1.2 电工仪表的分类及面板符号

1.2.1 电工仪表的分类及类型

电工仪表是用于测量电压、电流、电能、电功率等电量和电阻、电感、电容等电路参数的仪表,在电气设备安全、经济、合理运行的监测与故障检修中起着十分重要的作用。电工仪表的结构性能及使用方法会影响电工测量的精确度,电工必须能合理选用电工仪表,而且要了解常用电工仪表的基本工作原理及使用方法。

(1)电工仪表的分类

电工指示仪表的种类很多,分类方法各异,通常有以下不同的分类方法。

①按仪表测量原理分为:电磁式、磁电式、电动式、感应式、整流式、热电式、静电式、电子式等。

②按被测电量的名称(或单位)分为:电流表(安培表、毫安表和微安表)、电压表(伏特表、毫伏表)、功率表(瓦特表)、计量电能的电能表、相位表(或功率表)、频率表、欧姆表、兆欧表、接地电阻测量仪以及多种用途的仪表,如万用表等。

③按被测电压和电流的种类分为:直流电压和电流表、交流电压和电流表、交直流两用表、三相交流表等。

④按使用性质和装置方法的不同,可分为固定式(开关板式)、携带式仪表。固定式仪表(通常固定安装在开关板或某一装置上,一般误差较大(即准确度较低)价格也较低,适用于一般工业测量。便携式仪表误差较小(准确度较高),价格较贵,适于维修和实验室使用。

⑤按仪表的准确度分为:0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共七个等级,数字越小表示准确度越高。一般说的精密仪表是指精密级为0.5级,很精密级是0.2级,较精密级是1.0级,常规的电工测量仪表的等级为1.5级,这种仪表通常为板式仪表,用于配电系统的一般测量,粗测级仪表是指准确度为2.5级的仪表,这种仪表常作为小型配电盘的测量仪表和用于精度要求不高的测量场所。

⑥按仪表对电磁场的防御能力可分为:Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四级;其中Ⅰ等的防御能力最好。按仪表的使用条件可分为A、B、C三组,A、B两组用于室内,C组用于室外或船舰、飞机、车辆上。

(2)常用电工测量仪表类型

常用电工测量仪表通常分为四种类型。

①直读指示仪表。它把电量直接转换成指针偏转角,测量时通过指针偏转,将要测量的电量直接读出,如电压表、电流表、功率表、万用表等,直读指示仪表如图1-1所示。

图1-1 直读指示仪表

②比较仪表。它与标准器比较,并读取二者比值,测量时需要与相应的标准量进行比较读出二者的比值,如惠斯登电桥用来测量电阻,万用电桥用来测量电容、电感。比较仪表往往用来作为精确测量一些电学量以及检验其他仪器或仪表用,比较仪表如图1-2所示。

图1-2 比较仪表

③图示仪表。图示仪表显示两个相关量的变化关系,如示波器。图示仪表直观效果好,但只能作为粗测级仪表,图示仪表如图1-3所示。

图1-3 图示仪表

④数显仪表。数显仪表将被测的模拟量转换成为数字量,直接读出,例如,常用的数字电压表、数字万用表等。数显仪表如图1-4所示。数字仪表的特点:采用数字测量技术,并以数码的形式直接显示出被测量的大小。数字仪表分为数字式电压表、数字式万用表、数字式频率表等。

图1-4 数显仪表

3种显示方式的优缺点比较见表1-2。

表1-2 3种显示方式的优缺点比较

(3)电工指示仪表的组成及基本工作原理

①电工指示仪表的组成。电工指示仪表的种类很多,但是它们的主要作用是将被测电量变换成仪表活动部分的偏转角位移。为了将被测量变换成指针的角位移,电工指示仪表通常由测量机构和测量线路两部分组成,如图1-5所示。

图1-5 电工指示仪表的组成方框图

②基本工作原理。电工指示仪表的测量机构将被测电量X(如电压、电流、功率等)或非电量转换成测量机构能直接测量的电量时,测量机构活动部分在偏转力矩的作用下偏转。同时,测量机构产生反作用力矩的部件所产生的反作用力矩也作用在活动部件上,当转动力矩与反作用力矩相等时,可动部分便停止下来,指出被测量的大小。

1.2.2 电工仪表面板符号

在每一个电工指示仪表的表面上都有多种符号的表面标记,它们显示了仪表的基本技术特性。这些符号表示了该仪表的形式、型号、被测量的单位、准确度等级、正常工作位置、防御外磁场的等级、绝缘强度等。

常见的电工指示仪表测量单位的名称、符号见表1-3;电工指示仪表工作原理的图形符号见表1-4;电工指示仪表测量电流种类的图形符号见表1-5;电工指示仪表准确度等级的符号见表1-6;电工指示仪表工作位置的符号见表1-7;电工指示仪表绝缘强度的符号见表1-8;电工指示仪表端子的符号见表1-9;电工指示仪表外界条件的符号见表1-10。

表1-3 测量单位的名称、符号

表1-4 仪表工作原理的图形符号

表1-5 电流种类的图形符号

表1-6 准确度等级的符号

表1-7 工作位置的符号

表1-8 绝缘强度的符号

表1-9 端子的符号

表1-10 外界条件的符号