電壓表

電壓表是測量電壓的一種儀器。由永磁體、線圈等構成。電壓表是個相當大的電阻器，理想的認為是斷路。國中階段實驗室常用的電壓表量程為0~3V和0~15V。

基本介紹

• 中文名：電壓表
• 外文名： voltmeter
• 學科分類：物理學 電學
• 所屬儀器：測量儀器
• 套用作用：測量電路電壓
• 原理：電流的磁效應

產品介紹

電壓表是測量電壓的一種儀器，常用電壓表——伏特表的符號為“V”。

數字電壓表

傳統的指針式電壓表包括一個靈敏電流計，在靈敏電流計裡面有一個永磁體，在電流計的兩個接線柱之間串聯一個由導線構成的線圈，線圈放置在永磁體的磁場中，並通過傳動裝置與表的指針相連。大部分電壓表都分為兩個量程。電壓表有三個接線柱，一個負接線柱，兩個正接線柱，電壓表的正極與電路的正極連線，負極與電路的負極連線。

原理

傳統的指針式電壓表和電流表都是根據一個原理就是電流的磁效應。電流越大，所產生的磁力越大，表現出的就是電壓表上的指針的擺幅越大，電壓表內有一個磁鐵和一個導線線圈，通過電流後，會使線圈產生磁場，線圈通電後在磁鐵的作用下會發生偏轉，這就是電流表、電壓表的表頭部分。

電壓表原理

由於電壓表要與被測電阻並聯，所以如果直接用靈敏電流計當電壓表用，表中的電流過大，會燒壞電錶，這時需要在電壓表的內部電路中串聯一個很大的電阻，這樣改造後，當電壓表再並聯在電路中時，由於電阻的作用，加在電錶兩端的電壓絕大部分都被這個串聯的電阻分擔了，所以通過電錶的電流實際上很小，所以就可以正常使用了。

直流電壓表的符號要在V下加一個“_”，交流電壓表的符號要再V下加一個波浪線“~”。

技術參數

頻響範圍10Hz—10MHz 基本精度±2%

輸入電阻，電容，過載電壓1mV—300mV:≥8MΩ≤40pF≤100V300mV—300V≥8MΩ≤20pF≤600V

直流輸出電壓-1V(逢10量程)

一般技術指標

工作溫度，濕度0℃—40℃≤90%RH

電源要求198V—242VAC475Hz—52.5Hz

功耗≤6VA

尺寸(W×H×D)240mm×140mm×280mm

重量約2.5kg

結構

電壓表是個大的電阻器，理想的認為是斷路。在並聯電路中並聯了電壓表(跟別的用電器並聯)和用電器，如果在幹路中沒有其他的用電器，可以認為測量電源電壓(因為並聯電路上的用電器全部享用了電源的電壓)；如果幹路中還連線其他的用電器，那這個用電器就分享了部分電源電壓，那電壓表測的只能是部分電壓(連線在哪個用電器就是哪個用電器的電壓)。

電壓表結構

要知道在電壓表內，有一個磁鐵和一個導線線圈，通過電流後，會使線圈產生磁場，這樣線圈通電後在磁鐵的作用下會旋轉，這就是電流表、電壓表的表頭部分。

這個表頭所能通過的電流很小，兩端所能承受的電壓也很小（肯定遠小於1V，可能只有零點零幾伏甚至更小），為了能測量實際電路中的電壓，需要給這個電壓表串聯一個比較大的電阻，做成電壓表。這樣，即使兩端加上比較大的電壓，可是大部分電壓都作用在加的那個大電阻上了，表頭上的電壓就會很小了。電壓表是一種內部電阻很大的儀器，一般應該大於幾千歐。表頭是跟據通電導體在磁場中受磁場力的作用而製成的。表內部有一永磁體，在極間產生磁場，在磁場中有一個線圈，線圈兩端各有一個遊絲彈簧，彈簧各連線表的一個接線柱，在彈簧與線圈間由一個轉軸連線，在轉軸相對於電流表的前端，有一個指針。當有電流通過時，電流沿彈簧、轉軸通過磁場，電流切磁感線，所以受磁場力的作用，使線圈發生偏轉，帶動轉軸、指針偏轉。由於磁場力的大小隨電流增大而增大，所以就可以通過指針的偏轉程度來觀察電流的大小。

分類

用於測量直流電壓、交流電壓的機械式指示電錶。分為直流電壓表和交流電壓表。

直流電壓表

直流類型

主要採用磁電系電錶和靜電系電錶的測量機構。磁電系電壓表由小量程的磁電系電流表與串聯電阻器(又稱分壓器)組成，最低量程為十幾毫伏。為了擴大電壓表量程，可以增大分壓器的電阻值。例如用50微安的電流表形成250伏的電壓表時，要使分壓器與測量機構的總電阻值為250/[50×10^(-6)]=5×10^6歐=5兆歐，這相當於電壓表的內阻為20千歐/伏。為了避免電壓表的接入過多影響原工作狀態，要求電壓表有較高的內阻。用幾個電阻組成的分壓器和測量機構串聯，可形成多量程電壓表。靜電系電壓表的最低量程為幾十伏，擴大量程是靠改變電錶內部結構和極間距離來達到。此外，電磁系電錶的測量機構在理論上也可用於測量直流電壓。

交流類型

主要採用整流式電錶、電磁系電錶、電動系電錶和靜電系電錶的測量機構。除靜電系電壓表外，其他系電壓表都是用小量程電流表與分壓器串聯而成。也可用幾個電阻組成的分壓器與測量機構串聯而形成多量程電壓表。這些系的交流電壓表難於製成低量程的，最低量程在幾伏到幾十伏之間，而最高量程則約為1～2千伏。靜電系電壓表的最低量程約為30伏，而最高量程則可達很高。電力系統中用的高壓電壓表是由電壓額定量程為 100伏的電磁系電壓表，結合適當電壓變比的電壓互感器組成。由於受測量機構線圈電感的限制，電磁系電壓表、電動系電壓表的使用頻率範圍較窄，上限頻率低於1～2千赫。電動系略優於電磁系。靜電系和熱電系電壓表的使用頻率範圍都較寬。整流式電壓表的上限使用頻率約幾千赫，但要注意，僅當交流電壓為正弦波形時，整流式電錶讀數才是正確的。各系電壓表的各系電壓表的量程，使用頻率範圍、內阻以及能達到的最高準確級見表。

數顯類型

數顯電壓表是用模/數轉換器將測量電壓值轉換成數字形式並以數字形式表示的儀表適合環境溫度0～50℃濕度85%以下使用，在因磁場或高頻儀器，高壓火花，閃電等原因引起電壓異常時，在外部請使用電源線濾波器或非線性電阻等干擾吸收電路。

使用維護

本文簡述了電流表與電壓表的使用維護方法.

1.合理選擇電流表

(1)根據被測量準確度要求，合理選擇電流表的準確度。一般地講，0.1-0.2級的磁電系電流表適合用於標準表及精密測量中;0.5-1.5級磁電系電流表適合用於實驗室中進行測量;1.0—5.0級磁電系儀表適合用於工礦企業中作為電氣設備運行監測和電氣設備檢修使用。

(2)根據被側電流大小選擇相應量限的電流表。量限過大會造成測量準確度下降，量限過小會造成電流表損壞。為充分利用儀表的準確度，應當按儘量使用標尺度的後1/4段的原則選擇儀表的量程。

(3)合理選擇電流表內阻。對電流表要求其內阻越小越好。

2.測量前的檢查

測量前，應檢查電流表指針是否對準“0”刻度線。如果沒對準，應調節“調零器”，使指針歸零。

3.電流表與被測電路的連線

(1)測量時，應將電流表串接於被測電路的低電位一側。

(2)測量直流時，需要注意電流表端鈕的符號，對單量限電流表，被測量電流應從標有 “+”的端鈕流人電流表，從標有“—”的端鈕流出電流表;對多量限電流表，標有“*”的是公共端鈕，如果其他端鈕標有“+”符號.則應使被測電流從“+”端鈕流入，從“*”端鈕流出;如果其他端鈕標有“—”符號，則連線正好與上述情況相反。

4.正確讀數

讀數時，應讓指針穩定後再進行讀數，並盡旦保持視線與刻度盤垂直。如果刻度盤有反射鏡，應使指針和指針在鏡中的影保重合，以減小誤差。

5.維護方法

(1)由於磁電系電流表的過載能力很小，使用時一定要注意連線電路的極性和量限的選擇。

(2)若在測量中發現指針反向偏轉或正向偏轉超過標度尺上滿刻度線，應立即斷電停止測量，待連線正確或重新選擇更大量限的電流表後再進行測量。

(3)當測量工作完畢後，應先斷電源，再從測量電路中取下電流表，將其放置在乾燥、通風和陰涼的環境中。對靈敏度、準確度很高的微安表和毫安表，套用導線將正、負端鈕連線起來，以保護儀表的測量機構。

電壓表的使用維護方法與電流表的使用維護方法類同，還應注意以下幾點：

(1)測量時應將電壓表並聯接入被測電路。

(2)由於電壓表與負載是並聯的，要求內阻Rv遠大於負載電阻RL。

(3)測量直流時，先把電壓表的“—”瑞鈕接入被測電路的低電位端，然後再把“+”端鈕接入被測電路的高電位端。

(4)對多量限電壓表，當需要變換量限時，應將電壓表與被測電路斷開後，再改變數限。