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上篇 电工测量基础 1

1电工测量的基本知识 1

1.1电工测量概述 1

1.1.1测量与测量单位的概念 1

1.1.2电工测量的量具 3

1.2基本测量方法 4

1.2.1直接测量法 4

1.2.2间接测量法 4

1.2.3比较测量法 5

1.2.4偏转法 6

1.3误差和误差分析 6

1.3.1测量误差按性质和特点的分类 6

1.3.2测量值的误差表示方法 8

1.3.3仪表和仪器的误差及其准确度 9

1.4系统误差的消除和计算 10

1.4.1系统误差的消除 10

1.4.2系统误差的计算 11

1.5电工测量仪器仪表的基础知识 13

1.5.1电工测量仪器仪表的分类 13

1.5.2关于测量仪器和仪表的几项技术指标 14

1.5.3对电工仪器仪表的要求与正确使用方法 14

1.5.4常用电工仪表的符号和标记 15

本章小结 15

习题1 16

2机电式直读仪表 18

2.1机电式直读仪表的基本工作原理 18

2.1.1机电式直读仪表的分类 18

2.1.2机电式直读仪表的基本结构 18

2.1.3机电式直读仪表的测量机构 19

2.1.4机电式直读仪表的测量线路 20

2.2机电式直读仪表的表盘标记 21

2.3机电式直读仪表的正确使用方法 22

2.3.1合理选择仪表 22

2.3.2保证仪表的正常工作条件 23

2.4磁电系仪表 24

2.4.1磁电系仪表的测量机构和工作原理 24

2.4.2磁电系电流表 25

2.4.3磁电系电压表 26

2.4.4欧姆表 27

2.5电磁系仪表 29

2.5.1电磁系仪表的测量机构和工作原理 29

2.5.2电磁式电流表与电压表 30

2.6电动系仪表 30

2.6.1电动系仪表的测量机构和工作原理 30

2.6.2电动系功率表 31

2.6.3低功率因数功率表 33

本章小结 34

习题2 34

3比较式仪器 36

3.1直流电位差计 36

3.1.1直流电位差计的工作原理 36

3.1.2直流电位差计的测量步骤 36

3.1.3直流电位差计的应用 37

3.2直流电桥 37

3.2.1直流单电桥 37

3.2.2直流双电桥 38

3.3交流电桥 39

3.3.1交流电桥的平衡条件 39

3.3.2交流电桥桥臂的搭配规律 40

3.3.3消除因频率变化引起的误差 40

3.3.4可调节参数的选取 41

3.3.5几种常用的交流电桥 42

本章小结 43

习题3 43

4常用的数字仪表和电子仪器 45

4.1数字万用表 45

4.1.1数字万用表的基本工作原理 45

4.1.2 VC9801数字万用表的主要技术指标 45

4.1.3 VC9801数字万用表的测量量程、分辨力和准确度 46

4.1.4 VC98系列数字万用表的操作面板说明 48

4.1.5 VC98系列数字万用表的使用方法和注意事项 48

4.2数字频率计 50

4.2.1数字频率计的基本工作原理 50

4.2.2数字频率计的主要技术指标 50

4.3数字功率（瓦特）表 51

4.3.1数字功率（瓦特）表的基本工作原理 51

4.3.2数字功率（瓦特）表的主要技术指标 51

4.3.3数字功率（瓦特）表的使用方法和注意事项 51

4.4直流稳压电源 52

4.4.1直流稳压电源的基本工作原理 52

4.4.2 HH1713型双路直流稳压电源的主要技术指标 52

4.4.3HH1713型双路直流稳压电源的使用方法 53

4.4.4使用HH1713型双路直流稳压电源的注意事项 53

4.5信号发生器 53

4.5.1DF1631L功率函数发生器的基本工作原理 53

4.5.2 DF1631L功率函数发生器的主要技术指标 54

4.5.3 DF1631L功率函数发生器的使用方法 55

4.6示波器 56

4.6.1示波器显示波形的原理 56

4.6.2示波器的分类 60

4.6.3 Protek-6502双通道四踪示波器的操作控制说明 61

4.6.4 Protek-6502双通道四踪示波器的主要技术指标 63

4.6.5 Protek-6502双通道四踪示波器的使用方法 64

本章小结 66

习题4 66

中篇 电路实验 69

5基本电工测量技术的应用——电路实验 69

5.1电工测量的方案设计和仪器仪表选择的基本方法 69

5.1.1电工测量的方案设计原则 69

5.1.2选择测量方法和测量仪器要注意的几个问题 69

5.1.3仪器仪表选择的基本原则和方法 70

5.2电路实验的操作步骤 71

5.2.1明确实验对象、实验目的与要求 71

5.2.2预习 72

5.2.3实验电路的连接 72

5.2.4实验预操作 73

5.2.5实验操作与读取数据操作 73

5.2.6拆除实验线路、整理实验现场 74

5.3常见故障的分析与排除 74

5.3.1及时发现故障 74

5.3.2故障原因 74

5.3.3故障检测的基本方法 74

5.3.4故障检测的顺序 75

5.4实验数据的正确读取和处理 75

5.4.1测量时应注意正确读数 75

5.4.2数据处理与曲线绘制原则 75

5.5有效数字的计算规则和方法 76

5.5.1有效数字的概念 76

5.5.2有效数字的正确表示 76

5.5.3有效数字的修约规则 77

5.5.4有效数字的运算规则 77

5.6实验数据曲线的绘制方法 79

5.6.1作图的一般方法 79

5.6.2作图时应注意的几个问题 79

5.7实验报告的内容与要求 81

5.7.1实验报告的内容 81

5.7.2实验报告的要求 82

本章小结 82

习题5 82

6实验 84

6.1元件伏安特性的测量（仪表内阻的影响） 84

6.2叠加定理（系统误差的分析和计算） 87

6.3受控电源特性的测定（间接测量误差分析） 89

6.4交流电路参数的测量（交流数字仪表的使用） 92

6.5功率因数提高（数据采集和处理） 95

6.6互感的测量（实验线路的选择和误差分析） 97

6.7三相电路中的电压和电流的测量（实验线路设计） 99

6.8三相电路功率的测量（实验线路设计） 102

6.9示波器和信号发生器的使用 104

6.10一阶电路响应的测定 106

6.11二阶电路响应与状态轨迹的测定 109

6.12 RLC串联谐振电路 112

6.13回转器特性及应用 116

6.14浮地电感及滤波电路设计 118

6.15负阻抗变换器的特性和应用 121

6.16电阻温度计的制作（设计性实验之一） 124

6.17回转器的制作和应用（设计性实验之二） 125

6.18负阻抗变换器的制作和应用（设计性实验之三） 128

下篇 计算机辅助电路分析、设计及电路实验仿真 131

7 PSPICE简介 131

7.1 PSPICE简介 131

7.1.1 PSPICE的功能 131

7.1.2 PSPICE的电路分析原理 132

7.1.3 PSPICE的运行环境 132

7.2绘制电路图 133

7.2.1 Schematics编辑环境 133

7.2.2绘制单页式电路图 135

7.2.3电路符号的属性、属性值和属性表 136

7.2.4绘图方法 137

7.2.5常用元件及其属性 139

7.3建立分析类型 142

7.3.1电路分析类型 142

7.3.2设置分析参数 143

7.4设置输出方式 148

7.4.1输出变量及函数表达式的命名 148

7.4.2加输出标识 149

7.5在PROBE中观测波形 150

7.5.1设置PROBE的运行方式 150

7.5.2观测变量波形 151

7.5.3观测波形各点数据 151

7.5.4标注波形及数据点 152

7.5.5修改坐标设置 152

7.6应用举例 152

7.6.1实验目的 152

7.6.2原理与说明 153

7.6.3实验任务 153

7.6.4实验步骤 153

8电路的计算机辅助分析 156

8.1直流电路工作点分析和直流扫描分析 156

8.2正弦稳态电路分析和交流扫描分析 160

9电路实验仿真 165

9.1戴维宁定理和诺顿定理的应用仿真 165

9.2二阶电路的仿真 167

9.3频率特性和选频电路的仿真 170

9.4滤波电路仿真 173

10计算机辅助电路设计 177

10.1受控电源的电路设计 177

10.2负阻抗变换器电路的设计 179

10.3回转器电路的设计 180

附录A DMS综合实验箱简介 183

附录B KHDB-1B型高性能电工综合实验装置简介 184

附录C PSPICE（V8.0）中主要符号列表 186

部分习题参考答案 190

参考文献 192

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