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电子测量仪表

电子技术人员使用许多不同类型的测量仪器.一些工作需要精确测量面另一些工作只需粗略估计roughestimates.有些仪器被使用beusedto仅仅solely是确定线路是否完整.最常用的测量测试仪表有:

电压测试仪voltagetesters,电压表voltmeters,欧姆表ammeters,ohmmeters连续性测试仪continuitytesters,兆欧表megohmmeters,瓦特表wattmeters还有瓦特小时表

所有测量电值的表基本上都是电流表.他们测量或是比较通过他们的电流值.这些仪表可以被校准calibrate并且设计了不同的量程scale,以便to读出期望的数值.

1.1安全预防safetyprecaution

仪表的正确连接对于使用者的安全预防和仪表的正确维护是非常重要的.仪表的结构construction和操作的基本知识能帮助使用者按安全工作程序safeworkingorder来对他们正确连接和维护.

许多仪表被设计的只能用于直流或只能用于交流,而其它的则可交替使用interchangeably.注意:

每种仪表只能用来测量符合设计要求的电流类型.如果用在不正确的电流类型中可能对仪表有危险并且可能对使用者引起伤害.

许多仪表被设计成areconstructedto只能测量很低的数值,还有些能测量非常大的数值.

警告:

仪表不允许超过它的额定rated最大值maximumlimit.不允许被测的实际数值超过exceed仪表最大允许值的要求再强调也不过分overemphasized.超过最大值对指针indicatingneedle有伤害,有害于interfere正确校准propercalibration,并且在某种情况下andinsomeinstances能引起仪表爆炸explode造成resultin对作用者的伤害.许多仪表装备了areequippedwith过载保护overcorrectprotection.然而,通常情况下电流大于仪表设计的限定仍然是危险的hazardous.

1.2基本仪表的结构和操作

许多仪表是根据电磁相互作用electromagneticinteraction的原理动作的.这种相互作用是通过流过导体的电流引起的（导体放置在永久磁铁permanentmagnet的磁极poles之间）.这种类型的仪表专门适合于issuitfor直流电directcurrent.

不管什么时候电流流过导体,磁力magneticforce总会围绕导体形成isdeveloped.磁力是由在永久磁铁力的作用下起反应react的电流引起.这就引起指针的移动.

导体可以制成线圈coil,放置在永久磁铁磁极之间的枢钮（pivot中心）上.线圈通过两个螺旋型spiral弹簧springs连在仪器的端子上.这些弹簧提供了与偏差成正比proportional的恢复力deflection.当没有电流通过时,弹簧使指针回复到零.

表的量程被设计来指明被测量的电流值.线圈的移动（或者是指针的偏移）与线圈的电流值成正比.如果必须要测量一个大于线圈能安全负载的电流,仪表要包含旁路bypasscircuit或者分流器shunt.分流器被容纳在仪表盒内或者连接到外部.

例子

一个仪表被设计成最大量程scale是10A.线圈能安全负载0.001A,那分流器必须被设计成能负载9.999A.当时.001A流过线圈时指针指示10A.

图1.1（A）说明了一个永久磁铁类型仪表.图1.1（B）显示了一个外部分流器连接到仪表端子上.永久磁铁类型仪表可以被用作安培表或者电压表.当量程被设计成指示电流并且内阻internalresistance保持最小时,这个表可以作为安培表用.当量程被设计成指示电压,内阻相对relatively高一些时,这个表可以用来测量电压值.注意:

不管如何设计,指针移动的距离取决于线圈的电流值.

为了让这类表用在交流电中,在设计时必须作微小的改动.整流器rectifier可以把交流变成直流电.整流器合并incorporate进仪表中并且量程要指示出正确的交流电压值.整流器类型的仪表不能用于直流电中并且它一般被设计成电压表.

如图1.2,电测力计electrodynamometer是另一种能用于交流电alternatingcurrent的既能作安培表也能作电压表的仪器.它由两个固定线圈stationarycoils和一个移动线圈movablecoil构成consistof.这三个线圈通过两个螺旋型spiral弹簧串联inserieswith在一起.这个弹簧支撑住移动线圈.当电流流行性过线圈时移动线圈顺时针方向inclockwisedirection移动.

电测力计因为属永久磁铁型仪表itisinpermanentmagnet-typemeters,量程不是均匀分布的thescaleisnotdivideduniformly.作用在动线圈上的力根据流过该线圈的电流平方thesquareofthecurrentflowingthroughthecoil来变化varywith.有必要在量程开始比量程结束分割的密一点.分割点之间距离越大,仪表的读数越精确.争取strivefor精确的读值anaccuratereading是重要的.

移动叶片moving-vane结构是仪表的另一种类型.电流流过线圈引起cause两个铁片ironstripes（叶片）磁化tobecomemagnetized.一个叶片是可动的,另一个是固定的sationary.在两个叶片间的磁的作用引起可动叶片扭转turn.移动的数值取决于线圈的电流值.

所有描述的取决于磁力作用的仪器,都不要放置在另一个磁性物质附近.它的磁力可能对引起仪表故障或者导致测量值不准确.

1.3测量仪器的使用

电压表avoltmeter是设计来isdesignedto测量measure电路appliedacurrent的电压electricalpressure或者通过元器件acrossacomponent的压降voltagedrop.电压表必须与被测量的电路或元器件并联inparallelwith.

1.3.1压力检验计（电压检测计）

交-直流电压检验计是一种相当粗糙crude但对电工electrician来说很有用的仪器.这种仪器指示电压的近似值.更常见类型指示的电压值如下:

AC,110,220,440,550V,DC,125,250,600V.许多这种仪器也指示indicate直流电的极性polarity.那就是说（i.e=thatis）电路中的导体是阳性positively（正）的还是阴性negatively（负）.

电压检验计通常用来检验check公共电压commonvoltages,识别identify接地导体groundedconductor,检查tocheckfor被炸毁的保险丝blownfuses,区分distinguishAC和DC.电压检验计很小很坚固rugged,比一般的电压表averagevoltmeter容易携带和保存.图1.31.4描述了depict用电压检验计检查保险丝的用法methods.

为了确定电路或系统中的导体接地,把测试仪连接在导体和已建立的地之间.如果测试仪指示了一个电压值,导体没有接地.对每一个导体重复这个步骤continuethisprocedure直到until零电压zerovoltage出现isindicated（见图1.5）.

为了确定任意两个导体间的近似电压值,把测试仪连接在导体之间.

要认真读并遵守电压检验计提供supplied的说明书instructions.

1.3.2电压表

电压表比电压检验计测量更精确.因为电压表与被测量的电路或元件并联,必须有相对高一点的电阻.内阻要保证通过仪表的电流最小.流过仪表的电流越小,对电路特性electricalcharacteristics的影响effect越小.

仪表的灵敏度sensitivity用符号O/V表示isstated.这个数值越高仪表的质量越好.高灵敏度可使电路特性的改变减到最小.

电工使用的仪表精确度在95%到98%之间.这个精确度范围对大多数应用是满意的.然而,电力工作者力求strivetoobtain最精确的可能读数是重要的.一个精确读数可以在仪表盘上显示standingdirectlyinfrontofthemeterface也可以直接读出来.如果在指针后面有镜子,调整视线的角度直到指针在镜子中看不到映象.如要更精确可以使用数字表.

电压表有与电压检验计同样的应用.电压表比电压检验计更精确.因而,也支持更多的应用.例如,如果一个建筑物的供电电压低于正常值slightlybelownormal,电压表能指示出这个问题.电压表也用来确定馈电线onfeeder和支线电路导体branchcircuitconductors的压降值voltagedrop.

电压表有时有不只一个量程.选择一个能更精确测量的量程很重要.选择器开关范围达到这个目的.注意:

开始用一个适当的高一点的量程,然后逐渐降低到在限定范围之内的最低量程.设定选择器开关在可用的最低量程上能使读数达到最精确.

使用仪表之前,要检查仪表确保指针指在零上.在仪表盘下面有一个调整螺钉anadjustmentscrew.一个轻微的扭动就能使指针偏移.扭转调整螺钉使指针对准零线.

当在DC中使用电压表时,保持maintain正确proper的极性是很重要的.大多数的直流电源和仪表都用颜色标记colorcoded极性polarity.红色指示阳极,黑色指示阴极.如果电路和元件的极性未知,触一下端子的导线leads观察observing指针indicatingneedle.如果指针犹豫着试图attemptsto摆动,仪表导线连接就要颠倒一下bereversed.

不要让仪表连接反的极性polarityreversed.

1.3.3安培表

安培表是用来测量电路或部分电路的电流数量的.他与被测电路元件串联连接.仪表的电阻必须非常低这样不会影响restrict流过电路的电流.当测量很灵敏的设备的电流,安培表电流的轻微改变可能会引起设备的故障.

安培表象电压表一样,也有一个调零的调整螺钉.许多仪表也有镜子帮助assist使用者保证读数精确inobtaininganaccuratereading.

安培表常用来找出过载或者开路.他们也用来平衡线路的负荷loadsonmultiwirecircuits和确定故障位置malfunctions.

安培表总是与被测电路或元件串联连接.如果使用在DC下要检查极性.图1.6（A）显示了安培表测量电路的电流.图1.6（B）显示的是AC安培表.

Chap2固体功率器件的基本原理

2.1引言（绪论）本章将集中讨论固态功率器件或功率半导体器件,并且只研究它们在采用相控（电压控制）或频率控制（速度控制）的三相交流鼠笼式感应电机的功率电路中的应用.2.2固态功率器件有五种用于固体交流电机控制中的功率元器件:

（1）二极管

（2）晶闸管