁力的作用而產(chǎn)生轉(zhuǎn)動力矩,使儀表活動部分發(fā)生偏轉(zhuǎn),直到轉(zhuǎn)動力矩與游絲所產(chǎn)生的反作用力矩相互平衡時(shí)才停止,指針即指示被測電量數(shù)值。動圈所受到的轉(zhuǎn)動力矩的方向不會改變,因此電動系儀表適用于交流電的測量。第五節(jié)功率表Page

39第一章電測量指示儀表2.測量原理定圈用作電流線圈。動圈用作電壓線圈。在直流和交流電路中功率的表達(dá)式分別為P=IU和P=IUcosφ,它必須反映電壓和電流的乘積。單相功率表無論是用于測量直流電還是用于測量交流電,其指針的偏轉(zhuǎn)角的大小,都取決于被測功率的大小,而與其他電量無關(guān)。第五節(jié)功率表Page

40第一章電測量指示儀表3.多量限功率表功率表擴(kuò)大量限是通過擴(kuò)大電流線圈、電壓線圈量限來實(shí)現(xiàn)的。D51型功率表有兩個(gè)電流量限,四個(gè)電壓量限。

圖1-22多量限功率表電路電流量限的轉(zhuǎn)換靠兩個(gè)完全相同的電流線圈的串、并聯(lián)變換來實(shí)現(xiàn)。功率表電壓量限的變換是靠電壓線圈串聯(lián)不同的附加電阻實(shí)現(xiàn)的。第五節(jié)功率表Page

41第一章電測量指示儀表二、功率表的使用方法1.功率表的接線在電流端和電壓端標(biāo)有“*”、“±”或“↑”等特殊標(biāo)記。

(1)標(biāo)有“*”號的電流端鈕必須接至電源的一端,而另一電流端鈕則接至負(fù)載端。

(2)標(biāo)有“*”號的電壓端鈕,應(yīng)接至電流端鈕的任一端,而另一個(gè)電壓端則跨接到負(fù)載的另一端。2．接線方式選擇圖1-23所示功率表有兩種接線方式，為減小測量誤差，需對這兩種方式進(jìn)行選擇。

圖1-23功率表的接線方式第五節(jié)功率表Page

42第一章電測量指示儀表(1)對電壓支路并聯(lián)在電源端的接線方式，如圖1-23(b)所示。這種接線方式適合于負(fù)載電阻較大的場合。在變壓器和電動機(jī)空載試驗(yàn)時(shí)，因負(fù)載等效阻抗較大，故多采用該方式。(2)對電壓支路并聯(lián)在負(fù)載端的接線方式，如圖1-23(c)所示。該接法適合于負(fù)載電阻較小的場合。在變壓器和電動機(jī)短路試驗(yàn)時(shí)，因負(fù)載等效電阻很小，故多采用此方式。如果被測功率很大，無需考慮功率表的功耗，或被測功率很小，需要對功率表的功耗在測量結(jié)果中進(jìn)行校正時(shí)，兩種接線方式可任選。一般情況下，則應(yīng)根據(jù)負(fù)載電阻大小和功率表的參數(shù)按上述原則對接線方式予以考慮，以減少測量誤差。第五節(jié)功率表Page

43第一章電測量指示儀表3．量程選擇要正確選擇功率表的電流量限和電壓量限，務(wù)必使電流量限大于負(fù)載電流，電壓量限高于負(fù)載電壓。只注意測量功率量限是否夠，而忽視電壓；電流量限是否和負(fù)載電壓、電流相適應(yīng)，則是錯(cuò)誤的。4．功率表的正確讀數(shù)功率表大都是多量限的，標(biāo)度尺上只有分格數(shù)沒有功率數(shù)。也即選用的功率量限不同，標(biāo)尺上每格所代表的功率數(shù)是不同的。功率表每格所代表的瓦特?cái)?shù)稱為相應(yīng)擋功率表的分格常數(shù)，常用“C”表示。知道了分格常數(shù)，就可計(jì)算出被測功率值。第五節(jié)功率表Page

44謝謝！

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45鐵路信號測量第二章

第二章較量儀器直流電橋主要用于測量電阻及相應(yīng)的一些電量。單臂電橋適合于測中值電阻(1～10Ω)，雙臂電橋適合于測低值電阻(1Ω以下)。一、直流單臂電橋

1．惠斯登電橋直流單臂電橋亦稱惠斯登電橋。四個(gè)電阻所在支路稱為電橋的四個(gè)橋臂,當(dāng)滿足相對橋臂電阻之積相等的條件時(shí),電橋進(jìn)入平衡狀態(tài)。在已知三橋臂電阻的情況下,可確定另一橋臂電阻值。假定RX處第一橋臂,則可得RX的測量值為RX=R4

R2/R3。

圖2-1惠斯登電橋原理電路第一節(jié)直流電橋Page

47第二章較量儀器2.QJ23型直流單臂電橋作為實(shí)用測量橋路,考慮了使用方便、測量安全,有條件時(shí)能提高測量靈敏度等問題。為了讀數(shù)調(diào)節(jié)方便,比率臂二、三做成了七擋固定比值形式，比較臂四則有四個(gè)變化范圍。測量結(jié)果為R4同R2/R3的乘積,是十進(jìn)制數(shù)浮點(diǎn)表示形式,后者確定小數(shù)點(diǎn)位置,前者確定數(shù)值。檢流計(jì)支路、電源支路中都接有帶鎖扣的自復(fù)式開關(guān)。需要時(shí)進(jìn)一步提高測量靈敏度,該電橋可外接測量電源和檢流計(jì)。圖2-2QJ23型直流單臂電橋電路原理圖第一節(jié)直流電橋Page

48第二章較量儀器注意下列各點(diǎn):(1)根據(jù)被測電阻值的大致范圍和對測量準(zhǔn)確度的要求,選擇合適的電橋。(2)需外接檢流計(jì)時(shí),檢流計(jì)的靈敏度應(yīng)選擇得適當(dāng)。(3)若需外接電源,則應(yīng)根據(jù)說明書的要求選擇電源電壓。(4)測量被測電阻前,應(yīng)根據(jù)其估計(jì)值,或萬用表粗測值,恰當(dāng)?shù)剡x擇比率臂的比率值。(5)接線時(shí),應(yīng)注意檢流計(jì)及電源極性。(6)測量時(shí),先將電源支路開關(guān)按下并鎖住。(7)測量完畢應(yīng)先斷開檢流計(jì),再斷開電源,最后斷開被測元件。

圖2-3QJ23型直流單臂電橋面板布置圖第一節(jié)直流電橋Page

49第二章較量儀器二、直流雙臂電橋1.開爾文電橋原理電路直流雙臂電橋簡稱雙電橋,又稱開爾文電橋。最大的特點(diǎn)是,被測電阻RX和作為比較臂的標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn均有四個(gè)端鈕。Cn1、Cn2和Cx1、Cx2分別稱為Rn和Rx的“電流端鈕”,Pn1、Pn2和Px1、Px2分別稱為它們的“電位端鈕”。

圖2-3開爾文電橋原理電路接線時(shí)必須，電位端鈕緊靠電阻,電流端鈕在電位端鈕外側(cè)。接觸電阻和接線電阻被轉(zhuǎn)移到其他支路之中,為消除或減小其對測量結(jié)果的影響創(chuàng)造了條件。RX的阻值只取決于R2和R1的比值及比較臂標(biāo)準(zhǔn)電阻兄的阻值。第一節(jié)直流電橋Page

50第二章較量儀器2．QJl03型直流雙電橋

圖2—5QJl03型直流雙電橋原理電路圖

圖2—6QJl03型直流雙電橋面板第一節(jié)直流電橋Page

51第二章較量儀器為了盡量使R3／R1和R4／R2相等，把R2／R1和R4／R3做成同步相等的固定比值形式，比值分五擋。面板左下方有相應(yīng)的旋鈕。比較臂是平滑可調(diào)的標(biāo)準(zhǔn)電阻。面板右方有可旋動的刻度盤。面板左上方有四個(gè)測量接線端，檢流計(jì)表頭右下方有檢流計(jì)和電源接入按鈕。左上方有外接測量電源接線端鈕等，可外接測量電源。電橋平衡時(shí)，被測電阻為比率臂旋鈕指示值與比較臂指示值之積。第一節(jié)直流電橋Page

52第二章較量儀器3．直流雙臂電橋的使用注意事項(xiàng)

(1)被測電阻需引出四個(gè)端鈕，必須遵守電位端鈕緊靠被測電阻，電流端鈕在電位端鈕外側(cè)的規(guī)定。連接線應(yīng)選用短而粗導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)線；接線處應(yīng)接觸緊密。(2)在調(diào)節(jié)或選用標(biāo)準(zhǔn)電阻時(shí)，最好選擇在0．1

RX～10RX間。(3)最好能針對不同的被測電阻調(diào)整電源電壓，以得到與被測電阻相適應(yīng)的測量靈敏度。第一節(jié)直流電橋Page

53第二章較量儀器交流電橋采用交流測量電源。可分為阻抗比電橋和變壓器電橋兩大類。通常把阻抗比電橋稱為交流電橋。

一、交流電橋概述

1.交流電橋的原理電路交流電橋的原理電路的結(jié)構(gòu)與直流電橋相仿。電源改用交流電源，檢流計(jì)改用交流指零儀。仍由四個(gè)橋臂支路構(gòu)成。橋臂構(gòu)成不再局限于純阻元件，而可以是電感元件、電容元件。

圖2—7交流電橋的原理電路第二節(jié)交流電橋Page

54第二章較量儀器電橋平衡時(shí),

已知其他橋臂的阻抗值，就可以求得被測阻抗值。2．交流電橋平衡條件分析交流電橋平衡，不僅相對橋臂阻抗模的積要相等，而且還要滿足幅角條件，即相對橋臂阻抗的幅角和相等。(1)交流電橋的橋臂阻抗性質(zhì)必須按一定方式配置(2)交流電橋平衡調(diào)節(jié)較直流電橋困難第二節(jié)交流電橋Page

55第二章較量儀器二、電容電橋

電容電橋適合測量電容器的電容量及其損耗角。1．被測電容器的等效電路實(shí)際電容器存在能耗即所謂介質(zhì)損耗。所以流過電容器的電流與它兩端產(chǎn)生的電壓的相位差并非90°，而是比90°要小一個(gè)δ角，該角稱為電容器介質(zhì)的損耗角。為如實(shí)反映此特性，常把電容器看成是一個(gè)電阻同一個(gè)理想電容的串聯(lián)，或是一個(gè)電阻同一個(gè)理想電容的并聯(lián)，即所謂電容器的串聯(lián)等效電路和并聯(lián)等效電路。

圖2-8實(shí)際電容器的串聯(lián)等效電路圖圖2-9實(shí)際電容器的并聯(lián)等效電路用上述兩種等效電路同時(shí)描述一個(gè)電容器時(shí)，反映電容損耗的電阻是不可能相等的。為方便起見，通常用電容器的損耗角δ的正切tanδ來表示電容的介質(zhì)損耗特性，并用符號D表示，稱為損耗因數(shù)。第二節(jié)交流電橋Page

56第二章較量儀器2．測量低損耗電容的電容電橋適合于測量低損耗電容的電容電橋稱為維納電橋。特點(diǎn)是，一組相鄰橋臂(橋臂二、三)采用純電阻元件，被測電容采用串聯(lián)模式(橋臂一)，標(biāo)準(zhǔn)電測量具采用標(biāo)準(zhǔn)電容，與一標(biāo)準(zhǔn)可變電阻以串聯(lián)的形式出現(xiàn)(橋臂四)。反復(fù)調(diào)節(jié)Rn和R2、R3的比率可使電橋進(jìn)入平衡狀態(tài)。平衡調(diào)節(jié)至少需調(diào)節(jié)兩個(gè)參數(shù)，若能改變Cn、Rn，可單獨(dú)調(diào)節(jié)，使兩平衡條件成立互不影響。但Cn一般做成固定的，因而必須通過調(diào)節(jié)R2、R3比值，來實(shí)現(xiàn)平衡，這使平衡調(diào)節(jié)變得較困難，需反復(fù)調(diào)節(jié)Rn及R2和R3等參數(shù)才能達(dá)到。第二節(jié)交流電橋Page

57第二章較量儀器電橋平衡后，可經(jīng)算得Cx、Rx、D。

圖2—10維納電橋原理圖3．測量高損耗電容的電容電橋被測電容損耗較大時(shí)，需采用圖2—11所示電路來測量。它的標(biāo)準(zhǔn)電容Cn與可變標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn以并聯(lián)的形式出現(xiàn)，相應(yīng)地若用并聯(lián)等效電路表示被測電容。

圖2—11測量高損耗電容的電容電橋電路第二節(jié)交流電橋Page

58第二章較量儀器三、電感電橋

電感電橋是用于測量電感元件的交流電橋。實(shí)際的電感電橋一般將標(biāo)準(zhǔn)電容器安置在與被測電感相對的橋臂中。實(shí)際電感元件也具有損耗，除了具有感抗ωL外，還具有電阻R。一般用品質(zhì)因數(shù)Q來衡量實(shí)際電感元件的性能。1.測量高Q值電感的電感電橋測量高Q值電感的電感電橋稱海氏電橋，其原理電路如圖2—12所示。它的特點(diǎn)是標(biāo)準(zhǔn)電容Cn同可變標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn串聯(lián)形式出現(xiàn)在與測量橋臂相對的橋臂中。

第二節(jié)交流電橋Page

59第二章較量儀器圖2—12海氏電橋電路原理圖海氏電橋的平衡同頻率有關(guān)，因此使用該橋路測量時(shí)若外接測量電源，需注意所用電源頻率及其波形是否符合要求。Q值越低，則要求Cn越大，然而標(biāo)準(zhǔn)電容的值不可能做得很大。若靠提高Rn來彌補(bǔ)，又將影響電橋的靈敏度。因此海氏電橋只適合于測量Q值較高的電感元件。第二節(jié)交流電橋Page

60第二章較量儀器2．測量低Q值電感的電橋圖2—13所示橋路為測量低Q值電感的電感電橋。該電橋又稱馬克士威電橋。它與海氏電橋的不同之處是，標(biāo)準(zhǔn)電容Cn同可變標(biāo)準(zhǔn)電阻Rn以并聯(lián)方式接在測量橋臂相對的橋臂中。同其他電橋一樣，通過平衡時(shí)橋臂間的關(guān)系可求得測量結(jié)果的。

圖2—13馬克士威電橋電路原理圖第二節(jié)交流電橋Page

61第二章較量儀器一、接地的概念為了避免雷電造成危害，信號設(shè)備需安裝接地線。組合柜、控制臺外殼、電源屏外殼、電源變電器次級等均需作接地處理。接地是把具有一定尺寸的金屬導(dǎo)體埋進(jìn)大地中，再用導(dǎo)線把它與需接地的設(shè)備相連，從而構(gòu)成設(shè)備與大地間的電氣連接。埋在大地中的金屬導(dǎo)體稱為接地體，而連接接地體和設(shè)備的導(dǎo)線稱為接地導(dǎo)線，兩者統(tǒng)稱接地設(shè)備。衡量接地設(shè)備接地優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)是其接地電阻值。接地設(shè)備的接地電阻包括散流電阻和接地設(shè)備本身所具有的電阻。第三節(jié)接地電阻測量儀Page

62第二章較量儀器二、ZC-8型接地電阻測量儀的組成

接地電阻測量儀主要由手搖交流發(fā)電機(jī)、電流互感器、滑線電阻器、相敏整流器、量程轉(zhuǎn)換開關(guān)及檢流計(jì)組成。是一種便攜式儀表。根據(jù)其測量端鈕個(gè)數(shù)的不同有三端鈕、四端鈕之分。四端鈕儀表還可以測量土壤的電第三節(jié)接地電阻測量儀Page

63第二章較量儀器

圖2—14

ZC-8型接地電阻測量儀電路原理圖

CT是電流互感器，W是量程選擇開關(guān)，Rs為滑線變阻器，F(xiàn)為交流發(fā)電機(jī)。手搖發(fā)電機(jī)輸出的電流I1經(jīng)CT的初級線圈→E端子→接地體接地電阻RX→輔助接地電極C端子構(gòu)成閉合回路。CT的次級線圈感應(yīng)電流I2經(jīng)Rs構(gòu)成回路。電流I2隨I1的變化而變化，當(dāng)選擇開關(guān)W位置確定后，它們的比值是常量。第三節(jié)接地電阻測量儀Page

64第二章較量儀器輔助接地棒的接地電阻Rc和Rp分別在發(fā)電機(jī)支路的BG4基極支路中I，加在相敏整流器輸入端PB間的電壓僅僅是接地電阻Rx上的電壓和Rs上的電壓之代數(shù)和，而與Rp、Rc無關(guān)。相敏整流器只要輸入信號與其所用電源同相或相位差180°，它就有整流輸出，供檢流計(jì)使用。因流過Rs的電流I2、流過Rx的電流I1和相敏整流器所用電源出自同一發(fā)電機(jī)，必然滿足相位要求。KI為W位置所選定的電流比值,KI=I1

/I2,比值的大小取決于電阻R1、R2、R3的量值。為方便讀數(shù),把KI的比值選定為1、10100,所以實(shí)際測量時(shí)只要讀取Rs的刻度值除以相應(yīng)的倍率就可得到接地電阻Rx的值。接地電阻測量儀采用交流測量電源和相敏整流器,是為了避免因?yàn)闇y量而增加土壤的導(dǎo)電離子和防止雜散電流的干擾。第三節(jié)接地電阻測量儀Page

65第二章較量儀器四、ZC-8型接地電阻測量儀的使用方法和注意事項(xiàng)1.使用方法(1)盤面布置ZC-8型接地電阻測量儀盤面除了測量端鈕P、C、E及檢流計(jì)外,主要有“倍率標(biāo)度”開關(guān)和“測量標(biāo)度盤”旋鈕。倍率標(biāo)度開關(guān)有三擋,分別為×0.1、×1、×10。“測量標(biāo)度盤”上標(biāo)度均勻,從0到10。

圖2-15ZC-8型接地電阻測量儀盤面布置圖圖2-16ZC-8型接地電阻測試儀的使用第三節(jié)接地電阻測量儀Page

66第二章較量儀器(2)使用步驟①沿E使P′和C′依直線彼此相距20m,且將P′插于E′和C′之間,然后用導(dǎo)線將E′、P′和C′聯(lián)于儀表相應(yīng)的端鈕。②將儀表水平放置,檢查檢流計(jì)的指針是否指于中心線上,否則可用零位調(diào)整器將其調(diào)整指于中心線。③先將“倍率標(biāo)度”KI置于最大倍數(shù),慢慢轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)搖把,同時(shí)旋動“測量標(biāo)度盤”使檢流計(jì)指針指于中心線。當(dāng)檢流計(jì)指針接近中心線時(shí),加快搖動搖把,使發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到120r/min以上,調(diào)整“測量標(biāo)度盤”使指針指于中心線上。④如“測量標(biāo)度盤”的讀數(shù)小于1時(shí),應(yīng)將倍率標(biāo)度置于較小的倍數(shù),然后重新按上述方式調(diào)整“測量標(biāo)度盤”以得到正確的讀數(shù)。⑤用“測量標(biāo)度盤”的讀數(shù)乘以倍率標(biāo)度的倍數(shù)即為所測接地電阻值。第三節(jié)接地電阻測量儀Page

67第二章較量儀器2.注意事項(xiàng)(1)當(dāng)檢流計(jì)靈敏度過高時(shí),可將電位探針淺插土壤中；當(dāng)檢流計(jì)靈敏度不夠時(shí),可沿電位探針和電流探針注水使其濕潤。(2)當(dāng)E′和C′間的距離大于20m時(shí),P′的位置插在離開E′、C′之間的直線幾米以外時(shí),其測量時(shí)的誤差可不計(jì)；但E′、C′部間的距離小于20m時(shí),則應(yīng)將電位探針P′正確地插于E′和C′的直線中間。(3)測量地線電阻時(shí),應(yīng)將地線同被保護(hù)的電氣設(shè)備斷開。第三節(jié)接地電阻測量儀Page

68謝謝！

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69第三章鐵路信號測量Page

71第三章電子儀表

第一節(jié)電子電壓表一、電子電壓表概述電子電壓表電路具有如下特點(diǎn):1.頻率范圍寬2.電壓范圍廣3.等效電阻較高4.可測信號波形多種多樣5.可區(qū)分成分較復(fù)雜的被測電壓。二、DA-16型晶體管毫伏表是一種放大—檢波式電子電壓表。該毫伏表由于前置電路采用了兩個(gè)串聯(lián)的低噪聲晶體管組成的射極輸出電路,從而獲得了低噪聲電平及高輸入電阻,同時(shí)使用負(fù)反饋有效地提高了儀器的頻率響應(yīng),指示線性和溫度穩(wěn)定性。1.主要技術(shù)特性(1)電壓測量范圍(2)測量電平范圍(3)被測電壓的允許頻率范圍(4)輸入阻抗

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72第三章電子儀表

第一節(jié)電子電壓表2.工作原理DA-16型晶體管毫伏表由高阻抗分壓器、射極跟隨器、低阻分壓器、放大電路、檢波電路、指示器和電源供給電路等部分組成。

高阻抗分壓器、射極跟隨器、低阻分壓器構(gòu)成了輸入電路。射極跟隨器利用其高輸入阻抗、低輸出阻抗及電壓放大倍數(shù)近于1的特性,解決既要有較大的輸入阻抗又要避免放大器輸入電容影響這一矛盾。輸入電壓經(jīng)放大、檢波電路變換成相應(yīng)大小的直流電,使指示器偏轉(zhuǎn)至。

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73第三章電子儀表

第一節(jié)電子電壓表3.使用方法(1)面板布置

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74第三章電子儀表

第一節(jié)電子電壓表①量限選擇開關(guān)②輸入端需采用同軸電纜作為被測電壓的輸入引線。③零點(diǎn)調(diào)整旋鈕④表面刻度(2)使用步驟①儀器垂直放置,電源接通前看指針指零。②根據(jù)被測信號的大約數(shù)值,選擇適當(dāng)?shù)牧肯蕖＂圻B接電路時(shí),被測電路的公共地端應(yīng)與毫伏表的地線相接。④根據(jù)量限開關(guān)選擇位置從相應(yīng)刻度線讀出測量值。

(3)注意事項(xiàng)①所測交流電中的直流分量不得大于300V。②用該表測市電時(shí),相線接輸入端,中線接地,不可接反。③使用時(shí)必須正確選擇接地點(diǎn),以免造成錯(cuò)誤測量。Page

75第三章電子儀表

第一節(jié)電子電壓表2.工作原理DA-16型晶體管毫伏表由高阻抗分壓器、射極跟隨器、低阻分壓器、放大電路、檢波電路、指示器和電源供給電路等部分組成。

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76第三章電子儀表

第二節(jié)示波器一、概述

1.示波器的特點(diǎn)(1)速度快,工作頻率范圍寬,適應(yīng)于測量快速脈沖信號。(2)靈敏度高。(3)輸入阻抗高,對被測電路影響很小。(4)測量功能更強(qiáng)大,測量電參量的數(shù)量更多。

2.電子示波器的分類(1)根據(jù)測量信號的頻率范圍分類①低頻示波器②普通示波器③寬帶示波器(2)按顯示信號數(shù)分類有單蹤示波器、雙蹤示波器、多蹤示波器。

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77第三章電子儀表

第二節(jié)示波器(3)按電路結(jié)構(gòu)分類按電路結(jié)構(gòu)分,有電子管示波器、晶體管示波器和集成電路示波器。(4)按測量功能分類有模擬示波器和數(shù)字示波器。(5)按顯示器的結(jié)構(gòu)分類按波形顯示器件分,CRT示波器、LCD示波器。(6)按用途分類按用途分,有通用示波器、多線示波器、取樣示波器、記憶存儲示波器、特殊示波器。3.模擬示波器是一種實(shí)時(shí)監(jiān)測波形的示波器,適于檢測周期性較強(qiáng)的信號。

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78第三章電子儀表

第二節(jié)示波器模擬示波器的特點(diǎn):(1)操作簡單。(2)垂直分辨率高,連續(xù)且無限級。(3)信號能實(shí)時(shí)捕捉因而更新快。(4)實(shí)時(shí)帶寬和實(shí)時(shí)顯示。模擬示波器顯示的是實(shí)時(shí)波形。4.數(shù)字示波器數(shù)字示波器是將被測信號進(jìn)行數(shù)字化。

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79第三章電子儀表

第二節(jié)示波器數(shù)字示波器采用了數(shù)字處理和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)使功能大大增強(qiáng),特別是波形的存儲、記憶以及特殊信號的捕捉等功能,這是模擬示波器無法實(shí)現(xiàn)的。數(shù)字示波器的特點(diǎn)是:①能捕捉單次瞬態(tài)事件。②能無閃爍地顯示低頻信號。③具有多種觸發(fā)功能。④能多波形顯示⑤具有多種顯示方式。⑥測量精度高。⑦便于對信號數(shù)據(jù)的后期處理。二、示波器波形顯示原理1.陰極射線示波管的結(jié)構(gòu)原理示波管是示波器的關(guān)鍵部件。它密封在玻璃殼內(nèi),由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏三部分構(gòu)成。

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80第三章電子儀表

第二節(jié)示波器(1)電子槍電子槍的作用是產(chǎn)生高速、強(qiáng)弱可控的聚焦的電子束。電子槍由燈絲F、陰極C、柵極G1、前置加速極G2、第一陽極A1

和第二陽極A2構(gòu)成。燈絲用于加熱陰極。陰極在燈絲的加熱下向外發(fā)射電子。柵極對陰極發(fā)射出的電子起控制作用。前置加速極加速沖出柵極的電子流。后加速極A3對電子束進(jìn)一步加速。Page

81第三章電子儀表

第二節(jié)示波器(2)偏轉(zhuǎn)板

偏轉(zhuǎn)板實(shí)現(xiàn)波形的顯示。偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)由兩組偏轉(zhuǎn)板構(gòu)成。Y軸偏轉(zhuǎn)板控制垂直方向的偏移，X軸偏轉(zhuǎn)板控制水平方向的偏移。(3)熒光屏受到電子束轟擊時(shí),屏幕上會形成亮點(diǎn),顯示電子束偏轉(zhuǎn)運(yùn)動軌跡。2.波形顯示原理(1)電子束在UX、UY合成作用下的運(yùn)動軌跡打在熒光屏上的亮點(diǎn)位置取決于同時(shí)加在垂直和水平偏轉(zhuǎn)板的電壓。

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82第三章電子儀表

第二節(jié)示波器

(2)時(shí)間基準(zhǔn)當(dāng)X軸加有掃描電壓時(shí),受UY控制的電子束的上下運(yùn)動就被水平方向線性展開了,從而顯示出UY的變化波形。Page

83第三章電子儀表

第二節(jié)示波器(3)同步要得到穩(wěn)定的圖形,鋸齒波每次掃描所顯示的波形必須相同,而要達(dá)到這一點(diǎn)，鋸齒波周期必須為被測信號周期的整數(shù)倍,即TX=nTY。掃描周期與被測信號間滿足上述關(guān)系,稱為“同步”或“整步”。而實(shí)現(xiàn)該“同步”的過程,稱為“同步”調(diào)節(jié)。

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84第三章電子儀表

第二節(jié)示波器(4)示波器的主要技術(shù)特性①頻帶②時(shí)域響應(yīng)③通道偏轉(zhuǎn)靈敏度④輸入阻抗⑤掃描速度三、SB-14型示波器是一種電路結(jié)構(gòu)較簡單的電子管低頻示波器,適宜觀測各種變化緩慢的周期性或非周期性信號,也能用于觀測幾十千赫以下的脈沖信號。1.主要技術(shù)性能

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85第三章電子儀表

第二節(jié)示波器2.SB-14型示波器的結(jié)構(gòu)和特征由Y軸衰減器、Y軸放大器、X軸衰減器、X軸放大器、整步觸發(fā)電路、掃描信號發(fā)生器、顯示控制電路及高低壓電源等組成。

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86第三章電子儀表

第二節(jié)示波器該示波器的特點(diǎn):(1)為適合測低頻信號,其示波管采用了長余輝管,且Y軸放大器采用了直接耦合差動放大電路。(2)為適合測量各種脈沖信號,能采用連續(xù)掃描方式,且可改用觸發(fā)掃描方式。

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87第三章電子儀表

第二節(jié)示波器觸發(fā)掃描是被測脈沖信號出現(xiàn)后,掃描信號發(fā)生器才受觸發(fā)而啟動產(chǎn)生—個(gè)掃描信號。3.使用方法(1)面板布置

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88第三章電子儀表

第二節(jié)示波器①輝度旋鈕。②聚焦旋鈕。③Y軸位移。④X軸位移。⑤Y軸增幅旋鈕。⑥X軸增幅旋鈕。⑦Y軸衰減選擇開關(guān)。⑧X軸衰減選擇開關(guān)。⑨Y軸平衡電位器。⑩X軸平衡電位器

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89第三章電子儀表

第二節(jié)示波器11掃描范圍選擇開關(guān)。12掃描微調(diào)旋鈕。13整步選擇開關(guān)。14整步增幅旋鈕。15機(jī)后輸入板(2)使用步驟①開機(jī)預(yù)熱。

②尋找光點(diǎn)。③聚焦調(diào)節(jié)。④輸入被測信號。⑤波形穩(wěn)定調(diào)節(jié)

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90第三章電子儀表

第二節(jié)示波器四、SR-071型通用雙蹤示波器是電子開關(guān)轉(zhuǎn)換式雙蹤示波器,是一種能夠同時(shí)觀察和測量兩個(gè)不同電信號瞬變過程的脈沖示波器。1.主要技術(shù)性能2.SR-071型通用示波器的結(jié)構(gòu)和特征主要由Y1、Y2

輸入級,前置放大器,X放大器,Y主放大器,電子開關(guān),觸發(fā)電路,觸發(fā)放大器,掃描電路,增輝電路,高低壓電源電路,示波管等組成。

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91第三章電子儀表

第二節(jié)示波器這種示波器最大的特點(diǎn)是有了電子開關(guān)。通過電子開關(guān)的五種不同狀態(tài),實(shí)現(xiàn)五種不同的示波測量，對應(yīng)于方式選擇開關(guān)的五個(gè)選擇位置,分別為Y1、Y2、Y1+Y2、交替、斷續(xù)。若Y1、Y2

的輸入信號將同時(shí)送到Y(jié)主放大器,從而得到兩信號相加或相減的合成信號波形。若Y1、Y2

通道按掃描周期間隔交替工作,即一個(gè)周期對Y1

通道信號掃描,另一個(gè)周期對Y2通道信號掃描,在屏幕上同時(shí)顯示Y1、Y2

輸入的兩個(gè)信號波形,以進(jìn)行比較。若以交替取樣的方式同時(shí)顯示Y1、Y2

通道輸入的兩個(gè)波形，這兩個(gè)波形均為斷續(xù)的。

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92第三章電子儀表

第二節(jié)示波器3.使用方法(1)面板布置

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93第三章電子儀表

第二節(jié)示波器①光點(diǎn)調(diào)節(jié)②Y1

通道旋鈕和開關(guān)a.Y1

通道的輸入信號連接器b.Y1通道的輸入信號連接耦合開關(guān)c.Y1

位移旋鈕d.Y1通道的靈敏度選擇開關(guān)③測量方式選擇開關(guān)④Y2

通道各旋鈕開關(guān)a.Y2

通道輸入信號連接器b.Y1通道的輸入信號連接耦合開關(guān)c.Y2

通道的位移d.Y2通道靈敏度選擇開關(guān)

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94第三章電子儀表

第二節(jié)示波器⑤掃描方式控制a.觸發(fā)極性選擇開關(guān)b.觸發(fā)方式選擇開關(guān)c.觸發(fā)信號耦合開關(guān)d.穩(wěn)定度調(diào)節(jié)電位器e.電平調(diào)節(jié)f.掃描范圍選擇開關(guān)g.掃描微調(diào)h.水平方向移位旋鈕⑥光標(biāo)偏向指示a.左側(cè)兩發(fā)光二極管b.右側(cè)兩發(fā)光二極管

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95第三章電子儀表

第二節(jié)示波器⑦右側(cè)面板a.輸出0.02V、0.2V、2V的1kHz方波插孔b.接地插孔c掃描速率校正電位器d觸發(fā)輸入插孔⑧左側(cè)面板極性開關(guān)(2)使用步驟①使用前檢查a.各控制器件位置b.接通電源c.將本機(jī)標(biāo)準(zhǔn)信號接至Y1

輸入端d.該信號改由Y2輸入

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96第三章電子儀表

第二節(jié)示波器②二蹤顯示a.將測量方式選擇開關(guān)置于交替擋b.被測信號UA

和UB直接或經(jīng)探頭接入Y1

和Y2

輸入連接器

c.根據(jù)各通道輸入信號大小適當(dāng)選擇各通道的靈敏度d.據(jù)輸入信號的周期(或頻率)和熒光屏上顯示波形的數(shù)目,選擇適當(dāng)?shù)膾呙钑r(shí)間開關(guān)擋級波形e．使用時(shí)一般將觸發(fā)方式選擇開關(guān)置于“AC”擋③測量電壓a.測量交流分量電壓(a)從正峰頂點(diǎn)到負(fù)峰頂點(diǎn)根據(jù)坐標(biāo)讀出兩點(diǎn)間Y軸方向距離。(b)讀出輸入偏轉(zhuǎn)因數(shù)開關(guān)選擇值。(c)將上述兩值乘以所用探頭衰減倍數(shù),其值即為被測峰—峰電壓。

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97第三章電子儀表

第二節(jié)示波器b.測量瞬時(shí)電壓(包括直流測量)(a)將輸入選擇開關(guān)置于“DC”位置,將測試探極的探針接地或接入其他所需要的參考電位，掃描方式置于“自激”位置使之產(chǎn)生連續(xù)掃描信號,然后調(diào)節(jié)“Y軸位移”使光跡移動到合適的位置。(b)將測試探極從基準(zhǔn)電壓或接地點(diǎn)移開,接入被測信號,然后調(diào)節(jié)觸發(fā)電平使波形穩(wěn)定。(c)根據(jù)坐標(biāo)的刻度,讀出從基準(zhǔn)線至被測波形上所需測定點(diǎn)間Y坐標(biāo)距離。(d)將所測的Y坐標(biāo)距離乘以輸入偏轉(zhuǎn)因數(shù)開關(guān)指示值再乘以探極的衰減倍數(shù)即得被測電壓值。④周期測量⑤時(shí)間測量⑥相位測量

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98第三章電子儀表

第二節(jié)示波器五、Agilent5000A系列示波器前面板布置(1)電源開關(guān)(2)亮度控制(3)USB主機(jī)端口(4)探頭補(bǔ)償端子(5)垂直位置控制(6)通道打開/關(guān)閉鍵(7)Math鍵(8)垂直靈敏度旋鈕(9)AutoProbe接口(10)通道輸入BNC連接器(11)Label鍵(12)File鍵

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99第三章電子儀表

第二節(jié)示波器(13)Utility(14)觸發(fā)控制裝置（15）運(yùn)行控制裝置(16)Waveform鍵(17)水平延遲控制裝置(18)HorizontalMain/Delayed鍵(19)水平掃描速度控制裝置(20)Measure鍵(21)顯示屏(22)Entry旋鈕(24)軟鍵

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100第三章電子儀表

第二節(jié)示波器Page

101第三章電子儀表

第二節(jié)示波器2.使用前的準(zhǔn)備(1)連接電源線。(2)按電源開關(guān)(3)建立LAN連接(4)建立點(diǎn)對點(diǎn)LAN連接(5)使用Web接口(6)使用Web瀏覽器控制示波器(7)滾動和監(jiān)視器分辨率(8)設(shè)置密碼(9)連接示波器探頭(10)檢驗(yàn)基本示波器操作3.前面板操作(1)調(diào)節(jié)波形亮度(2)調(diào)節(jié)顯示網(wǎng)格亮度(3)開始和停止采集(4)進(jìn)行單次采集

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102第三章電子儀表

第二節(jié)示波器(5)平移和縮放(6)選擇自動觸發(fā)或正常觸發(fā)模式(7)使用自動定標(biāo)4.進(jìn)行測量(1)使用XY水平模式(2)數(shù)學(xué)函數(shù)(3)游標(biāo)測量(4)自動測量①自動測量②設(shè)置測量閾值③時(shí)間測量④電壓測量5.保存和打印數(shù)據(jù)可配置打印機(jī),將顯示屏的顯示打印出來。可將軌跡和設(shè)置保存到內(nèi)部存儲器或覆蓋現(xiàn)有的USB大容量存儲設(shè)備文件。

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103第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)一、電子計(jì)數(shù)器1.電子計(jì)數(shù)器的分類按功能可劃分為：(1)通用計(jì)數(shù)器(2)頻率計(jì)數(shù)器(3)時(shí)間計(jì)數(shù)器(4)特種計(jì)數(shù)器

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104第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)2.基本計(jì)數(shù)測量法(1)計(jì)數(shù)法測頻率測量時(shí)被測信號經(jīng)整形送到受控門（與門）1輸入端,另一個(gè)輸入端2為“1”。與門打開。2端輸入為“1”的持續(xù)時(shí)間就為雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器某穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間,也即計(jì)數(shù)觸發(fā)信號———單位時(shí)間信號的周期T0。計(jì)數(shù)器累加計(jì)數(shù)即是在T0時(shí)間內(nèi)計(jì)被測信號周期數(shù)。若計(jì)數(shù)器的累計(jì)數(shù)為N,則被測信號的頻率為fx=N/T0。

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105第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)(2)計(jì)數(shù)法測周期周期測量為頻率測量的逆過程,即在被測信號的周期Tx

內(nèi),累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號的周期數(shù)。若計(jì)數(shù)器累計(jì)數(shù)為N,則被測周期Tx為Tx=N×T0。

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106第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)(3)計(jì)數(shù)法測相位差相位差測量是基于時(shí)間tx的測量進(jìn)行的。/已知兩被測信號的周期Tx、兩信號時(shí)間差tx,則兩信號間的相位差為θx=(tx/Tx)×360°未知時(shí)間間隔tx的測量仍是累計(jì)標(biāo)準(zhǔn)信號的周期數(shù),但門控雙穩(wěn)轉(zhuǎn)變?yōu)椤?”態(tài)由被測信號Ux1觸發(fā),而恢復(fù)“0”態(tài)則由Ux2觸發(fā),受控門打開時(shí)間為兩信號整形脈沖后沿間隔時(shí)間,即tx。

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107第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)二、CN3165型頻率計(jì)1.技術(shù)指標(biāo)2.工作原理它由輸入信號調(diào)節(jié)器、波形形成比較器、前置放大器、開關(guān)邏輯電路、時(shí)間基準(zhǔn)、計(jì)數(shù)器、閘門時(shí)間信號發(fā)生器、微處理器、觸發(fā)控制電路、顯示電路等組成。

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108第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)(1)交流電源(2)直流電源調(diào)節(jié)(3)時(shí)間振蕩器時(shí)間基準(zhǔn)由一個(gè)高穩(wěn)定的石英振蕩器產(chǎn)生。(4)信號調(diào)節(jié)①A測量端②B測量端(5)觸發(fā)控制電路觸發(fā)操作有自動和手動兩種方式。(6)計(jì)數(shù)電路計(jì)數(shù)電路由兩個(gè)高精度的計(jì)數(shù)器、閘門時(shí)間信號發(fā)生器和微處理器組成。

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109第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)3.使用方法(1)面板布置

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110第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)序號名稱作用1ON/STBY電源開關(guān)2RESET復(fù)位開關(guān)3FREQAA頻率測量方式(0.1Hz~100MHz)4PERAA周期測量方式5FREQBB頻率測量方式(50MHz~1GHz)6GATETIME閘門時(shí)間控制開關(guān),控制范圍為60ms~10s6.1HOLD保持閘門方式,測量數(shù)據(jù)保持在LED6.2GATELED閘門LED點(diǎn)亮,表明閘門時(shí)間間隔正在起作用7TRIGLEVEL手動觸發(fā)電平控制開關(guān),控制范圍為-2.5V~+2.5V7.1AUTO自動觸發(fā)方式7.2TRIGLED觸發(fā)LED閃爍,表明觸發(fā)電路正在工作;LED亮穩(wěn)定燈光或滅燈,表明觸發(fā)電路不工作8FILTER低通濾波器,≤100kHz(-3dB)9ATT衰減,×1,×20(信號電壓>2V時(shí)用×20)10DC/AC耦合開關(guān)11AA測量端同軸電纜插接口12BB測量端同軸電纜插接口13ss,周期單位14HzHz,頻率單位15EXPONENT顯示指數(shù)值,以科技符號表示16EXPONENTSIGN負(fù)號“-”,表明顯示指數(shù)為負(fù)17DATALED八位數(shù)碼顯示18OVFL溢出,被測量超出顯示范圍Page

111第三章電子儀表

第三節(jié)頻率計(jì)(2)使用步驟①電源自檢②一般頻率測量③低頻測量④高頻測量⑤高頻測量⑥周期測量

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112第三章電子儀表

第四節(jié)數(shù)字式多用表計(jì)數(shù)字式多用表以數(shù)字式直流電壓表為基礎(chǔ)。測量直流電流、交流電流、電壓、電阻等其他電量靠相應(yīng)轉(zhuǎn)換電路實(shí)現(xiàn)。主要由A/D轉(zhuǎn)換器、計(jì)數(shù)顯示器、整流器、電阻—電壓變換器、電流—電壓變換器等部分組成。

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113第三章電子儀表

第四節(jié)數(shù)字式多用表計(jì)一、A/D轉(zhuǎn)換器A/D轉(zhuǎn)換器是進(jìn)行電壓、電流、電阻等數(shù)字測量的最關(guān)鍵部分。數(shù)字式電壓表、多用表用得較多的是二重積分式A/D轉(zhuǎn)換器。其由基準(zhǔn)電壓Er,時(shí)鐘脈沖,模擬開關(guān)K1、K2和K3,積分器,比較器,控制邏輯電路等組成。它通過兩次積分把被測電壓變換成與其平均值成正比的平均間隔,然后對這個(gè)間隔用時(shí)鐘脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù),從而實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換。

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114第三章電子儀表

第四節(jié)數(shù)字式多用表計(jì)二、交、直流電壓的測量1.測量直流電壓數(shù)字式電壓表的測量電路由分壓器和類似于射極跟隨器的輸入阻抗變換器構(gòu)成。2.測量交流電壓增加了整流電路和平均值—有效值轉(zhuǎn)換電路。將交流電量轉(zhuǎn)變成直流電量進(jìn)行測量,測得的是平均值,還需進(jìn)行平均值—有效值轉(zhuǎn)換,而這只要經(jīng)具有一定放大倍數(shù)K的放大器放大即能實(shí)現(xiàn)。

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115第三章電子儀表

第四節(jié)數(shù)字式多用表計(jì)三、電阻的測量電阻測量是通過恒流源供電的伏安測量法,將被測電阻轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的直流電壓進(jìn)行測量。

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116第三章電子儀表

第四節(jié)數(shù)字式多用表計(jì)四、交流、直流電流的測量使電流流入分流器,在分流器上即可取得相應(yīng)的電壓降。五、顯示位數(shù)數(shù)字萬用表的顯示位數(shù)都是由1個(gè)整數(shù)和1個(gè)分?jǐn)?shù)組合而成的。其中,分?jǐn)?shù)中的分子表示該數(shù)字萬用表最高位所能顯示的數(shù)字；分母則是最大極限量程時(shí)最高的數(shù)字。而分?jǐn)?shù)前面的整數(shù)則表示最高位后的數(shù)位。

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117第三章電子儀表

第四節(jié)數(shù)字式多用表計(jì)六、數(shù)字式萬用表的使用1.主要性能指標(biāo)

面板布置

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118第三章電子儀表

第四節(jié)數(shù)字式多用表計(jì)（1）選擇開關(guān)(2)輸入插孔（3）hFE插孔(4)電源開關(guān)(5)顯示

3.測量方式(1)測量直流電壓(2)測量交流電