电工仪表的非工频测量2

1.7 热电式仪表
这种仪表是根据发热现象制成的，在交流仪表中，它能最可靠地指示有效值。同时由于这种仪表的高频特性好，所以广播频率范围内的电流测量都采用这种仪表。
2 数字式仪表的特点
数字式仪表的准确度很高，如数字式电压表测量直流量的准确度可达0.001% ，甚至更高；数字式仪表的基本量限的输入阻抗高达2500 MW，输入阻抗高于1000 MW的数字电压表很常见，因此，吸收被测量的功率很小，测量结果以数字形式给出，指示数读出方便，没有读数误差；测量速度快，一般都可达到50 次/s ；灵敏度高，现代的积分式数字电压表的分辨率可达0.001 mV；数字式仪表操作简单，测量过程自动化，可自动判断极性甚至切换量程，它还可以方便地与计算机配合，以便进一步计算和控制。对于大多数的测量，数字式仪表都可以胜任，一般的频率和波形误差对它的影响极小。
3 1.5级整流式毫安表的实验
3.1 频率对测量结果的影响
整流式毫安表的等效电路如图1所示，其一次与二次线圈匝数比为4.300/0.665 ，即6.466 。在整流式毫安表的一次线圈两端加上峰值为100 mV 的正弦电压。
令其频率从10 Hz 增至100 Hz ，每次增加10 Hz ；再从100 Hz 增至1 kHz ，每次增加100 Hz ；最后，从1 kHz 增至19 kHz ，每次增加1 kHz 。在10 Hz 和20 Hz 时，由于电流的频率很低，指针会对瞬时力矩有所响应，出现指针在电流平均值附近摆动和抖动的现象。在10～50 Hz 范围内，指示读数随着频率的增加而增大，根据以上电路图可知，整流环节中存在二极管，它的导通需要一定的电压，在其两端的电压未达到此值之前，电路未导通，正弦波的开始部分不能通过表头。且在频率较低时，由于波形的上升比较缓慢，二极管两端的电压达到导通电压需要的时间较长；随着频率的上升，这一时间会逐渐变短，这样在一个周期内流过表头的电流的平均值，会随着频率的上升而增大，当频率大于或等于50 Hz 时，在一个周期内流过表头的电流的平均值基本不会有太大的变化。在50 Hz 到19kHz 的频率范围内，指示随着频率的上升而减小，这是因为整流器存在某些静电电容，频率升高时，反向工作器件的静电电容，对电流的分流作用使指示值减小。
3.2 波形对测量结果的影响
整流式仪表指示交流整流电流的平均值，在实际使用时则按照正弦波的有效值进行刻度，波形差距越大，误差越大。考虑到整流环节中，三角波导通时间大于正弦波，方波导通时间最长，所以对于三种波形来说，同频率三角波的指示值大于正弦波，方波大于三角波。
以上七种指针式仪表中，磁电式仪表只能用于直流的测量，但它适用于高灵敏度的仪表且刻度均匀，所以得到了广泛的应用。
其他指针式仪表都可用于交流的测量。其中，感应式仪表只能在工频下工作，在其他频率下将会产生很大的误差；电磁式和电动式仪表在交流下的使用频率范围基本相同，可以满足大致从20～600 Hz 的一般精度的测量，波形对测量结果的影响不大，一般可满足测量的要求，除非波形畸变很严重；静电式仪表的使用频率范围较以上两者更广，约为20 Hz～2 kHz， 虽然它在原理上不受频率影响，但频率升高会使保护电阻的容抗减小，使指示值偏小；整流式仪表的使用频率范围更广，约为20 Hz～10 kHz ，虽然频率和波形都会对测量结果产生影响，但只要在以上频率范围内且波形畸变不严重，其测量精度仍可满足一般测量的要求。