光源电路的电气测量(1)cugr.docx

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1、光源电路路的电气气测量电气测量量的范围围涉及内内容十分分广泛，本本书中只只叙述光光源电路路中有关关的电器器基本测测量知识识，其中中包括基基础知识识，光源源电路电电气测量量中应用用的仪器器仪表介介绍，光光源及有有关的电电源与附附件的电电参数测测量等内内容。第一节 电气测测量的基基础知识识10-11-1测测量与误误差1. 测量的基基本概念念测量，是是人们借借助于专专门的设设备，通通过实验验的方法法，对客客观事物物取得数数量观念念的认识识过程。测测量的结结果可能能是纯粹粹的数字字，也可可能是一一条曲线线，或者者是某种种图形。不不论是何何种形式式，其结结果总包包含有一一定的数数值及单单位。由由于种种种

2、因素的的影响，测测量结果果中不可可避免地地存在着着误差，所所以在表表示测量量结果时时，一般般要注明明测量误误差数值值或误差差范围。测量的过过程实质质上是一一个比较较过程，即即把一个个被测量量与一个个充当测测量单位位的已知知量进行行比较，确确定它是是该测量量单位的的若干倍倍或若干干分之一一。体现现测量单单位的器器具称为为量具，在在使用量量具测量量时，一一般都要要配以相相应的比比较仪。然然而，这这种测量量方法使使用时很很麻烦，并并且有一一些参量量的测量量又无相相应的量量具，因因此在实实际工程程测量中中，广泛泛使用直直读式仪仪表或仪仪器。比比较仪、直直读式仪仪表或仪仪器都属属于测量量仪器。在在实际工

3、工作中，为为了完成成某种测测量任务务，需要要把几台台测量仪仪器以及及辅助设设备组成成一个整整体，这这个整体体就称为为测量装装置。在在实际测测量中，对对各种参参量进行行综合测测量的有有关测量量仪器和和测量装装置的组组合，称称为测试试系统。在在近代测测量中，有有些参量量的测量量必须经经过变换换才能既既方便又又精确地地进行。测量的过过程既然然是一个个比较过过程，就就必然涉涉及到计计量的有有关知识识，如测测量的基基准或标标准，量量值的传传递和鉴鉴定，以以及对比比。其中中经常要要做的一一项工作作就是，由由上一级级计量机机构的基基准或标标准，对对本部门门或本单单位的量量具、仪仪表或仪仪器进行行检定。2.

4、测量方法法的分类类(1) 直接测量量：用已已经由标标准量定定标好的的测量仪仪器对某某一未知知量直接接进行测测量，得得知未知知量的数数值，这这就是直直接测量量。如用用电压表表测量电电压。(2) 间接测量量：对几几个与被被测量有有确切函函数关系系的参量量进行直直接测量量，然后后通过函函数关系系求得被被测量。这这就是间间接测量量。如直直接测量量某电阻阻R的阻阻值及其其两端的的电压VV值，然然后由公公式I=V/RR求出被被测量电电流I的的值。(3) 组合测量量：当各各个未知知量以一一定的组组合形式式出现，通通过直接接测量和和间接测测量测得得数据后后，再解解一组联联立方程程，最后后求出未未知量的的数值，

5、这这就是组组合测量量。(4) 在测量中中主要的的、经常常使用的的方法是是直接测测量和间间接测量量。(5) 误差与修修正值3. 测量误差差与修正正值测量者通通过使用用一定的的测量仪仪器对被被测量进进行测量量，总希希望获得得被测量量的真值值。但是是实际的的测量结结果与被被测量的的真值之之间总存存在着误误差。真真值是指指在一定定的时间间、空间间条件下下，某参参量所体体现的真真实数值值，这个个真实数数值是利利用理想想无误差差的测量量仪器获获得的。(1) 绝对误差差令被测量量的真值值为A00,测量量仪器的的示值为为x，则则绝对误误差为：x=xx-A0由于真值值A0一般无无法求得得，因此此在实际际中是用用

6、上一级级标准仪仪器的示示值A代代替真值值A0,当然然A不等等于A00，但AA总比xx更接近近于A00，所以以通常以以x与A之之差(仪仪器的示示值误差差)表示示绝对误误差：x=xx-A0修正值与与x的绝对对值对等等，但符符号相反反，用CC表示：C=-x=AA-x通常由由上一级级标准通通过检定定给出受受检测量量仪器的的修正值值，利用用修正值值便可求求出被测测量的实实际值：A=x+C.必须说明明两点：i. 根据我国国有关标标准，绝绝对误差差定义为为：x=AA-x。ii. 仪器的示示值与读读数是有有区别的的。读数数是指从从测量仪仪器的刻刻度盘、指指针、显显示器等等直接读读到的数数字。而而示值是是该读数

7、数所代表表的被测测量的数数值。如如一只电电流表线线性该度度为01000，量程程为5000mAA，当指指针指到到85分分度时，读读数为885，而而示值为为：a) x=855/10005000=4225(mmA)。(2) 相对误差差为了判断断测量结结果的精精确度，经经常采用用相对误误差的表表示形式式。i. 实际相对对误差：绝对误误差x与被测测量的实实际值AA之比以以百分数数形式表表示，就就是实际际相对误误差，即即A=x/AA1000%。ii. 示值相对对误差：绝对误误差x与测测量仪器器的示值值x之比以以百分数数形式表表示，就就是示值值相对误误差，即即：iii. X=x/x1000%iv. 如果AA

8、和X很小，则则A与xx很接近近，二者者的差别别不大，当当然，如如果误差差本身很很小，就就需要注注意区别别了。一一般在实实际测量量中，为为了计算算方便，相相对误差差就是示示值相对对误差。v. 满度相对对误差(引用误误差)：满度相相对误差差又称满满度误差差，就是是指绝对对误差x与测量量仪器的的满度值值xm之比以以百分数数形式表表示，即即m=x/ xxm1000%。xm 就就是测量量仪器某某一量程程的上限限常常数，所所以满度度相对误误差(引引用误差差)实际际上给出出的是绝绝对误差差。电工工仪表的的精确度度分级正正是按m之值来来确定的的。因此此在使用用这类仪仪表进行行测量时时，为了了减少测测量中的的示

9、值误误差，在在选择量量程时应应使指针针尽可能能接近于于满度值值，一般般最好能能工作在在不小于于满度值值2/33以上的的区域。(3) 允许误差差允许误差差是指根根据一定定的技术术要求，规规定某一一类测量量仪器不不应超过过的最大大范围。允许误差差只表示示某一类类测量仪仪器可能能的最大大误差范范围，并并不是某某台具体体测量仪仪器的实实际误差差。允许许误差的的表示方方法可以以是绝对对误差形形式，也也可以是是相对误误差的形形式。4. 测量误差差的主要要来源测量误是是指用测测量仪器器进行测测量时，所所得到的的数值与与被测量量的实际际值之差差，有时时简称为为误差。根根据产生生误差的的原因，测测量误差差的主要

10、要来源有有：(1) 仪器误差差：这是是由于仪仪器本身身性能不不完善所所引起的的误差，如如读数误误差、内内部噪声声引起的的误差、稳稳定误差差和动态态误差等等。(2) 使用误差差：又称称操作误误差，是是指在使使用仪器器的过程程中，由由于安装装、调节节等操作作不当所所引起的的误差。(3) 人身误差差：这是是指由于于人的感感觉器官官和运动动器官不不完善所所引起的的误差。(4) 影响误差差：又称称环境误误差，是是指受到到外界环环境影响响，如温温度、湿湿度、气气压、电电磁场和和机械震震动等所所引起的的误差。(5) 方法误差差：又称称理论误误差，是是指使用用的测量量方法不不完善，依依据的理理论不完完备等所所

11、引起的的误差。5. 误差的性性质和分分类(1) 系统误差差：是指指在一定定条件下下误差的的数值保保持恒定定或按某某种已知知的函数数规律变变化的误误差，又又称系差差。包括括有恒定定系差和和变值系系差。(2) 随机误差差：又称称偶然误误差或随随差，是是一种具具有随机机变量特特点的在在一定条条件下服服从统计计规律的的误差。(3) 粗大误差差：是指指在一定定条件下下测量结结果显著著地偏离离其实际际值所对对应的误误差，又又称粗差差。其性性质可能能是系统统误差，也也可能是是随机误误差，但但不论是是哪一种种，其绝绝对值都都特别大大。产生生的原因因有：测量方方法不当当；随机因因素的影影响；测量人人员的粗粗心；

12、由由于这些些原因产产生的误误差又称称疏失误误差。6. 近似数与与有效数数字在测量中中得到的的数，有有准确数数和近似似数之分分；在近近似数中中有一部部分是不不可靠数数字。准准确数和和近似数数两者总总称为有有效数字字。在有有效数字字中，尤尤其是要要注意“0”的使用用，不可可随意取取舍。(1) 只与计量量单位有有关的“0”不计入入有效数数字；(2) 小数点以以后的“0”不能随随意省略略；(3) 若数目很很大，“0”也不能能随意取取舍，尤尤其要注注意表示示方法，不不能因表表示方法法不同而而影响有有效数字字；(4) 只有在注注明具体体被表示示数字误误差的条条件下，“0”的取舍才可以不十分严格。7. 仪表

13、读数数的化整整规定在不同准准确度级级别的仪仪表中，它它们的标标度尺分分度不一一样，读读数也就就不是随随意的，有有着严格格的检定定规程，在在具体测测量中必必须注意意。表110-11就是检检定规程程中的“化整规规定”。举例例说明：(1) 对于标度度尺分度度为1000的00.1级级仪表，在在小数点点以后可可以读两两位数，但但最后一一位数必必须是22的整数数倍(即即偶数)，这样样误差就就取到00.022%。(2) 对于标度度尺分度度为1000的00.2级级仪表，在在小数点点以后可可以读两两位数，但但最后一一位数必必须是55的整数数倍，这这样读数数误差就就取到00.055%。(3) 对于标度度尺分度度为

14、1000的00.5级级仪表，在在小数点点以后只只能读一一位数，这这位数可可以是009的的任何数数，这样样误差就就取到00.1%。表10-110-11-2测测量技术术与测量量仪器在光源电电路的电电气测量量中，所所应用的的测量技技术与测测量仪器器由被测测量的电电参量决决定，在在被测量量的电参参量中，有有直流和和交流两两类，交交流又分分为正弦弦交流、非非正弦交交流和脉脉冲等几几种。根根据电参参量的特特点，还还有电压压、电流流、功率率、频率率、阻抗抗、波形形等等，所所用的测测量技术术也各不不相同。从从目前实实际测量量的情况况分析，主主要的测测量技术术有直流流电测量量技术(包括电电压、电电流、功功率、功

15、功率因素素、交流流阻抗等等)，脉脉冲测量量技术等等。测量量仪器主主要有两两大类：电气测测量指示示仪表(又称电电工仪表表)和电电子测量量仪器。从从发展看看，电子子测量仪仪器的应应用将会会愈来愈愈多，因因为电子子测量仪仪器具有有很多特特点：频频率范围围极宽、量量程非常常广、精精确度很很高，可可以遥测测、快测测，甚至至测量过过程可以以自动化化，测量量内容也也大大超超过电气气测量指指示仪表表的内容容范围。目目前在光光源电路路的测量量中，仍仍以电气气测量指指示仪表表为主，电电子测量量仪器正正在逐步步扩大其其应用范范围。第二节 常用电气气测量指指示仪表表10-22-1分分类电气测量量指示仪仪表种类类繁多，

16、应应用广泛泛，根据据不同的的原则可可以分成成很多类类别。根据工作作原理分分类则有有：磁电电系、电电磁系、电电动系、感感应系、静静电系和和热电系系等。根据测测量参数数分类则则有：电电流表、电电压表、功功率表、欧欧姆表、电电度表、相相位表、频频率表和和多用途途仪表等等。根据使使用方式式分类则则有：开开关板式式和便携携式。根据测测量方法法分类则则有：直直读式和和比较式式。根据工工作电流流分类则则有：交交流表、直直流表和和交直流流两用表表等。根据精精确度分分类，则则有：.01、00.2、00.5、11.0、11.5、22.5和和5.00等七个个级别。另外还还可以根根据对电电磁场防防御能力力分类(分、和

17、四级)和根据据使用条条件分类类(分AA、B、CC三组)，还有有根据仪仪表尺寸寸等分类类和有关关附件分分类的。10-22-2电电气测量量指示仪仪表的组组成和基基本工作作原理电气测量量指示仪仪表的主主要作用用是将被被测电量量变换成成仪表活活动部分分的偏转转角位移移。电气气测量指指示仪表表组成如如图100-1所所示。图10-1 电电气测量量指示仪仪表组成成的方框框图测量线路路的作用用是将被被测之量量变换成成测量机机构可以以直接测测量的电电磁量。测量机构构是仪表表是主要要工作部部分，它它的作用用在于使使电磁能能变为使使仪表可可动部分分偏转的的机械能能，从而而使被测测参量能能够显示示出来。测测量机构构有

18、固定定和可动动两部分分，其主主要作用用是：产产生转动动力矩、反反作用力力矩和阻阻尼力矩矩。其中中，转动动力矩和和反作用用力矩是是仪表指指示的两两个不可可缺一的的重要因因素；由由于它们们的相互互作用，最最后决定定仪表指指针的稳稳定偏转转位置。这这就是电电气测量量指示仪仪表的基基本工作作原理，不不同种类类的仪表表就是采采用不同同的方法法和结构构来产生生上述几几种力矩矩的。10-22-3常常用仪表表1. 磁电系仪仪表(1) 原理磁电系仪仪表是利利用永久久磁铁的的磁场与与载流线线圈相互互作用的的原理而而制成的的。测量量机构中中的固定定部分就就是永久久磁铁，活活动部分分就是载载流线圈圈(又称称载流载载圈

19、)。磁磁电系仪仪表的原原理性结结构如图图10-2所示示。图10-2 磁磁电系仪仪表的原原理性结结构图当可动线线圈通过过电流II时，在在动圈两两侧产生生作用力力F1和F2，如参参数选择择适当，则则有：FF1=F2=F=BNIIl,式中：BB为空气气隙中的的磁感应应强度；N为为载流动动圈的匝匝数；I为为载流动动圈流过过的电流流；l为载流流动圈受受力边的的长度。在载流动动圈上产产生的力力矩M为为：式中：bb为载流流动非受受力边的的长度；S为为载流动动圈的有有效面积积，S=bl当转动动力矩和和反作用用力矩平平衡时，仪仪表的载载流动圈圈将有一一个稳定定的偏转转角，则式中:WW为游丝丝(或张张丝)的的反作

20、用用力矩系系数.因因S,BB,N和和W均为为定值,通常用用SL代替,则则有:式中:SSL称为仪仪表的电电流灵敏敏度,而而1/SSL称为仪仪表的电电流常数数.如果载载流动圈圈的电阻阻R已知知，则可换算算成与动动圈两端端所加电电压U的的关系式式了：式中：SSr为仪仪表的电电压灵敏敏度，11/Srr称为仪仪表的电电压常数数。(2) 特点和应应用磁电系仪仪表的特特点是灵灵敏度高高、工作作稳定可可靠、消消耗功率率小、精精密度高高等，缺缺点是过过载能力力差、结结构复杂杂、价格格昂贵等等。磁电电系仪表表的型号号以“C”代表，符符号为“”。磁电系仪仪表只能能在直流流电路中中测量电电流(几几微安到到几千安安；外

21、附附分流器器)、电电压(几几毫伏到到几千伏伏；外附附电阻)等参数数。如果果配以整整流器或或变送器器，也可可以测量量交流电电路的电电参数和和其它非非电量参参数。2. 电磁系仪仪表(1) 原理电磁系仪仪表是一一种交直直流两用用的电气气测量指指示仪表表，其测测量机构构的固定定部分是是一个固固定线圈圈，简称称定圈；活动部部分是一一个可动动铁芯，它它被置于于固定线线圈内，由由软磁材材料制成成。根据据固定部部分与可可动部分分相互的的关系，有有三种类类型的结结构形式式：i吸引型型：由扁扁平型的的固定线线圈和可可动铁芯芯组成，当当被测以以流过固固定线圈圈时，定定圈吸引引可动铁铁芯使得得指针产产生相应应偏移(图

22、100-3)。图10-3 吸吸引型测测量机构构示意图图ii排斥斥型：测测量机构构的固定定部分由由圆筒形形固定线线圈和固固定于线线圈内壁壁上的铁铁芯两部部分组成成；可动动部分仍仍由可动动铁芯组组成，当当被测电电流流过过固定线线圈时，固固定于线线圈内壁壁上的铁铁芯被磁磁化，固固定的铁铁芯与可可动铁芯芯之间产产生排斥斥力，使使可动铁铁芯及相相应的指指针产生生偏移(图100-4)。 图100-4 排排斥型测测量机构构示意图图iii排排斥吸引引型：测测量机构构的固定定部分由由圆筒形形固定线线圈和固固定于线线圈内壁壁两侧上上、下的的两组铁铁芯等两两部分组组成；可可动部分分由两个个可动铁铁芯组成成，当被被测

23、电流流流过固固定线圈圈时，固固定于线线圈内壁壁上的铁铁芯被磁磁化，在在两组固固定铁芯芯与两组组可动芯芯之间分分别产生生吸引力力和排斥斥力，使使可动铁铁芯及相相应的指指针产生生偏移(图100-5)。图10-5 排排斥-吸引型型三种结构构型式虽虽有不同同，但都都有同样样的工作作原理。当当被测电电流方向向改变时时，固定定线圈的的磁场方方向及铁铁芯被磁磁化的极极性同时时改变，所所以相互互之间的的吸引、排排斥作用用仍保持持不变，这这样，转转动力矩矩的方向向与电流流的方向向无关，这这就是电电磁系仪仪表能测测量交流流电气参参数的原原理。在测量交交流电气气参数时时，被测测交流电电流流过过固定线线圈所产产生的磁

24、磁场使可可动体发发生偏转转的电磁磁能量为为：式中：ii为流过过固定线线圈的交交流电流流 L为固固定线圈圈电感。则产生的的转动力力矩是：式中:dd是能量量dA产生生的偏转转角; Mtt是随I变化的的转动力力矩瞬时时值由于可动动部分惯惯性较大大，最后后实际可可动体的的偏转是是反映转转动力矩矩的平均均值MPP，则这样，电电磁系仪仪表在应应用于交交流电路路测量时时，其转转动力矩矩与流过过固定线线圈中交交流电流流的有效效值的平平方成正正比。在测量直直流电气气参数时时，有同同样的结结果：式中：IO为流过过固定线线圈的直直流电流流； KO为直流流条件下下的仪表表系数。(2) 特点和应应用电磁系仪仪表的特特点

25、是结结构简单单，牢固固，过载载能力强强，稳定定，成本本较低。近近年来随随着工艺艺的改进进与提高高，电磁磁系仪表表的准确确度等级级在逐步步提高，功功率消耗耗也逐渐渐降低。电电磁系仪仪表的型型号以“T”代表表。电磁系仪仪表不仅仅可以测测量交直直流电路路中的电电流和电电压，还还可以测测量电路路中的电电容、相相位和频频率。目前，电电磁系仪仪表已和和电动系系仪表配配套作为为交流测测量中的的标准仪仪表。3. 电动系仪仪表(1) 原理电动系仪仪表是利利用在磁磁场中的的载流体体要受电电磁力作作用的原原理而制制成的，其其测量机机构的固固定部分分是一个个线圈，称称为固定定线圈，简简称定圈圈；可动动部分也也是一个个

26、线圈，称称为可动动线圈，简简称动圈圈。结构构原理如如图100-6所所示。图10-6 电电动系仪仪表结构构原理当测量直直流电流流时，设设流过定定圈的电电流为IIJQ，流流过动圈圈的电流流为IDDQ，定定圈流过过电流过过时产生生磁场使使有电流流通过的的动圈受受到电磁磁力的作作用，作作用力FF1为：式中:WW为游丝丝(或张张丝)的的反作用用力矩系系数由此可见见, 与BJJQ与及及IDQQ成正比比,并与与动圈位位置有关关(即角角)。必必须说明明，定圈圈中流过过的电流流与动圈圈中流过过电流可可以是同同一个电电流，也也可以是是不同的的电流。当测量交交流电流流时,设设流过定定圈的电电流和动动圈的电电流是相相

27、同频率率的iJQ和iDQ,两两者之间间有一定定的位相相关系:iJQ= IJQQmsiin(t)iDQ= IDQQmsiin(t+)式中: IJQQm和IDQmm分别为为相应电电流的峰峰值为相交交两电流流之间的的位相差差.仪表的可可动部分分瞬时转转距为:由此式可可见，在在瞬时转转矩中包包括有恒恒定分量量和交变变分量两两部分：由于可动动部分存存在惯性性,最后后的实际际偏转反反映的是是转距的的平均值值,即为为恒定分分量,而而交变分分量在取取平均值值和为零零,则图10-7表示示了这一一关系的的曲线图10-7 电电流,转转矩和时时间的关关系曲线线如果两两个电流流同位相相，即ccos=1，则则其结果果与测

28、量量直流电电流时的的表示式式一样。这这表明，电电动系仪仪表可同同时测量量交直流流电路的的电参数数。(2) 特点和应应用电动系仪仪表的特特点是可可以做成成准确等等级在00.5级级以上的的高精度度仪表，不不仅可以以应用于于直流电电路，也也可以应应用于频频率在115225000Hz的的交流电电路中，甚甚至还可可在更高高频率范范围内使使用。电电动系仪仪表可以以做成电电压表、电电流表，尤尤其可以以做成功功率表，此此外还可可以做成成测量功功率因数数、电容容、电感感和频率率等多项项电参数数的仪表表。电动动系仪表表已作为为交流测测量中的的标准仪仪表被应应用。电电动系仪仪表的型型号以“D”代表。电动系仪仪表的缺

29、缺点是：仪表本本身损耗耗功率较较大，过过载性能能较差，电电压表及及电流表表指示分分度不均均匀，结结构复杂杂，价格格高等，这这些缺点点正在不不断被克克服和改改进中。虽虽然在电电压和电电流的测测量方面面，电动动系仪表表有可能能被电磁磁系仪表表所取代代，电动动系仪表表还是具具有明显显的优势势的。在电动系系仪表的的应用中中，作为为测量功功率的仪仪表应用用十分广广泛。在在作为功功率表的的应用中中，电动动系仪表表的定圈圈与动圈圈分开接接线，通通常定圈圈作为功功率表的的电流线线圈，动动圈作为为电压线线圈。另另外，如如果被测测电路的的功率因因数很小小，则必必须选用用特制的的低功率率因数功功率表(如功率率因数是

30、是0.11或0.2，都都有相应应的功率率表)，否否则如选选用一般般的功率率表(功功率因数数接近11)，会会产生相相当大的的测量误误差。4. 测量用互互感器测量用互互感器是是一种通通过变换换，使交交流电压压或交流流电流便便于测量量的仪表表。在电气测测量中，常常要测量量高电压压、大电电流和大大功率数数值的参参数，如如使用一一般的附附件，则则有体积积大、功功率损耗耗大、不不安全等等缺点。采采用测量量用互感感器可以以很方便便地扩大大交流仪仪表的量量程，从从而可以以减少配配备各种种量限的的仪表。测量用用互感器器本质上上就是一一个铁芯芯变压器器。常用用的有电电压互感感器与电电流互感感器。(1) 电压互感感

31、器i. 原理：电电压互感感器相当当于一个个降压变变压器，初初级线圈圈的匝数数远远大大于次级级线圈的的匝数。一一般为适适应多种种量程的的要求，初初级有很很多抽头头，而次次级线圈圈为额定定电压1100VV，配用用一只1100VV量程的的电压表表，会给给测量带带来很大大的方便便。电压压互感器器在应用用中，参参数变比比Kv是是须首先先考虑的的：ii. 特点和应应用：电电压互感感器有00.1、00.2、00.5、11.0和和3.00等级别别，误差差来源主主要是变变经和相相角，应应用是时时要注意意与配用用的其它它仪表准准确度等等级相一一致。同同时在应应用时要要注意以以下事项项：A、 要注意根根据被测测电压

32、的的高低选选择一定定的变比比；B、 根据次级级配套用用交流电电压表(一般为为1000V量程程)及一一定的变变比获得得测量结结果；C、 注意测量量仪表的的功率损损耗是否否超过互互感器的的容量；D、 初级与次次级务必必不要接接反；初初级并联联于被测测电压端端，次级级则接电电压表或或其它仪仪表；E、 次级一端端及铁芯芯必须可可靠接地地，以确确保人身身安全；F、 次级绝对对不允许许开路，一一般都装装有短路路开关以以便换接接仪表时时应用。(2) 电流互感感器i. 原理:电电流互感感器相当当于一个个电流变变换器,次级线线圈匝数数远比初初级线圈圈匝数多多.为了了适应多多种量限限的要求求,初级级有很多多抽头,

33、而次级级线圈为为额定电电流5AA;配用用一个55A量限限的电流流表,使使测量很很方便.电流互互感器在在应用中中参数变变比KII需首先先考虑:ii. 特点和应应用:电电流互感感器有00.011, 0.002, 0.05, 00.1, 00.2, 00.5, 11.0, 和和3.00等级别别.误差差来源主主要是变变比和相相角,应应用时要要注意以以下事项项:A. 要注意根根据被测测电流的的大小选选择一定定的变比比;B. 根据次级级配套用用交流电电流表(一般为为5A量量程)及及一定的的变比获获得测量量结果;C. 注意测量量仪表的的功率损损耗是否否超过互互感器的的容量;D. 初级与次次级务必必不要接接反

34、,初初级与负负载串联联,次级级则接电电流表或或其他仪仪表.E. 次级一端端及铁心心必须可可靠接地地,以确确保人身身安全.F. 次级绝对对不允许许开路,一般都都装有短短路开关关以便换换接仪表表时应用用.5. 热电系仪仪表在测量交交流高频频电路的的有关电电参数时时，由于于一般仪仪表本身身具有一一定的RR、L和和C，测测量机构构如直接接接入被被测电路路中，会会引起电电抗的很很大变化化，影响响被测电电路的工工作状态态。因此此，一般般仪表均均有一定定频率响响应范围围，通常常不能应应用于交交流高频频条件下下的电参参数测量量。对于于交流高高频条件件下的电电参数测测量 ，热热电系仪仪表是可可以应用用的仪表表之

35、一。(1) 原理热电系仪仪表实际际上是磁磁电系仪仪表的一一个特例例，即在在磁电系系仪表中中加一个个称为热热电变换换器的附附件。热热电变换换器由两两部分组组成：加加热器和和热电偶偶。加热热器是把把被测电电参数变变换成热热量的元元件，即即一个加加热元件件；热电电偶就是是测量加加热器的的温度变变化的元元件，即即将温升升变换成成热电势势。加热器是是一个微微小的导导体，阻阻抗很小小，在高高频电流流作用下下，加热热器被加加热升温温，对高高频电流流的测量量就被变变换成对对温度的的测量。而而对高频频电压的的测量，则则可以变变换成对对高频电电流的测测量。测量温度度的方法法很多，最最常用且且方便的的手段是是采用热

36、热电偶，热热电偶将将对温度度的测量量变换成成对热电电势的测测量；由由于热电电势很小小，通常常采用高高灵敏度度的磁电电系仪表表来测量量热电势势。热电系仪仪表的组组成可用用图100-8表表示。图10-8 热热电系仪仪表的组组成(2) 特点和犄犄应用热电系仪仪表是测测量温度度的仪表表，所以以受环境境影响较较大，导导致测量量的准确确度不高高。为了了克服环环境温度度的影响响和提高高准确度度等级，热热电系仪仪表变得得十分复复杂，而而且制作作工艺要要求也十十分高，因因而，目目前应用用的高频频电流表表只能测测量较大大的高频频电流，且且准确度度也不够够理想。第三节 常用电子子测量仪仪器由于无线线电电子子学的诞诞

37、生和发发展，使使经典的的测量学学有了新新的发展展，出现现了电子子测量这这一新的的技术，并并且已成成为一门门独立的的学科。电电子测量量就是以以电子技技术为手手段进行行的测量量，电子子测量的的内容也也大大超超过电气气测量指指示仪表表的测量量内容范范围。应应用电子子测量技技术离不不开电子子测量仪仪器；电电子测量量仪器作作为新一一代的测测量设备备正在发发展之中中。在电电光源与与光源电电器的研研制和测测量过程程中，正正在逐步步应用电电子测量量仪器。本本节主要要介绍在在光源电电路中应应用的部部分电子子测量仪仪器和应应用时应应注意的的事项。10-33-1示示波器示波器是是电子测测量仪器器中最常常用一种种，其

38、特特点是能能显示电电参数随随时间的的变化情情况。在在光源电电路中应应用示波波器主要要是为了了观察光光源或附附件的电电压或电电流的波波形，了了解对应应的相位位关系等等。常用用的示波波器有以以下几种种：1 双踪或多多踪示波波器双踪或多多踪示波波器在一一个水平平轴(即即时间轴轴)上可可同时显显示两个个或多个个信号。在在光源电电路中应应用这样样的仪器器可同时时观察了了解两个个电参数数或多个个电参数数之间的的相互关关系，如如光源的的工作电电流与端端电压之之间的关关系，光光源的电电参数与与附加电电器电参参数之间间的关系系等。在具体使使用双踪踪或多踪踪示波器器进行测测量的过过程，必必须十分分注意示示波器，电

39、电源与光光源电路路之间的的电位关关系，要要防止发发生短路路事故。通通常待测测的光源源电路要要由隔离离变压器器供电。如果需要要将被测测波形记记录下来来，可应应用照相相技术将将示波屏屏上的波波形拍摄摄冲印后后留作资资料。2 记忆示波波器测量一定定频率下下重复出出现的电电信号，可可用一般般示波器器，但是是在测量量某些光光源电路路的电参参数时，其其电参数数的持续续时间很很短，仅仅仅是一一瞬间(不重复复出现)，如脉脉冲灯的的峰值电电流，峰峰值电压压、放电电曲线等等，又如如气体放放电光源源的启动动着火过过程，灯灯电压或或灯电流流的变化化情况等等，对这这些单次次的、瞬瞬间即逝逝的电信信号就要要用记忆忆示波器

40、器显示，以以便观察察和测量量。记忆示波波器又称称存贮示示波器，有有两种存存贮信息息的方式式(即有有两种类类型的记记忆示波波器)；一种是是利用存存贮示波波管的记记忆示波波器；另另一种是是利用数数字存贮贮器的记记忆示波波器。由于记忆忆示波器器价格昂昂贵，使使用程序序复杂，耐耐过载能能力差。目目前应用用尚不普普遍.3 光线示波波器这是一种种利用电电磁作用用原理，以以感光的的方式实实现观察察和记录录电信号号的一种种仪器。有有以下特特点：(1) 可以记录录从低频频到较高高频率的的输入电电信号(可以是是正弦或或非正弦弦信号，也也可以是是周期或或非周期期信号，甚甚至是单单次信号号)，频频率的上上限并不不很高

41、(约数十十千赫兹兹)，但但在一般般的光源源电路中中应用，能能满足要要求。(2) 灵敏度比比较高。因因为电源源系统本本身有一一定放大大作用，所所以使测测量机构构的灵敏敏度大大大提高。(3) 可同时记记录多个个被测电电信号(如166个)。目前在光光源电路路的测试试中，已已逐步应应用光线线示波器器测量某某些电参参数。如如电影放放映用整整流器(短孤氙氙灯配用用)的国国家标准准中，已已规定光光线示波波器作为为测量某某些电参参数必须须使用的的仪器。10-33-2 频谱分分析仪频谱分析析仪是一一种比较较大型的的精密测测量仪器器。主要要用途是是对非正正弦的周周期或非非周期电电信号波波形进行行频谱分分析。在在光

42、源电电路中，有有许多电电参数是是属于非非正弦的的参数，如如气体放放电光源源的电流流和电压压，在交交流500HZ电源供供电的条条件下都都是非正正弦的周周期电信信号。为为了深入入研究光光源及相相应电路路的特性性，也为为了作精精密测量量，有必必要应用用频谱分分析仪进进行分析析和测量量。目前已生生产和应应用的频频谱分析析仪是两两种：1 外差式频频谱分析析仪这种仪器器又称为为模拟式式频谱分分析仪，主主要的工工作特性性有：(1) 频率特性性：包括括输入电电信号的的频率上上、下限限等。(2) 幅度特性性：包括括量程、动动态范围围等。(3) 扫频特性性：包括括扫频宽宽度、分分析时间间等。2 快速傅立立叶变换换

43、频谱分分析仪这是一种种数字式式频谱分分析仪，简简称FFFT，配配用计算算机进行行测量和和计算。既既可以对对周期电电信号进进行分析析，也可可对单次次“瞬时信信号”进行分分析(包包括随机机信号)。在光源电电路的电电气测量量中，应应用频谱谱分析仪仪工作仅仅仅才开开始，并并只对光光源的电电流波形形、电压压波形进进行分析析，目的的是精确确测量各各项有关关的电参参数。10-33-3数数字式电电表在光源电电路的电电气参数数测量中中，应用用数字式式电表的的越来越越多了，它它比电气气测量指指示仪表表有许多多优点。应应用最多多的是数数字式电电压表，还还有数字字式多用用表等；多数用用来测量量直流电电压和交交流电压压

44、。当然然，直流流电流和和交流电电流也可可以测量量，但最最基本的的是电压压测量，因因为测量量电流时时也是通通过取样样电阻(内接或或外接)测量电电压换算算得到。由于数字字电压表表输入阻阻抗高，灵灵敏度也也高，所所以在测测量直流流电压时时，一般般都能获获得满意意的结果果，对被被测量电电路影响响也是极极小的。当当测量交交流电压压时(包包括交流流电流)，仪表表内装有有一定的的交流直直流转换换器，将将交流电电压转换换成直流流电压再再进行测测量。这这样，数数字电压压表测量量交流电电压的性性能如何何，就由由转换器器的质量量性能决决定了。应应用转换换器的目目的，是是为了使使仪器的的测量指指示值能能表示被被测的交

45、交流电压压值，而而交流值值一般以以有效值值来表示示。在数数字电压压中应用用的转换换器有三三种：平平均值转转换器、有有效值转转换器和和峰值转转换器。1 平均值转转换器这是把交交流电压压经过整整流(半半波或全全波)变变成直流流电压，实实际上是是交流电电压的平平均值，但但按交流流有效值值刻度指指示。对对于正弦弦交流电电压，这这种转换换器能测测量指示示相应的的有效值值。2 有效值转转换器这是直接接测量交交流电压压，并以以直流电电压形式式表示出出相应的的交流电电压有效效值，具具体又析析分为两两种：(1) 热电式有有效值转转换器：将交流流电压经经过加热热元件，再再将热能能变换成成直流电电压进行行测量。这这

46、个测量量结果，不不仅对正正弦交流流电压能能反映出出有效值值，就是是对非正正弦交流流电压，也也能反映映相应的的有效值值，又称称真有效效值。对对于非正正弦交流流电压的的有效值值，以真真有效值值表示，并并有严格格的定义义。由于于非正弦弦交流电电压不是是单一的的频率成成分，即即有许多多高次谐谐波成分分，即有有许多高高次谐波波成分，所所以用均均方根值值表示其其真有效效值。(2) 全电子式式有效值值转换器器：这是是按有效效值定义义，通过过对被测测交流电电压的运运算，而而得到的的相应的的有效值值。(3) 峰值转换换器是将交流流电压进进行峰值值检波等等处理得得到直流流电压，同同样按交交流有效效值刻度度。对于于

47、正弦交交流电压压，一样样能测量量指示相相应的有有效值。因此，转转换器类类型虽然然不同，但但对于被被测量的的正弦交交流电压压，都可可以得到到同样的的结果指示示出相应应的有效效值，但但对于非非正弦交交流电压压，尤其其当波形形相对于于正弦波波有较大大的失真真时，平平均值转转换器与与峰值转转换器就就不能正正确测量量指示出出相应的的真有效效值了，而而用有效效值转换换器。所所以，在在应用数数字电压压表测量量非正弦弦交流电电压时，必必须先了了解电压压表内转转换器的的类型。如如果不是是有效值值转换器器就不能能进行测测量。10-33-4数数字式功功率计数字式功功率计是是一种测测量电器器功率损损耗的电电子测量量仪器。以以前，在在光源电电路中，是是用电气气测量指指示仪来来测量光光源或镇镇流器的的功率损损耗的。由由于这类类仪表本本身有一一定的损损耗，所所以在作作比较精精确的测测量或测测量较小小的功率率损耗时时，误差差较大，有有时不仅仅不能修修正测量量结果，还还会影响响被测电电路的工工作状态态。目前国内内外应用用于光源源电路测测量的数数字式功功率计都都是采用用时分割割乘法器器，最后后输出数数字