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第一章 电磁计量基础知识 1

第一节 电路的基本概念 1

一、电路和电路模型 1

二、电路的基本物理量 2

三、电路的基本元件 6

四、基尔霍夫定律 12

五、电路的等效变换 13

第二节 线性网络的分析方法和基本定理 16

一、线性网络的一般分析方法 16

二、电路基本定理 19

第三节 线性电路过渡过程简介 23

一、电路的动态过程 23

二、一阶电路的零输入响应 24

三、一阶电路的零状态响应 26

四、一阶电路的全响应 27

第四节 正弦稳态电路 28

一、正弦量及其相量表示 28

二、R,L,C元件的交流特性 32

三、复阻抗和复导纳 35

四、正弦稳态电路分析方法 38

五、一端口网络的功率 40

六、串、并联谐振电路 42

七、互感电路 45

八、实际电路元件的模型 49

九、三相电路 51

第五节 磁路 56

一、磁场的基本物理量及基本性质 56

二、铁磁材料的磁化曲线 58

三、磁路和磁路的基本定律 59

四、恒定磁通无分支磁路的计算 60

五、铁心线圈 61

六、变压器 62

第二章 直流电阻及仪器 66

第一节 直流电阻器 66

一、通用基本知识 66

二、直流（标准）电阻（箱）检定 67

第二节 直流电阻式电桥 75

一、直流单电桥 75

二、直流双电桥 77

三、直流（电阻）电桥的检定 78

第三节 直流电流比较仪式电桥 90

一、直流电流比较仪式电桥的工作原理 90

二、直流电流比较仪式电桥的应用 92

三、电流比较仪电桥的特点 93

四、测量中注意的几个问题 93

第四节 直流电位差计 94

一、直流电位差计 94

二、直流电位差计的检定 95

三、直流电阻分压箱 104

第五节 直流比较仪式电位差计 107

一、直流比较仪式电位差计的工作原理 107

二、直流比较仪式电位差计特点 109

第六节 直流光电放大式检流计 110

一、直流光电放大式检流计的原理 110

二、光电放大式检流计的组成 114

第七节 直流测量 114

一、直流测量的主要测量方法及适用范围 114

二、热电势、寄生电势的概念及克服方法 117

三、零位电阻、开关接触电阻的概念及其对电阻测量的影响 118

四、弱信号测量的屏蔽与保护 118

五、测量电路的静电干扰 120

六、直流仪器检定的预处理及其必要性 121

第三章 标准电池 122

第一节 标准电池的基本知识 122

一、标准电池的简单原理 122

二、标准电池的分类 123

三、标准电池电动势的温度系数 125

四、标准电池的结构特点 127

五、正确掌握标准电池的使用和运输方法 128

第二节 标准电池的检定方法和检测技术 128

一、标准电池的溯源和量值传递系统 128

二、标准电池的检定设备 130

三、差值替代法检定标准电池 132

四、替代法检定标准电池 133

五、控温标准电池电动势的检测 133

六、标准电池内阻的检测 134

七、检定结果处理 134

八、测量结果不确定度的评估方法 135

九、约瑟夫森效应的基本原理及传递方法 138

十、标准电池质量保证方案和数据处理 140

第四章 交流阻抗 145

第一节 交流电阻 145

一、交流电阻及电导的定义 145

二、电阻率的测量 146

三、电阻的串联和并联计算 146

四、星形网络作为等效大电阻使用的计算 147

五、具有残余电感和分布电容的电阻对等效电阻的影响 147

六、四端电阻和两端电阻的定义 147

七、在频率1MHz以下测量低值电阻和高值电阻的连接 148

八、电阻温度系数的含义 148

第二节 电容及损耗因数 149

一、电容及容抗 149

二、电容器损耗因数计算方法 149

三、二端电容器（屏蔽作为一个端钮），三端电容器（屏蔽作为一个端钮）和五端电容器的测量方法 149

四、测量引线对二端电容器和三端电容器的影响 150

五、由感应式分流器和自耦式分压器组成的等效五端大电容的电容值与分流比及分压比的关系 151

六、测量电容时要用屏蔽导线联接被测电容器 152

七、测量小电容时要用屏蔽插头 153

八、严禁将两个三端电容器相互串联作为电容标准 153

九、石英电容器温度系数的主要来源 153

十、电容器等效损耗标准和屏蔽分布电容对损耗值的影响 153

十一、用串联等效电路或并联等效电路测量电容器时电容量的差别 155

十二、不密封的空气电容器受潮后电容量变化趋势 156

十三、LCR测量仪和变压器电容电桥的简单原理 156

十四、各种等级标准电容器的检定数据应给出的有效位数 158

十五、测量数据的修约规则 159

十六、标准电容器的检定 159

第三节 电感及品质因数 162

一、电感、感抗及电感器品质因数 162

二、有短路片的标准电感器的实际电感值与其增量电感值之差的一阶近似值 163

三、引起标准电感器温度系数和湿度系数的主要原因 163

四、低值电感器和高值电感器的频率响应 164

五、镯环形电感器 165

六、纺车形（沙利文电感器）电感器 165

七、两个电阻和一个电容组成的等效大电感 165

八、由反向器，积分器和电阻组成的等效有源三端大电感器的等效电感 166

九、用两根相绞合的屏蔽导线连接被检电感器的作用 167

十、周围电磁环境对电感值测量的影响 167

十一、用测量方法消除外界稳定的交变磁场对被测电感器的干扰 168

十二、电感器用串联或并联等效电路测量时，电感值的差别和它们之间的转换关系 169

十三、减小测量连线与被测电感器之间的耦合 169

十四、标准电感器的检定 169

第五章 电阻应变仪 173

第一节 电阻应变仪 173

一、电阻应变仪的用途 174

二、应变仪的整机方框图 174

三、动态应变仪进行零平衡 175

四、1/4桥、半桥、全桥电路及输出电压的表达式 175

五、电阻应变仪按电桥供电频率和应变变化频率给应变仪的分类 176

六、公式△R/R=Kε中各符号的含义 176

第二节 电阻应变仪的检定 176

一、电阻应变仪的检定用设备 177

二、检定环境条件 177

三、检定项目 177

四、应变仪的检定方法 178

第六章 音频电压比率 186

第一节 感应分压器 186

一、自耦式感应分压器 187

二、隔离式感应分压器 188

三、感应分压器的检定 189

第二节 变压比电桥 193

一、变压比电桥的工作原理 194

二、变压比电桥的检定 195

第七章 交流电量 198

第一节 电测量模拟指示仪表的一般知识 198

一、电测量指示仪表的组成及基本工作原理 199

二、电测量指示仪表的分类和主要技术要求 202

第二节 磁电系仪表 205

一、磁电系测量机构及工作原理 205

二、磁电系电流表、电压表 206

三、磁电系仪表的温度误差与补偿 208

第三节 电磁系仪表 209

一、电磁系测量机构和工作原理 209

二、电磁系电流表和电压表 212

三、电磁系仪表的附加误差 213

第四节 电动系仪表 215

一、电动系测量机构和工作原理 215

二、电动系电流表和电压表 217

三、电动系功率表 218

四、低功率因数功率表 222

五、电动系三相功率表 224

六、铁磁电动系三相功率表 226

第五节 整流系仪表 227

一、整流电路 227

二、整流系电压表和电流表 228

第六节 相位表和频率表 229

一、电动系比率表（流比计）的结构和工作原理 230

二、电动系相位表 231

三、电动系频率表 233

四、变换式频率表、功率因数表 235

第七节 电测量变送器 236

一、电量变送器的一般技术要求 236

二、交流电流、电压变送器 237

三、三相功率变送器 238

四、频率、相位变送器 240

第八节 热电变换及交直流比较仪 241

一、热电效应与热电变换器 241

二、热电式交直流比较仪 244

第九节 万用表和钳形表 245

一、万用表 245

二、钳形电流表 248

第十节 电测量模拟指示仪表的检定 249

一、电测量模拟指示仪表的检定的一般规定 249

二、检定方法 252

三、电压表、电流表、功率表及电阻表的检定 255

四、检定结果的处理和检定周期 259

第十一节 静电电压表的检定 260

一、计量性能要求 260

二、检定项目 261

三、检定方法 261

四、检定结果的处理 264

五、检定周期 265

第十二节 频率表及相位表的检定 265

一、频率表的检定 265

二、相位表和功率因数表的检定 267

第十三节 电测量变送器的检定 268

一、电测量变送器检定的一般规定 269

二、检定方法 272

三、检定结果的处理和检定周期 278

第八章 电能 279

第一节 电能的测量 279

一、有功电能的测量 279

二、无功电能的测量 281

第二节 电能表的计量检定 284

一、电能表的检定项目 284

二、电能表的检定方法 284

第三节 感应式电能表 293

一、常用电能表的分类 293

二、电能表的型号及铭牌标志符号的含义 293

三、感应式电能表工作原理 295

第四节 电子式电能表 296

一、电子式电能表工作原理 297

二、电子式电能表的基本结构 298

第五节 多功能电能表 299

一、概述 299

二、结构特点 301

三、最大需量 308

第六节 单相预付费电能表 310

一、基本原理 310

二、IC卡技术 310

三、主要性能指标及功能 313

四、单相分时计费电能表 314

第七节 电能表检定装置的计量检定 315

一、概述 315

二、结构 315

三、基本工作原理 316

四、功能 322

五、电能表检定装置的计量检定 323

六、单相电子式电能表示值误差测量结果的不确定度评定 334

七、三相电子式电能表示值误差测量结果的不确定度评定 338

第九章 互感器 341

第一节 互感器的用途及基本原理 341

一、互感器的用途 341

二、电流互感器的工作原理 343

三、电压互感器的工作原理 345

第二节 互感器的分类 345

一、电流互感器的分类 346

二、电压互感器的分类 347

第三节 互感器的基本结构 348

一、电流互感器的基本结构 348

二、电压互感器的基本结构 349

三、互感器在正常使用中的基本注意事项 350

第四节 互感器的计量特性 350

一、互感器的型号 350

二、互感器的符号、端子及标志 351

三、互感器的额定值 355

第五节 互感器的容量 356

一、电流互感器的容量 356

二、电压互感器的容量 357

第六节 互感器的误差特性 358

一、误差的概念 358

二、电流互感器的误差特性 359

三、电压互感器的误差特性 362

第七节 互感器的准确级 364

一、电流互感器的准确级 364

二、电压互感器的准确级 366

第八节 互感器的检定 368

一、检定条件 368

二、检定项目和检定方法 371

三、检定结果的处理 389

四、检定周期 391

第十章 互感器校验仪 392

第一节 互感器校验仪的工作原理 392

一、电位差式互感器校验仪的基本原理 392

二、比较仪式互感器校验仪的基本原理 397

三、电子式及数字式互感器校验仪的工作原理 403

第二节 互感器校验仪整体检定的理论基础 404

一、概述 404

二、整体检定方法 405

三、整体检定综合误差的计算与分配 405

四、互感器校验仪整体检定装置 406

第三节 互感器校验仪的检定 406

一、规程的适用范围 406

二、检定条件 407

三、检定项目 408

四、检定方法 409

第十一章 磁参量 415

第一节 磁参量基础知识 415

一、磁感应强度和磁场强度 415

二、磁通 416

三、强磁场标准、中磁场标准、弱磁场标准 416

四、电磁感应定律 417

五、磁感应强度的量值传递 417

六、磁通量具的量值传递 417

七、核磁共振的基本原理 418

第二节 弱磁场 418

一、磁场线圈常数 418

二、恒定弱磁场标准装置 419

三、单层亥姆霍兹线圈和螺线管线圈 420

四、磁通门磁强计 422

五、光泵磁强计 423

第三节 强磁场 423

一、霍尔效应磁传感器 423

二、强磁场标准装置 424

三、霍尔磁场计 424

四、核磁共振磁强计 425

第四节 磁通量 425

一、磁通量和磁感应强度 425

二、直流互感器 426

三、用冲击法实现磁通量值传递 426

四、磁通标准装置 427

五、伏秒发生器 427

六、电子式磁通表 428

第十二章 磁性材料 429

第一节 物理学磁规律和磁单位 429

一、物理学磁规律 430

二、磁参量及其相互间关系 431

三、磁路 432

四、磁性材料的有关概念 433

五、磁性材料的分类 434

六、磁性材料的测量方法 434

七、磁性材料的居里点 434

八、磁各向异性和磁致伸缩 435

第二节 永磁材料的磁性测量 435

一、永磁材料的基本特点、分类和应用 435

二、永磁材料基本磁性参数及其测量方法 436

三、J-H回线测绘 440

四、霍尔效应测量磁场 440

五、霍尔效应测量磁场的不确定度分析 441

第三节 软磁材料磁性测量 441

一、软磁材料基本特点、分类和应用 441

二、软磁材料基本磁性能参数及其测量 442

三、磁化历史对软磁材料磁性的影响 446

四、开磁路测量方法 446

五、交流磁性测量 446

六、动态和脉冲磁性测量 447

七、软磁材料测量中的基本量值及其计量溯源 447

第四节 电工钢（硅钢）片的磁性测量 448

一、硅钢片的基本特点、分类和应用 448

二、电工钢（硅钢）片的基本磁性参数 448

三、爱泼斯坦方圈法 449

第十三章 电气安全 453

第一节 耐压测试仪 454

一、概述 454

二、基本工作原理 454

三、分类 454

四、主要技术参数 456

五、误差公式、准确度等级与技术参数的关系 458

六、对耐压测试仪的通用技术要求 460

七、检定条件 461

八、检定项目和设备 462

九、输出电压、击穿电流和时间的检定 463

十、容量、纹波和失真度的测量 465

第二节 高绝缘电阻测量仪 467

一、概述 467

二、基本组成和工作原理 467

三、分类 468

四、主要技术参数 468

五、基本误差公式和准确度等级 469

六、通用技术要求 471

七、检定条件和检定项目 472

八、基本误差的几种检定方法 473

九、端钮电压的检定 478

十、电压倍率的检定 478

十一、端钮电压纹波含量的检定 478

十二、重复性的检定 478

第三节 直流低电阻表 478

一、直流低电阻表的工作原理 478

二、基值误差、准确度等级 479

三、基值误差的检定 480

第四节 绝缘电阻表 483

一、绝缘电阻的定义 483

二、绝缘电阻表的工作原理和使用方法 484

三、绝缘电阻表的主要技术术语 484

四、绝缘电阻表的基本误差和准确度等级 485

五、绝缘电阻表的主要技术参数 485

六、绝缘电阻表的检定条件和主要检定项目 486

七、绝缘电阻表的检定方法 486

第五节 接地电阻表 488

一、接地电阻及其基本概念 488

二、接地电阻表的工作原理和使用方法 489

三、接地电阻表的主要技术参数 490

四、接地电阻表主要技术参数的检定 491

第六节 泄漏电流测量仪 493

一、泄漏电流测量仪工作原理 493

二、主要技术参数 494

三、泄漏电流测量仪基本误差的几种检定方法 496

四、输入阻抗、频率特性的测量 497

五、通用技术要求 500

第七节 接地导通电阻测试仪 500

一、概述 500

二、基本组成和工作原理 501

三、分类 501

四、主要技术参数 501

五、基本误差公式和准确度等级 502

六、通用技术要求 504

七、检定条件和检定项目 505

八、基本误差的几种检定方法 506

九、试验电流波动的检定 509

十、报警预置误差的检定 509

十一、电流源空载电压的检定 509

参考文献 510