- 城市軌道交通信號監測系統運用與維護
- 薄宜勇 曹峰
- 9325字
- 2020-06-29 11:15:53
第一節 測量儀表的一般知識
一、測量儀表的分類
測量儀表種類繁多,分類方法也很多。了解儀表的分類,有助于認識它們的特性。以下介紹幾種常用的分類方法:
1.按工作原理分類
主要有磁電系、電磁系、電動系、感應系儀表。
2.按被測量的種類分類
主要有測量電流的電流表(安培表、毫安表、微安表),測量電壓的電壓表(伏特表、毫伏表),測量功率的功率表(瓦特表),測量電阻的歐姆表、兆歐表,測量功率因數的相位表,測量頻率的頻率表,測量電容的法拉表,測量電能的電度表(瓦時表),以及多種用途的儀表,如萬用表等。
3.按使用方式分類
有安裝式和可攜式兩類。安裝式儀表又稱開關板式儀表,固定安裝在開關板或電氣設備的面板上,一般準確度較低,價格也較低。可攜式儀表,便于攜帶,一般準確度較高,價格也較貴。
4.按被測電流的種類分類
有直流儀表、交流儀表、交直流兩用儀表。
此外,按讀數機構可分為指針式和光標式。還可按準確度等級、對外電場磁場的防御能力、使用條件和外殼的防護性能進行分類。
二、測量儀表的組成及工作原理
1.儀表的組成
測量儀表的種類很多,但它們的基本原理都是將被測電量變換為儀表活動部分的偏轉角位移。為了將被測電量變換成角位移,測量儀表通常由測量機構和測量線路兩部分組成,其組成如圖1-1所示。

圖1-1 測量儀表組成方框圖
測量機構是指示儀表的核心部分,儀表的偏轉角位移是靠它來實現的。測量機構分為兩部分,即活動部分和固定部分,用以指示被測量數值的指針就安裝在活動部分上。測量機構的主要作用是:產生轉動力矩,驅使指針轉動;產生反作用力矩,使指針靜止在平衡位置,從而指示出被測量的數值;產生阻尼力矩,使指針克服慣性更快地靜止在平衡位置。
測量線路的作用是將被測量變換成為測量機構可以直接測量的電量和磁量。電壓表的附加電阻、電流表的分流電阻等都是測量線路。
2.磁電系儀表
磁電系儀表是利用永久磁鐵的磁場與載流線圈的相互作用產生轉動力矩的原理制成的。它具有靈敏度高、準確度高、標尺均勻、便于調整、功耗小、外磁場影響小、工作穩定可靠等一系列優點,應用非常廣泛,在測量儀表中占有極其重要的地位。它常用來測量直流電流、電壓和電阻;加上整流器時,還可用來測量交流電流和電壓;采用特殊結構時,可構成檢流計,用來測量極其微小的電流。
(1)磁電系儀表測量機構
磁電系儀表結構的特點是具有固定的永久磁鐵和活動的線圈,其固定部分包括永久磁鐵、磁軛、極掌,活動部分包括圓柱形鐵芯、活動線圈(動圈)、指示器(如指針和反射鏡)、轉軸(或張絲、吊絲等)。磁電系儀表測量機構的結構如圖1-2所示。

圖1-2 磁電系儀表測量機構的結構
磁電系儀表的磁路系統通常包括強磁力的永久磁鐵、連接在永久磁鐵兩端的磁軛、磁軛兩端的半圓筒形極掌、兩極掌間空腔中固定于支架上的圓柱形鐵芯,以及極掌與圓柱形鐵芯間的氣隙。極掌和鐵芯由軟磁性電工鋼制成。鐵芯與極掌間的氣隙內產生均勻的輻射磁場B。
動圈是在一個鋁框上用很細的絕緣銅線繞制而成的,其兩端各連接一個軸。軸尖支承在寶石軸承上,可轉動,指針固定在軸上。
反作用力矩由游絲產生。游絲有上、下兩個,它們的繞向相反,內端固定在軸上,外端固定在支架上。當儀表的活動部分受到轉動力矩的作用而轉動時,游絲也隨之被扭轉變形,由于它是螺旋式彈簧,有力圖恢復原狀的特性,因而產生反作用力矩。通過動圈的電流越大,儀表活動部分的偏轉角越大,游絲的反作用力也就越大。游絲還兼作將電流引入動圈的引線。
在指示儀表中,為使儀表指針起始在“零”位置,通常有一個調零器,它的一端與游絲相連。如果儀表使用前其指針不能指在零位,則可用螺絲刀輕輕調節露在表殼外面的調零器桿,使儀表指針逐漸趨于零位。
磁電系儀表設有專門的阻尼器,一般利用繞有動圈的鋁框架(或在動圈上特意繞幾匝短路線匝)來產生阻尼力矩,其作用原理是:當動圈在磁場中運動時,閉合的鋁框架切割磁力線產生感應電勢,從而在鋁框中產生感應電流ie。該電流與氣隙中的磁場B相互作用產生力矩Me,該力矩的方向總是與動圈轉動的方向相反,從而阻止動圈來回擺動,使動圈很快地靜止下來,鋁框的阻尼作用如圖1-3所示。

圖1-3 鋁框的阻尼作用
須指出,上述阻尼力矩只有在動圈轉動時才產生,動圈靜止下來后,它也就不存在了,所以它對測量結果沒有影響。
(2)磁電系儀表的工作原理
對磁電系儀表來說,當處在永久磁鐵的磁場中的動圈有電流流過的時候,通有電流的線圈與磁場相互作用產生一定大小的轉動力矩,使活動部分偏轉;同時一端固定在活動部分上的游絲或張絲因扭曲變形產生反作用力矩,且該力矩隨著活動部分偏轉角的增大而增大。當反作用力矩增大到與轉動力矩相等時,活動部分最終將停留在相應位置,指針即在標度尺上指示出被測量的數值。
由前述,極掌和圓柱形鐵芯之間的氣隙磁場呈均勻的輻射狀分布,設其磁感應強度為B,動圈中通以電流I時,作用在動圈與磁場方向相垂直的每一邊的電磁力F=BlIw(l為動圈與磁場方向垂直的邊的長度,w為動圈的匝數)。動圈與磁場方向垂直的兩邊受到相同大小的作用力,所以作用在動圈上的力矩M=2Fr=2BlIwr(r為鋁框中心線到鋁框的距離)。動圈所包含的面積A=2rl,所以M=BIwA。
若指針的偏轉角度為α,則游絲產生的反作用力矩Mα=Dα(D是游絲的反作用系數,其大小決定于游絲的材料性質和幾何尺寸)。
指針靜止在某一平衡位置時,轉動力矩與反作用力矩相等,此時M=Mα,則α=Mα/D=M/D=BAwI/D=sI。式中s=BAw/D,是磁電系測量機構的靈敏度。對某一儀表而言,它是一個常數,因B、A、w、D決定于儀表的結構和材料性質,它們的數值對于某一儀表來說都是固定的。
因此,磁電系儀表可用來測量直流電流及與直流電流有聯系的其他物理量,而且由于偏轉角α與通過動圈的電流I成正比,所以標度尺上的刻度是均勻的。
(3)磁電系電流表
磁電系測量機構所能允許流過的電流很微小,因動圈的導線很細,電流過大會因過熱而燒壞絕緣;同時游絲所允許通過的電流也不能過大,否則游絲會因過熱而變形,所以磁電系測量機構可以直接測量的電流范圍一般為幾十微安。如果要用它來測量較大的電流時,就必須擴大量限。
磁電系電流表是采用分流的方法來擴大量限的。就是在測量機構上并聯一個分流電阻Rfl,如圖1-4所示。并聯了分流電阻后,通過磁電系測量機構的電流IC就只是被測電流I的一部分。設測量機構的電阻為RC,則RCIC=[(Rfl·RC)/(Rfl+RC)]·I,故IC=[Rfl/(Rfl+RC)]·I。由于Rfl、RC均為常值,因此IC和I之間存在著一定的比例關系。如果在電流表刻度時,考慮這一關系,便可直接讀出被測電流I。

圖1-4 電流表的分流
若要將磁電系測量機構的量限擴大成n倍,所需分流電阻值Rfl=[RC/(n-1)],為測量機構內阻RC的(n-1)分之一。
如果采用大小不同的分流電阻,就可以制成多量限的電流表。
在實際工作中,當被測電流較大時(如50A以上),由于分流電阻發熱嚴重,將影響測量機構的正常工作,而且體積也較大,一般將分流電阻做成單獨的裝置,稱為外附分流器,如圖1-5所示。它有兩對接線端鈕,粗的一對叫“電流接頭”,串聯于被測電路中;細的一對叫“電位接頭”,磁電系測量機構和它并聯。分流器上一般不標注電阻值,而標注“額定電流”和“額定電壓”值。額定電壓一般都統一規定為75mV或45mV。當測量機構的電壓量限(即電流量限與內阻RC的乘積)也等于這一額定電壓時,加上分流器后,它的電流量限就等于分流器的額定電流值。兩者務必配套使為,同一額定電壓值。

圖1-5 外附分流器
(4)磁電系電壓表
將磁電系測量機構并聯在被測電壓的兩端點上,可測量電壓,因IC=U/RC,所以α=(S/RC)U,根據儀表指針偏轉即可直接測得被測電壓。但是磁電系測量機構只能通過微小的電流,因此只能測量很低的電壓,不能滿足實際需要。
為了測量較高的電壓,又不使測量機構中超過所允許的電流值,可在測量機構上串聯一電阻Rfj的辦法來達到,Rfj叫作附加電阻,如圖1-6所示。這時通過測量機構的電流IC=[U/(Rfj+RC)],只要Rfj的阻值不變,IC與被測兩點間的電壓就成正比,偏轉角α仍能反映被測電壓的大小。

圖1-6 電壓表的附加電阻
將磁電系測量機構的量限擴大成m倍的電壓表時,要串聯附加電阻Rfj=(m-1)RC,即為測量機構內阻的(m-1)倍。
串聯不同的附加電阻,磁電系電壓表就可以制成多量限的。
用電壓表測量電壓時,電壓表內阻越大,對被測電路影響越小。對于電壓表而言,每伏電壓所對應的內阻的大小,稱為電壓靈敏度。各量限的內阻與相應電壓量限的比值為一常數,即為電壓靈敏度,它是電壓表的一個重要常數。它主要由測量機構的滿標度電流決定。常常在電壓表的銘牌上標明電壓靈敏度,其單位為“Ω/V”。在使用中,電壓靈敏度對測量線路和測量結果至關重要。電壓靈敏度越高,電壓表對測量線路的分路影響就越小,測量結果就越準確。
要測量交流電,必須解決磁電系儀表在交流電作用下,轉動力矩的大小和方向作周期性變化而無法讀數的問題。解決該問題的方法有兩種:一是從測量電路入手,即將被測交流電通過整流變換為直流電;二是從改變測量機構入手,即采用和磁電系儀表不同的測量機構,使其轉動力矩的平均值能反映出交流電量的大小,屬于這種類型的儀表有電磁系、電動系和感應系等。
①電磁系儀表
電磁系儀表是交、直流兩用儀表,是利用可動鐵片與通過電流的固定線圈(或與被此線圈磁化的固定鐵片)之間的作用而制成的。它具有結構簡單、體積小、牢固、成本低、便于制造、電流不經過活動部分、過載能力強、不需加分流器等優點,因而得到廣泛應用。
電磁式儀表的偏轉角α與交流電流的有效值I的平方成正比,因此它的刻度是不均勻的,標度尺的刻度前密后疏,以致其前面部分讀數困難。電磁系儀表的磁場是由固定線圈建立的,整個磁路系統幾乎沒有鐵磁材料,磁阻很大,因而磁場很弱,外磁場對測量影響很大,為了防御外磁場的影響,必須采取一定措施。
②電動系儀表
如果用通有電流的線圈代替磁電系儀表的永久磁鐵,便構成電動系儀表。固定線圈可通以直流電,也可通以交流電,因此電動系儀表的用途就較廣泛。除了可做成交直流兩用的準確度較高的電流表、電壓表外,還可做成測量電功率的功率表、測量相位的電動系相位表和測量頻率的電動系頻率表,其主要優點是交直流兩用,有較寬的頻率使用范圍,并能達到很高的準確度,因此在測量儀表中占有很重要的地位。
電動系儀表用于交流電測量時,轉動力矩隨電流的變化而變化,偏轉角α的大小決定于瞬時轉動力矩在一個周期內的平均值。當電流為正弦交流電時,偏轉角不僅與通過兩線圈的電流有效值有關,而且與兩電流之相位差的余弦成正比。
電動系儀表準確度高,但過載能力差,標尺刻度不均勻(功率表除外),易受外磁場干擾,故精密的電動系儀表都采用磁屏蔽或無定位結構。
③感應系儀表
感應系儀表的轉動力矩是由一個或幾個固定線圈的磁通與該磁通在活動部分中感應出的電流相互作用而產生的。它只能用于測量交流電。感應系儀表一般在交流電路中作為測量功率和電能之用,以測量電能的電度表應用最為廣泛。
三、測量儀表的誤差及準確度
任何一個測量儀表在測量時都有誤差,它說明儀表的指示值和被測量的實際值(通常以標準儀表的指示值作為被測量的實際值)之間的差異。而準確度則說明儀表指示值與被測量的實際值相符合的程度。誤差越小,準確度就越高。
1.儀表誤差的分類
根據引起誤差的原因,可將誤差分為基本誤差和附加誤差。
(1)基本誤差
指儀表在規定的正常工作條件下進行測量時所具有的誤差,它是儀表本身所固有的,是由于結構和制作上的不完善而產生的。所謂正常工作條件指:儀表指針調整到零點;儀表按規定的工作位置安放;周圍的溫度是(20±5)℃或是儀表上所注明的溫度;除地磁場外,沒有外磁場;對于交流儀表來說,電流的波形是正弦波,頻率是所規定的數值。
產生基本誤差的原因很多,其中主要是活動部分不平衡、軸承摩擦、標度尺分度和裝置不精密、游絲的永久變形、內部電磁場影響等。
(2)附加誤差
當儀表不是在正常條件下工作時,儀表的讀數與被測量實際值之間就產生了某些差異,此種差異是由于外界因素的影響破壞了儀表的正常工作條件而引起的,故稱為附加誤差。附加誤差有溫度誤差、外磁場誤差、頻率誤差和工作位置不正確誤差等。
①溫度誤差是由于溫度變化所引起的線圈電阻和儀表其他載流部分的電阻、游絲反作用力矩系統和永久磁鐵磁場的變化等原因產生的。
②外磁場誤差是由于外部永久磁鐵、電流所產生的磁場加在儀表的固有磁場上而產生的。交變外磁場還可使儀表的某些部分產生感應電流而產生誤差。儀表固有磁場越弱,外磁場影響越大。可采用磁屏蔽或無定位機構的儀表來減小外磁場附加誤差。
③頻率誤差是由于頻率變動引起電抗、電流、磁通、感應電勢的變化而產生的誤差。為消除頻率對儀表的影響可采用補償線路的方法
④工作位置不正確誤差是由于儀表放置位置不符合規定所產生的誤差。正確地使用儀表,可減小或消除附加誤差,提高測量的準確性。在計算使用中的儀表誤差時,應包括基本誤差和附加誤差。
2.誤差的表示方式
誤差常用絕對誤差、相對誤差和引用誤差來表示。
(1)絕對誤差
測量值Ax與被測量的實際值A0之間的差值稱為絕對誤差Δ:
Δ=Ax-A0
絕對誤差是具有數量上的大小和正、負符號的一個量,它的單位與被測量相同。絕對誤差不能反映出被測量的準確程度,這是絕對誤差表示方法的不足之處,因此提出了相對誤差的表示方式。
(2)相對誤差
相對誤差是絕對誤差Δ與被測量的實際值A0之間的比值,它通常用百分數β來表示,即:

相對誤差能衡量測量結果的誤差大小,它給出了測量誤差的清晰概念,便于對不同的測量結果進行比較。因此,它是誤差計算中最常用的表示方法。在實際測量中,凡是要求衡量測量結果誤差或估計測量結果的準確度時,一般都是確定測量結果的相對誤差。
在實際計算中,有時難于求得被測量的實際值,在已知誤差較小、要求不太嚴格的情況下,可以用儀表的指示值Ax代替實際值,即βx=(Δ/Ax)×100%,稱為指示值相對誤差。
(3)引用誤差
測量儀表的準確度是用相對誤差來衡量的,但采用相對誤差的表示方法是難以實現的,因為儀表是在某一規定范圍內對被測量進行測量的,如果絕對誤差在儀表標尺的全長上保持恒定,那么儀表標尺的各個不同部位相對誤差不是一個常數,而且變化很大,無法表示儀表的準確度。為了方便地表示儀表的準確度等級,引出了引用誤差的概念。
引用誤差βm是儀表的絕對誤差Δ與其測量上限Am之比的百分數,即

相對儀表標尺工作部分所出現的最大絕對誤差Δm,有最大引用誤差βm=(Δm/Am)×100%。
3.儀表準確度
當儀表在規定工作條件時,在它的標度尺的工作部分(指標度尺上儀表指示值誤差保證在允許的誤差以內的部分)的全部分度線上出現的最大引用誤差βm的百分數值,就稱為儀表的準確度等級。若以K表示儀表的準確度等級,則有

對于歐姆表和萬用表的歐姆擋,因為它們的上量限為∞,不便計算,故以標度尺的長度百分數來表示。又因為它們的標度尺是非線性的,也可以用指示值的百分數來表示。
儀表的準確度用來表示基本誤差的大小。儀表的準確度越高,基本誤差越小。
根據國家標準規定,目前我國生產的測量儀表的準確度分為七級,即0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0級。我國舊標準中準確度的最后一級為4.0級,所以使用儀表中5.0、4.0都有。此外,由于儀表工業的不斷更新發展,目前已出現準確度為0.05級的指示儀表。
各等級準確度的指示儀表在規定條件下使用時的基本誤差不應超出表1-1所規定的數值。
表1-1 各級儀表的基本誤差

4.應用儀表準確度估計測量誤差
在運用電測量指示儀表直接進行測量時,可根據儀表準確度等級來估計測量結果的誤差。
若儀表的準確度等級為K,則儀表在規定條件下進行測量時,測量結果中可能出現的最大絕對誤差為Δm=±K%·Am。
那么用該儀表測量時,若得到的讀數為,則測量結果可能出現的最大相對誤差為

例如:用準確度為0.5級,量限為5A的電流表,在規定條件下測量某一電流,讀數為2.5A,求測量結果的準確度(即求測量結果的相對誤差)。
【解】用準確度為0.5級,量限為5A的電流測量時,可能出現的最大絕對誤差為
Δm=±K%·Am=(±0.005)×5=±0.025A
故測量結果可能出現的最大相對誤差為

可見,儀表的準確度對測量結果的準確度影響很大。但一般說來,儀表的準確度并不就是測量結果的準確度,后者還與被測量的大小有關。只有儀表滿標度偏轉時,測量結果的準確度才等于儀表的準確度。因此,應注意不要將兩者混為一談。
四、儀表的靈敏度和儀表常數
在測量過程中,如果被測量變化一個很小的ΔX值,引起測量儀表活動部分偏轉角改變Δα,則Δα與ΔX的比值稱為該儀表的靈敏度,用符號s表示,即s=Δα/ΔX。若儀表為均勻刻度,則s=α/X。這時靈敏度的大小就等于一個單位被測量引入測量儀表所引起的偏轉格數。例如將1mA電流引入某毫安表,如果引起該毫安表一個小格的偏轉,則其靈敏度為s=1格/mA。
靈敏度的倒數稱為儀表常數,用C表示,即C=1/s。例如,上述毫安表的儀表常數為C=1/s=1mA/格=1×10-3A/格。靈敏度是測量指示儀表的重要技術特性之一,C的數值越小,也就是s的數值越大,儀表的靈敏度越高。
對儀表的靈敏度要求要適當,靈敏度高能反映微小的變化量,但靈敏度太高,將造成讀數困難,而且造價高。
五、電測量指示儀表的表面標記
每一個測量指示儀表的表面上都有多種符號的標記,它們表示了儀表的基本技術特性,只有在正確識別它們以后,才能正確地選擇和使用儀表。常見的表面標記的符號見表1-2~表1-9。
表1-2 儀表工作原理的符號

表1-3 電流種類的符號

表1-4 準確度等級的符號

表1-5 工作位置的符號

表1-6 端鈕、調零器的符號

表1-7 絕緣等級的符號

儀表或附件所有電路與外殼間的絕緣,應能耐受50Hz正弦交流試驗電壓歷時1min的試驗,此試驗電壓值根據儀表或附件的額定電壓值,按表1-7規定的電壓試驗絕緣強度。
表1-8 儀表對外界磁場電場的防護

表1-9 儀表的使用條件分組

A組(或不標注)是在周圍氣溫為0℃~40℃,相對濕度不超過85%的條件下工作的儀表。
B組是在周圍氣溫為-20℃~+50℃,相對濕度不超過85%的條件下工作的儀表。
C組是在周圍氣溫為-40℃~+60℃,相對濕度不超過98%的條件下工作的儀表。
A、B組用于室內;C組用于室外及車輛上。
六、電測量指示儀表的合理選擇和正確使用
1.合理選擇儀表
為完成某項測量任務,必須在明確測量要求的情況下,考慮具體情況,合理地選擇測量方法、測量線路和測量儀表。所謂合理選擇儀表,指的是在保證測量精度要求的前提下,確定儀表的類型、準確度、量限和內阻等。
(1)儀表類型的選擇
應根據被測電量的性質來選擇儀表的類型。根據是直流電還是交流電選用直流儀表和交流儀表。測量交流電時,還應區分是正弦波還是非正弦波。對于直流電量,一般采用磁電系儀表來測量。對于正弦交流電量,只要測出有效值即可換算出其他值,電磁系、電動系儀表都能滿足要求。對于非正弦交流電量,則應區分是測量有效值、平均值,還是瞬時值、最大值,用整流式磁電系儀表只能測出平均值,用電磁系或電動系儀表只能測出有效值,“峰值表”可測量最大值,瞬時值則要用示波器觀測。不同值間都必須進行換算。
測量交流電時,還應考慮被測量的頻率,電磁系、電動系、感應系儀表均可用于工頻測量。電動系儀表使用范圍可擴展至中頻。整流式磁電系儀表可測量1kHz以下頻率的電量,超過時則應采用電子電壓表。
(2)儀表準確度等級的選擇
測量儀表準確度越高,測量精度越高,測量結果也越可靠。但準確度高的儀表,價格昂貴,維修困難。因此,選擇儀表的準確度等級時,既要滿足測量要求,又要考慮實際條件,不應盲目追求儀表的高準確度,在能用準確度較低的儀表就可滿足測量要求的情況下,就不要選用較高準確度的儀表。
0.1、02級儀表作為標準儀表和精密測量之用,0.5、1.0級作為試驗室測量之用,一般測量采用1.5級以下的儀表。
分流器、附加電阻、電流互感器等與儀表配套使用的擴展量限裝置亦有準確度。在選擇它們的準確度時,應考慮儀表的基本誤差及擴展量限裝置誤差,選擇比測量儀表本身的準確度高1~3級的擴展量限裝置。
(3)儀表量限的選擇
在測量過程中,往往由于量限選擇的不適當,標度尺利用不合理,使測量誤差較大;儀表的準確度也只有在合適的量限下才能充分發揮作用,因此必須注意儀表量限的選擇,即要根據被測量的大小選用相應量限的儀表,以得到準確度較高的測量結果。
儀表的準確度等級對測量結果的準確度影響很大,但儀表準確度等級并非就是測量結果的準確度,還與儀表的量限有關。只有儀表運用在滿量限時,測量結果的準確度才近于或等于儀表的準確度等級。因此在選用儀表時要兼顧儀表的準確度等級和量限,進行合理的選擇。一般應使被測量的大小為儀表測量上限的1/2或2/3以上。
選用靈敏度較高的儀表時,特別要注意儀表量限必須大于被測量。因為靈敏度較高的儀表,往往其量限較小,若被測量太大超過儀表量限時,可能嚴重損傷儀表。同樣,在檢驗儀表時,兩儀表的測量上限應選得盡量一致。
(4)儀表內阻的選擇
儀表內阻對測量結果的誤差影響很大,應根據測量對象和測量線路的阻抗來選擇儀表的內阻,以減少測量誤差。儀表接入電路后,不能改變電路的工作狀態,這就要求本身的功耗很小。電壓表、功率表并聯線圈的內阻,應盡量地大;量限越大,內阻也應越大。為使電壓表不影響電路的正常工作狀態,一般規定電壓表內阻為負載電阻的100倍以上。電壓表的內阻取決于表頭的靈敏度,靈敏度越高,內阻越大。磁電系儀表的內阻很大,通常在2000Ω/V以上,高的可達100kΩ/V。整流式稍低,一般也可達2000Ω/V~20kΩ/V。電磁系、電動系儀表的內阻較小,一般為每伏幾歐到幾百歐。電子電壓表最高,每伏可達幾兆歐。
電流表、功率表電流線圈的內阻應盡量地小,否則會帶來很大的測量誤差,而且量限越大,內阻應越小。電流表內阻的大小也與表頭靈敏度有關,靈敏度越高,內阻越小。一般規定電流表內阻要小于負載電阻的百分之一。
在選用儀表時要綜合考慮內阻和準確度。例如測量電壓,如儀表內阻較小,盡管準確度很高,測量誤差也不小。而儀表準確度不高,但內阻較大,測量誤差卻不大。
綜上所述,在測量工作中選擇儀表時,對儀表的類型、頻率范圍、準確度、量限、內阻等方面要從實際出發,分析情況,全面考慮,突出重點,才能達到合理使用儀表和準確測量的目的。例如,測量高阻電路的電壓,主要考慮儀表的內阻;測量高頻電壓,主要考慮儀表的頻率范圍;高精度測量,主要考慮準確度。在選擇過程中,應有全面觀點,不要盲目追求某一項指標。要有經濟觀點,凡是用一般儀表能達到要求的,就不要用精密儀表。要充分利用現有設備,節約資金。
在選擇儀表時,還應充分考慮儀表使用場所及工作條件。例如,儀表是裝置在開關板上還是在實驗室進行一般測量,外界磁場的影響是否很大,在測量過程中是否有過載情況出現。
2.儀表的正確使用
在使用電測量指示儀表時,首先必須使儀表工作在正常條件,否則會產生一定的附加誤差。例如,在使用儀表時,應使儀表按規定的位置放置;儀表要遠離外磁場;使用前應使儀表指向零位,如不在零位,可調節調零器使指針指在零位。此外,在進行測量時必須注意正確的讀數,讀數時應使視線與儀表的平面相垂直。若儀表表面上帶有鏡子,讀數時應使指針蓋住鏡子中指針的影子,這樣可大大減小和消除讀數誤差,提高讀數的準確性。讀數時,如指針所指示的位置在兩條分度線之間,可估計一位數字,但追求讀出再多的位數,超出儀表精確度的范圍,就沒有意義了。反之,如果讀出的位數太少,以致低于測量儀表所能達到的精確度,也是不好的。