电机工程手册 试用本 第4篇 电磁测量PDF电子书下载

第1章 电测量 1

1 概述 1

1.1 定性认识被测量及明确测量目标 1

1.1.1 按测量特点定性认识被测量 1

1.1.2 明确测量目标 2

1.2 选择测量方式 3

1.2.1 直接测量 3

1.2.2 间接测量 3

1.2.3 组合测量 3

1.3 选择测量方法 3

1.3.1 直读法 3

1.3.2 比较法 3

1.4 选用测量仪器时应考虑的问题 3

1.4.1 仪器仪表准确度等级 3

1.4.2 工作条件 4

1.4.3 仪表量限的选择 4

1.4.4 配套测量器具的选择 4

2 电流、电压的测量 4

2.1 中等量值电流和电压的测量 5

2.1.1 测量线路 5

2.1.2 用指示仪表测量 5

2.2 电流、电压的精确测量 5

2.2.1 用直流电位差计测量直流电压（电势） 5

2.2.2 用直流电位差计测直流电流 6

2.2.3 交直流比较仪测量交流电压、电流 6

2.2.4 用数字电压表测量交直流电流、电压 7

2.3 大电流的测量 7

2.3.1 用外附分流器扩大指示仪表量限 8

2.3.2 用磁总加器测量直流大电流 8

2.3.3 霍尔大电流测量仪 8

2.3.4 用直流互感器测量大电流 9

2.3.5 用交流电流互感器扩大指示仪表量限 9

2.4 高电压的测量 9

2.4.1 用附加电阻测量 9

2.4.2 用电阻分压器测量 10

2.4.3 用电容分压器测量 10

2.4.4 用交流电压互感器测量 10

2.5 小电流和低电压的测量 10

2.5.1 用检流计测小电流和低电压 10

2.5.2 用放大器扩大指示仪表量限 11

3 功率和电能的测量 11

3.1 直流功率和电能的测量 11

3.1.1 用电流表、电压表测量功率 11

3.1.2 用功率表测量功率 12

3.1.3 直流电能的测量 12

3.2 单相交流功率和电能的测量 12

3.2.1 用功率表测量有功功率 12

3.2.2 用单相电度表测单相交流有功电能 12

3.2.3 单相交流无功功率的测量 12

3.3 功率和电能的精确测量 13

3.3.1 用直流电位差计测直流功率 13

3.3.2 用数字式功率表测量功率和电能 13

3.3.3 用交流电位差计测交流小功率 13

3.3.4 通过交直流比较仪测交流有功功率 13

3.3.5 用标准电度表（回转计）测量交流电能 14

3.4 三相有功功率和有功电能的测量 14

3.4.1 一表法 15

3.4.2 二表法 15

3.4.3 三表法 16

3.5 三相无功功率和无功电能的测量 16

3.5.1 用有功功率表跨相90°联接法测量无功功率 16

3.5.2 用测量有功功率的二表法线路测量无功功率 16

3.5.3 具有人工中点的两有功功率表法 16

3.5.4 具有60°相角差的无功电度表 16

3.5.5 具有附加串联绕组的双元件无功电度表 16

3.5.6 经电流互感器实现三相电流差接法 17

3.5.7 用正弦无功功率表测量 17

3.6 特殊条件下的功率测量 17

3.6.1 低功率因数下功率的测量 17

3.6.2 超低频功率的测量 17

4 相位角和频率的测量 17

4.1 相位角的测量 17

4.1.1 单相电路中相位角的测量 17

4.1.2 三相电路中相位角的测量 18

4.2 频率的测量 18

4.2.1 用指示仪表测量 18

4.2.2 用数字式频率表精确测量 18

5 电阻的测量 18

5.1 中值电阻的测量 18

5.1.1 间接测量 18

5.1.2 直接测量 19

5.1.3 用数字欧姆表测量 19

5.2 小电阻的测量 19

5.2.1 用安培表、毫伏表测量 19

5.2.2 用双电桥测量 19

5.3 大电阻的测量 20

5.3.1 用检流计测量 20

5.3.2 有直流放大器测量 20

5.3.3 用冲击检流计测量 20

5.3.4 用超高阻电桥测量 21

5.4 电阻的精确测量 21

5.4.1 用单电桥测量 21

5.4.2 用双电桥测量 21

5.4.3 有电位差计测量 22

5.4.4 有电流比较仪式电桥测量 22

5.5 绝缘电阻的测量 23

5.5.1 用兆欧表测量 23

5.5.2 用电压表测量 23

5.6 接地电阻的测量 23

5.6.1 用电流表电压表测量 23

5.6.2 用电桥线路测量 23

5.6.3 有补偿线路测量 24

5.7 电阻率的测量 24

5.7.1 半导体电阻率的测量 24

5.7.2 绝缘材料电阻率的测量 24

6 交流电参量的测量 25

6.1 交流电桥的应用 25

6.1.1 阻抗比率臂电桥 25

6.1.2 变压器比率臂电桥 29

6.1.3 自动电桥 29

6.1.4 交流电桥的选用原则 29

6.1.5 使用中的注意事项 29

6.2 交流电阻的有功分量及时间常数的测量 29

6.2.1 交流电阻的有功分量的测量 30

6.2.2 交流电阻线圈时间常数的测量 30

6.3 电容及其介质损耗角正切的测量 30

6.3.1 小电容（10-6～10-2pF）的测量 30

6.3.2 中值电容（100pF～1000μF）的测量 31

6.3.2 大电容（＞1000μF）的测量 31

6.3.4 电解电容的测量（1～2000μF） 31

6.3.5 电容器介质损耗角正切的测量 31

6.3.6 介电常数ε的测量 32

6.4 电感、互感及电感线圈品质因数的测量 32

6.4.1 空气电感线圈的测量 32

6.4.2 带铁心电感的测量 32

6.4.3 无直流偏置的铁心电感 32

6.4.4 互感的测量 33

6.4.5 电感线圈品质因数Q的测量 33

7 误差的评价及测量结果的处理 33

7.1 误差的分类 33

7.2 产生系统误差的来源 34

7.3 消除系统误差的方法 34

7.4 随机误差 35

7.5 随机误差的分布规律 35

7.6 用剩余误差表示的误差公式 35

7.7 间接测量时误差的计算 37

7.8 间接测量中误差综合定律的扩展应用 38

7.8.1 仪器仪表及测量装置的误差综合 38

7.8.2 误差的分配 39

7.8.3 微小误差准则 39

7.9 从测量结果数据求近似函数关系式 39

7.9.1 直线函数关系式（线性回归） 39

7.9.2 曲线函数关系式（曲线回归） 40

8 电测装置的防护 40

8.1 干扰来源和抗干扰的一般措施 41

8.1.1 直流线路中的干扰 41

8.1.2 交流线路中的干扰 41

8.2 测量线路防护原理及其选择 41

8.2.1 接地法 42

8.2.2 电磁屏蔽法 42

8.2.3 静电屏蔽法 43

8.2.4 对称法 45

8.2.5 有源四端网络法 45

8.3 关于电子仪器的常模和共模抑制 46

8.3.1 常模干扰及其抑制方法 46

8.3.2 共模干扰及其抑制方法 46

8.4 电测设备组合运用时的抗干扰问题 47

9 电学标准量具的传递 47

9.1 电学基准器及其国际比对 47

9.1.1 电学基准器 47

9.1.2 电学基准器的国际比对 47

9.2 电学标准量值的传递 48

10 电测技术的应用 48

10.1 电测技术的发展 48

10.2 电测技术在非电量测量中的应用 48

10.2.1 非电量电测仪表的构成 53

10.2.2 传感器的分类 53

10.3 自动测量与生产过程自动化 53

第2章 磁测量 54

1 概述 54

1.1 磁性材料的基本磁特性 54

1.1.1 静态、动态磁特性 54

1.1.2 磁化曲线 54

1.1.3 磁滞回线、极限磁滞回线、饱和磁感应强度Bs 55

1.1.4 退磁曲线和磁能曲线 55

1.1.5 磁导率 56

1.1.6 回复磁导率μec 56

1.1.7 交变磁场下的各种磁参数 56

1.1.8 可逆磁导率μrev、脉冲磁导率μPL、感应磁导率μp 57

1.1.9 磁滞损耗、铁损P 57

1.1.10 矩形比α、开关时间τs、抗干扰比к 57

1.1.11 纵向磁致伸缩系数λ 58

1.2 基本测量方法 58

2 磁场的测量 60

2.1 电磁感应法 60

2.2 半导体磁效应法 60

2.2.1 霍尔效应 60

2.2.2 磁阻效应 61

2.2.3 磁敏二极管及磁敏三极管 61

2.3 核磁共振吸收法 61

2.4 磁通闸门法 62

2.5 光泵法 63

2.6 约瑟夫逊效应法 63

3 静态磁特性的测量 64

3.1 试样选取、磁化、退磁 64

3.1.1 试样选取 64

3.1.2 磁化 64

3.1.3 退磁 65

3.2 内磁场强度和磁感应强度的测量 65

3.2.1 测量内磁场Hi 65

3.2.2 测量磁感应强度B 65

3.2.3 测量装置 65

3.3 饱和磁化强度、磁化率、温度特性的测量 68

3.4 磁致伸缩系数的测量 69

4 动态磁特性的测量 69

4.1 动态测量的一般问题 69

4.2 动态磁化曲线、动态磁滞回线的测量 70

4.2.1 动态磁化曲线 70

4.2.2 动态磁滞回线 71

4.2.3 动态磁化曲线、动态磁滞回线测量装置 71

4.3 铁损的测量 73

4.3.1 电桥法 73

4.3.2 瓦特表法 73

4.3.3 铁损测量装置 74

4.4 复数磁导率和感应磁导率的测量 76

4.4.1 复数磁导率 76

4.4.2 感应磁导率 77

4.5 脉冲磁特性的测量 77

4.5.1 脉冲磁导率的测量 77

4.5.2 记忆磁心矩形比、开关时间、抗干扰比的测量 78

5 磁测量技术的应用 78

5.1 直流电机内部空气隙磁场的测量与换向极位置的调整 80

5.1.1 直流电机内部空气隙磁场测量 80

5.1.2 直流换向极位置的调整 80

5.2 钢件及钢管无损测试和探伤 80

5.2.1 钢件无损自动测试仪 80

5.2.2 无损自动磁探伤 80

5.3 磁栅测量装置 80

附录 常用的磁测量仪器 81

参考文献 83