變頻串聯諧振試驗裝置生產廠家揚州拓普電氣科技有限公司為您闡述電工儀表的非工頻測量電氣測量。在日常生產生活中是非常重要和*的。電氣測量的精度是由很多因素決定的。其中，頻率和波形兩個因素對測量結果的影響是非常重要和顯著的。該文針對七種常用的指針式電氣測量儀表和數字式儀表，論述了頻率和波形對測量結果是否會造成影響和影響的趨勢，給出了適合其使用的頻率范圍。
1 常用指針式電氣測量儀表的特點
    按照工作原理來講，常用指針式電氣測量儀表包括磁電式儀表、電磁式儀表、電動式儀表、感應式儀表、靜電式儀表、整流式儀表和熱電式儀表。常見的各種固定式標準表、攜帶式儀表、配電盤式儀表和面板式儀表，都是在以上儀表的基礎上加以改裝而形成的。
1.1 磁電式儀表
    可以說所有的直流儀表都是這種結構，其準確度和靈敏度z高。這種儀表在交流條件下不能工作，但對熱電式和整流式儀表而言，它們是采用熱電偶和整流器把交流變為直流后，再用磁電式儀表作為指示的儀表。除此之外，還可以把各種被測量的交流量變換成直流電流或電壓進行測量，所以磁電式儀表是電氣測量儀表中使用z多的。
1.2 電磁式儀表
    主要用于測量工頻電壓和電流，其結構牢固。原理上可用于直流的測量，但由于鐵片的磁滯作用易產生誤差，所以在直流條件下很少使用這種儀表。
1.3 電動式儀表
    利用固定線圈和可動線圈分別通過電流時的轉動力矩，正比于兩個電流瞬時值乘積的原理制成，用于功率測量為理想。對于電流或電壓測量，平方刻度不便于讀數。可作為標準表使用，作為攜帶用和配電盤用功率表時需加入鐵芯。
1.4 感應式儀表
    其應用的典型的例子就是電能表，也應用于許多廣角儀表中。不能在直流下工作，并且容易受到頻率的影響，其使用頻率被限制在工頻范圍內。
1.5 靜電式儀表
    在原理上，它是w一用電壓來工作的儀表，在交流和直流條件下都可使用。其優點是耗電量很小，適用于高阻電源的高壓測量。
1.6 整流式儀表
    它是內附整流器的磁電式儀表。整流器和熱電式儀表中的熱電偶一樣，被作為交直流轉換器，并以此和其它工作原理的儀表相區別。原理上只對平均值起作用，所以有波形誤差。但由于采用磁電式儀表，所以它是交流儀表中靈敏的，且相對輸入刻度大致是線性的。近年來，采用了鍺二極管整流器，改善了其各種特性和可靠性。
1.7 熱電式儀表
    這種儀表是根據發熱現象制成的，在交流儀表中，它能可靠地指示有效值。同時由于這種儀表的高頻特性好，所以廣播頻率范圍內的電流測量都采用這種儀表。
2 數字式儀表的特點
    數字式儀表的準確度很高，如數字式電壓表測量直流量的準確度可達0.001% ，甚至更高；數字式儀表的基本量限的輸入阻抗高達2500 MW，輸入阻抗高于1000 MW的數字電壓表很常見，因此，吸收被測量的功率很小，測量結果以數字形式給出，指示數讀出方便，沒有讀數誤差；測量速度快，一般都可達到50 次/s ；靈敏度高，現代的積分式數字電壓表的分辨率可達0.001 mV；數字式儀表操作簡單，測量過程自動化，可自動判斷極性甚至切換量程，它還可以方便地與計算機配合，以便進一步計算和控制。對于大多數的測量，數字式儀表都可以勝任，一般的頻率和波形誤差對它的影響極小。
3 1.5級整流式毫安表的實驗
3.1 頻率對測量結果的影響
     整流式毫安表的等效電路如圖1所示，其一次與二次線圈匝數比為4.300/0.665 ，即6.466 。在整流式毫安表的一次線圈兩端加上峰值為100 mV 的正弦電壓。
    令其頻率從10 Hz 增至100 Hz ，每次增加10 Hz ；再從100 Hz 增至1 kHz ，每次增加100 Hz ；后，從1 kHz 增至19 kHz ，每次增加1 kHz 。在10 Hz 和20 Hz 時，由于電流的頻率很低，指針會對瞬時力矩有所響應，出現指針在電流平均值附近擺動和抖動的現象。在10～50 Hz 范圍內，指示讀數隨著頻率的增加而增大，根據以上電路圖可知，整流環節中存在二極管，它的導通需要一定的電壓，在其兩端的電壓未達到此值之前，電路未導通，正弦波的開始部分不能通過表頭。且在頻率較低時，由于波形的上升比較緩慢，二極管兩端的電壓達到導通電壓需要的時間較長；隨著頻率的上升，這一時間會逐漸變短，這樣在一個周期內流過表頭的電流的平均值，會隨著頻率的上升而增大，當頻率大于或等于50 Hz 時，在一個周期內流過表頭的電流的平均值基本不會有太大的變化。在50 Hz 到19kHz 的頻率范圍內，指示隨著頻率的上升而減小，這是因為整流器存在某些靜電電容，頻率升高時，反向工作器件的靜電電容，對電流的分流作用使指示值減小。
3.2 波形對測量結果的影響
     整流式儀表指示交流整流電流的平均值，在實際使用時則按照正弦波的有效值進行刻度，波形差距越大，誤差越大。考慮到整流環節中，三角波導通時間大于正弦波，方波導通時間長，所以對于三種波形來說，同頻率三角波的指示值大于正弦波，方波大于三角波。
     以上七種指針式儀表中，磁電式儀表只能用于直流的測量，但它適用于高靈敏度的儀表且刻度均勻，所以得到了廣泛的應用。
    其他指針式儀表都可用于交流的測量。其中，感應式儀表只能在工頻下工作，在其他頻率下將會產生很大的誤差；電磁式和電動式儀表在交流下的使用頻率范圍基本相同，可以滿足大致從20～600 Hz 的一般精度的測量，波形對測量結果的影響不大，一般可滿足測量的要求，除非波形畸變很嚴重；靜電式儀表的使用頻率范圍較以上兩者更廣，約為20 Hz～2 kHz， 雖然它在原理上不受頻率影響，但頻率升高會使保護電阻的容抗減小，使指示值偏小；整流式儀表的使用頻率范圍更廣，約為20 Hz～10 kHz ，雖然頻率和波形都會對測量結果產生影響，但只要在以上頻率范圍內且波形畸變不嚴重，其測量精度仍可滿足一般測量的要求。 
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