文档介绍：绪论
一、课程内容
“感”——传感器,
“测”——测试技术: 电量测试非电法
非电量测试电测法
电测法优点:1°可扩展量程,提高精度
2°可扩展频带,提高精度
3°可实现遥测
4°可实现数字化、智能化、网络化
二、地位与作用

、生活、国防现代化的基础
三、传感器与敏感器

定义——把非电量转换为电量的器件或装置
类型——物理传感器结构型模拟式
物性型数字式
化学传感器
生物传感器

定义——把被测非电量转换为传感器可用非电量的器件或装置
x——被测非电量
z——传感器可用非电量
y――传感器输出电量
敏感器传输函数
传感器传输函数
敏感器传感器复合函数

四、测量仪表与系统

模拟式电测仪表
数字式电测仪表

第一章电流、电压和功率的测量
本章重点:动圈式磁电系测量机构(“表头”)的工作原理、直流电流表原理、
交流电流表原理、电流/电压转换法、直流电压表原理、交流电压测量方法、
电动系测量机构的工作原理、电动系功率表工作原理及使用方法。
本章难点:非正弦电压的波形换算、用时分割乘法器测量功率
电流的测量
电流表直接测量法
直流电流表
动圈式磁电系测量机构(“表头”)的工作原理——图1-1-1
“动圈”(即可以转动的线圈)由弹性支承悬挂在永久磁铁产生的磁场中,当
动圈中流过电流i时,动圈在磁场中受到的电磁力矩为:

动圈转动时受到弹性支承作用的弹性力矩为:
动圈转动时受到与转动角速度成正比的阻尼力矩

驱使动圈转动,而、则阻止线圈转动,因此根据转动定律有:

将、、代入上式得到动圈式磁电系测量机构的动态方程:

若信号电流为直流I,在达到稳定之后,上式左边前两项均为零,于是得到动圈式磁电系测量机构的静态方程:

式中S0=C/k称为动圈测量机构的静态灵敏度
2、以动圈式磁电系测量机构为“表头”的非电量测量仪表――图0-2(a)
图0-2(a)中传感器的灵敏度(输出电量与输入非电量之比)为S1,测量电路把传感器输出的电量转换成直流电流,其灵敏度(输出直流电流与输入电量之比)为S2,则表头指针偏转角与被测非电量成线性正比关系。
式中为图0-2(a)所示非电量的电测仪表的总灵敏度。
多量程电流表原理――图1-1—3(b)
单量程交流电流表配接分流电阻即构成多量程交流电流表
若电流表有三挡量程:、、,则量程分流电阻、、满足如下关系式:
即(量程满偏电流)×(量程分流电阻)=(表头满偏电流)×(环路总阻)
使用多量程的电流表时,首先应使用最大的电流量程;然后减小量程,直到得到明显的偏转。为了提高观察的准确度,应使用给出的读数尽可能接近满刻度的量程。
交流电流表――图1-1—4
直流电流表配接半波整流电路或全波整流电路即构成交流电流表
单量程交流电流表配接分流电阻即构成多量程交流电流表
三、测量误差图1-1-5
被测电流实际值图1-1-5(a)
电流表读数值图1-1-5(b)
测量误差
结论:电流表内阻越小越好
电流——电压转换法
一、取样电阻法――在被测电流回路中串入很小的标准电阻r
图1-1-6(a):
图1-1-6(b):
所以

所以
图1-1-6(c): R1>>r

——差放放大倍数
比较:图1-1-6(c)的误差大些, 图中r并联了差动放大器输入阻抗2R1,对Ix有分流作用。图1-1-6(a)(b)运放输入电流为零,对r上电流无分流作用。
公式(1-1-16)的证明:
②-①式相减得

所以③
° ④
③÷④式得:

因差动放大器的输入阻抗为2R1
所以

所以
式中
二、反馈电阻法——被测电流回路中串入电压并联负反馈电路
-1-7(a)
一般
-1-7(b)

所以
因为

所以
比较:取样电阻法比较适合测量较大电流
反馈电阻法比较适合测量较小电流
电流/频率转换法――图1-1-8

电流/磁场转换法()
电流互感器法
图1-1-9 原边
付边
图1-1-10(a)
(b)
电压测量
直流电压的测量
一、普通直流电压表
――图1-2-1
Im—电流表量程 Um—电压表量程
—内阻
灵敏度(Ω/V数) 所以
――图1-2-2