电气测量技术

第1篇电气测量概论1
第1章电气测量的基本知识1
1．1电气测量概述1
1．1．1测量的概念1
1．1．2电气测量的发展和地位2
1．1．3电气测量的任务3
1．2电气测量的方法和分类4
1．2．1根据获得测量结果的过程分类4
1．2．2根据所用器具分类5
1．3电气测量仪器仪表的分类6
1．4测量误差及其消除方法7
1．4．1测量误差的分类和来源7
1．4．2测量误差的消除方法8
1．4．3仪表误差10
思考题与习题14
第2章电学度量器15
2．1度量器15
2．2标准电池16
2．2．1饱和标准电池16
2．2．2不饱和标准电池17
2．2．3标准电池的主要技术特性17
2．2．4标准电池的使用和维护17
2．3标准电阻18
2．3．1固定标准电阻18
2．3．2电位端钮和电流端钮20
2．3．3可变直流电阻箱20
2．3．4交流标准电阻21
2．3．5标准电阻的使用和维护21
2．4标准电感21
2．4．1对标准电感的技术要求22
2．4．2标准电感器的主要技术性能22
2．4．3实际线圈的等效电路22
2．4．4标准电感的使用和维护23
2．5标准电容24
2．5．1对标准电容器的技术要求24
2．5．2实际电容器的等效电路24
2．5．3标准电容器的屏蔽25
2．5．4标准电容器的主要技术性能25
2．5．5标准电容器的使用及维护26
思考题与习题26
第2篇电气测量指示仪表及直读测量27
第3章电气测量指示仪表的一般知识27
3．1电气测量指示仪表的分类27
3．2电气测量指示仪表的组成27
3．2．1仪表的组成27
3．2．2仪表测量机构的组成原理28
3．3电气测量指示仪表的主要技术特性30
思考题与习题34
第4章磁电系仪表35
4．1磁电系测量机构35
4．1．1磁电系测量机构的结构35
4．1．2磁电系测量机构的工作原理36
4．2磁电系电流表37
4．2．1单量限电流表38
4．2．2分流器38
4．2．3多量限电流表40
4．3磁电系电压表42
4．4磁电系欧姆表45
4．4．1欧姆表的基本原理45
4．4．2欧姆表的倍率45
4．4．3欧姆表的调零46
4．5带整流器的磁电系仪表47
4．5．1半波整流式仪表48
4．5．2全波整流式仪表48
4．5．3整流系电流表和电压表49
4．6万用表50
4．6．1万用表的结构50
4．6．2万用表原理电路51
4．6．3万用表的正确使用和维护55
4．7兆欧表56
4．7．1兆欧表的结构56
4．7．2兆欧表的工作原理57
4．7．3兆欧表的使用58
4．8磁电系检流计和冲击检流计60
4．8．1检流计的结构特点60
4．8．2检流计的特性及参数61
4．8．3检流计的正确使用和维护63
4．8．4冲击检流计63
*4．9晶体管放大式检流计64
4．10磁电系仪表的技术特性65
思考题与习题66
第5章电磁系仪表68
5．1电磁系测量机构68
5．1．1电磁系测量机构的结构68
5．1．2电磁系测量机构的工作原理69
5．2电磁系电流表70
5．3电磁系电压表71
5．4电磁系仪表的技术特性72
思考题与习题74
第6章电动系仪表75
6．1电动系测量机构75
6．1．1电动系测量机构的结构75
6．1．2电动系测量机构的工作原理75
6．2电动系电流表77
6．3电动系电压表78
6．4电动系仪表的技术特性79
6．5铁磁电动系仪表80
6．6电动系功率表及其使用81
6．6．1功率表的结构和工作原理81
6．6．2功率表的读数82
6．6．3功率表的正确使用82
6．7低功率因数功率表85
6．8电动系相位表86
6．8．1电动系相位表的结构及工作原理86
6．8．2电动系相位表的使用88
6．9电动系频率表88
6．9．1电动系频率表的结构及工作原理88
6．9．2电动系频率表的使用90
思考题与习题90
第7章感应系仪表92
7．1感应系测量机构92
7．1．1感应系测量机构的结构92
7．1．2感应系测量机构的工作原理92
7．2感应系电度表95
7．2．1单相电度表的结构与原理95
7．2．2电度表的主要技术特性及使用97
思考题与习题99
第8章电气测量指示仪表的选择与检定100
8．1常用电气测量指示仪表的性能比较100
8．2电气测量指示仪表的选择101
8．3电气测量指示仪表的检定103
8．3．1检定项目及技术要求103
8．3．2仪表准确度的检定方法106
8．4直接比较法检定电流表、电压表、功率表107
8．4．1检定前的准备工作107
8．4．2检定线路107
8．4．3检定步骤110
8．4．4测量数据的计算、化整与仪表准确度的确定110
*8．5热电比较法检定电流表、电压表、功率表112
8．5．1热电变换器的结构及工作原理112
8．5．2热电比较法检定电压表、电流表、功率表113
思考题与习题115
第9章电量和电路参数的直读测量116
9．1电流、电压的直读测量116
9．1．1测量电流、电压应注重的问题116
9．1．2电流、电压直读测量的方法误差116
9．1．3电流和电压的其他测量方法119
9．2直流电路参数的直读测量119
9．2．1用欧姆表、兆欧表测直流电阻119
9．2．2伏安法测量直流电阻120
9．2．3替代法和半偏法测直流电阻121
9．2．4用冲击检流计测绝缘电阻122
9．3交流电路参数的直读测量123
9．3．1用三表法测阻抗123
9．3．2用伏安法测量交流电阻、电感和电容125
9．3．3电感的测量126
9．3．4电容的测量128
9．4功率的直读测量130
9．4．1三相电路有功功率的测量131
9．4．2对称三相电路无功功率的测量135
9．5测量用互感器138
9．5．1概述138
9．5．2测量用互感器的结构和工作原理139
9．5．3测量用互感器的误差和准确度等级141
9．5．4互感器的正确使用143
思考题与习题146
第3篇比较仪器及比较测量法149
第10章直流电位差计150
10．1直流电位差计的工作原理150
10．1．1电位补偿原理150
10．1．2直流电位差计的原理电路150
10．2直流电位差计的线路结构152
10．2．1直流电位差计的温度补偿线路结构152
10．2．2直流电位差计的测量线路152
10．3UJ9型直流电位差计的简化线路154
10．4直流电位差计的分类和主要技术特性155
10．5直流电位差的使用与维护156
10．5．1直流电位差计的使用156
10．5．2直流电位差计的维护157
10．6直流电位差计的应用及其检定158
10．6．1直流电位差计的应用158
10．6．2直流电位差计的检定159
思考题与习题161
第11章交流电位差计162
11．1交流电位差计的特点162
11．2极坐标式电位差计线路162
11．3直角坐标式电位差计线路163
11．3．1互感移相型163
11．3．2阻容移相型164
11．4交流电位差计的技术特性和应用164
思考题与习题165
第12章直流电桥166
12．1直流单电桥166
12．1．1直流单电桥的平衡条件及其性质166
12．1．2直流电桥的用途及特点168
12．1．3实际的单电桥线路168
12．2直流双电桥169
12．2．1双电桥的原理169
12．2．2双电桥测大电阻存在问题171
12．2．3实际的双电桥线路171
*12．2．4关于电阻r171
*12．3三次平衡双电桥172
12．3．1对接触电阻和引线电阻的处理172
12．3．2三次平衡双电桥的原理173
*12．4单电桥的电源接入点的选择173
12．5直流电桥的主要技术特性175
12．6直流电桥的使用、维护及检定176
12．6．1直流电桥的使用176
12．6．2直流电桥的维护177
12．6．3直流电桥的检定177
思考题与习题177
第13章交流电桥179
13．1交流电桥的基本原理179
13．1．1交流电桥的平衡条件179
13．1．2交流电桥的特点180
13．1．3交流指零仪和电源182
13．2常用的交流阻抗比电桥183
13．2．1电容电桥183
13．2．2电感电桥185
13．2．3测量频率的电桥187
13．2．4万用电桥187
13．3变压器电桥188
13．3．1变压器电桥的特点188
13．3．2变压器电桥的基本原理189
13．3．3变压器电桥的基本线路190
13．3．4等效三端网络190
*13．4交流电桥的干扰防护及使用191
13．4．1干扰因素及其影响192
13．4．2干扰的检查192
13．4．3干扰的排除192
13．4．4使用注意事项192
*13．5交流电桥的灵敏度和收敛性193
13．5．1交流电桥的灵敏度193
13．5．2交流电桥的收敛性194
思考题与习题196
第4篇磁测量技术197
*第14章磁测量的基本知识197
14．1磁场的基本知识197
14．1．1磁感应强度197
14．1．2磁力线和磁通197
14．2磁场强度及安培环路定律198
14．3磁场边界条件199
14．4电磁感应200
14．4．1电磁感应定律200
14．4．2均匀磁场中运动导体内的感应电动势200
14．4．3均匀磁场中转动线圈内的感应电动势201
14．5铁磁材料的磁特性201
14．6磁路概念203
14．7磁学标准量具205
思考题与习题206
第15章磁场的测量208
15．1磁测量的感应法208
15．1．1冲击检流计法208
15．1．2磁通表法210
15．1．3旋转线圈法212
15．1．4数字磁通表法213
15．2磁测量的霍尔效应法214
15．2．1霍尔效应214
15．2．2霍尔效应法测磁场215
15．2．3霍尔电流表216
15．3磁测量的铁磁探针法217
15．3．1磁通门磁场计的结构217
15．3．2测量原理218
思考题与习题218
第16章铁磁材料静态磁性的测量220
16．1测量样品的准备220
16．1．1闭路样品220
16．1．2开路样品和磁导计221
16．1．3样品的去磁221
16．2样品中的磁场的测量222
16．2．1扁平测H线圈222
16．2．2双层同轴测H线圈223
16．2．3用磁位计测磁压223
16．3用冲击法测量静态磁特性224
16．3．1基本磁化曲线的测定224
16．3．2磁滞回线的测定226
*16．4静态磁性的自动测量装置228
思考题与习题229
第17章铁磁材料动态磁性的测量230
17．1交流磁化的特点230
17．1．1铁芯损耗230
17．1．2磁通的趋表效应231
*17．1．3铁芯中的B(t)和H(t)的波形232
*17．1．4正弦波磁感应强度的获得233
17．2交流磁化曲线和交流磁滞回线的测量233
17．2．1交流磁化曲线的测量233
17．2．2交流磁滞回线的测量235
17．3铁芯损耗的测量236
17．3．1硅钢片样品236
17．3．2测量铁芯损耗的线路237
*17．4电桥法测量复磁导率和铁芯损耗239
17．4．1复磁导率239
17．4．2被测样品等效为电路元件239
17．4．3测复磁导率的交流电桥240
17．4．4用交流电桥测量铁芯损耗241
思考题与习题241
第5篇电子测量技术基础243
第18章电子仪器及应用243
18．1信号发生器243
18．1．1信号发生器概述243
18．1．2XD-2C低频信号发生器244
18．1．3函数发生器247
18．1．4脉冲和方波发生器248
18．1．5扫描发生器249
*18．1．6合成信号发生器250
18．2电子示波器及其应用250
18．2．1示波器的基本原理251
18．2．2示波器主要技术指标253
18．2．3示波器的分类254
18．2．4示波器的应用255
18．3电子电压表及其应用256
18．3．1电子电压表概述256
18．3．2电子电压表的整流原理256
18．3．3电子电压表的基本结构与特点261
18．3．4电子电压表的应用261
思考题与习题265
第6篇数字测量技术基础267
第19章数字仪表及数字测量技术267
19．1概述267
19．1．1数字仪表及数字测量技术的发展267
19．1．2数字仪表的构成原理268
19．1．3数字仪表及数字测量技术的特点268
19．1．4数字仪表的分类269
19．2电子计数器269
19．2．1工作原理269
19．2．2基本组成框图270
19．3直流数字电压表270
*19．3．1逐位逼近比较式数字电压表271
*19．3．2电压-时间变换型（U-T）数字电压表271
*19．3．3电压-频率型（U-f）数字电压表277
19．3．4直流数字电压表的主要技术指标279
19．3．5直流数字电压表的检定281
19．3．6使用直流数字电压表的注意事项281
19．4主要电学量的数字化测量技术282
19．4．1直流电流和中高值电阻的测量282
19．4．2低值电阻的测量283
19．4．3超高值电阻的测量283
19．4．4交流电压/电流的测量284
19．4．5频率的测量285
19．4．6周期的测量286
19．4．7相位的测量287
19．4．8单相有功功率的数字测量288
19．4．9三相功率和电能的数字测量290
19．5数字万用表291
19．5．1数字万用表的构成原理291
19．5．2数字万用表的主要特点294
19．5．3数字万用表的测量准确度296
19．5．4数字万用表测量误差计算296
*19．6新型数字化仪表297
19．6．1微机化仪表297
19．6．2虚拟仪器简介299
思考题与习题305
参考文献307