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第一章 电磁计量基础知识1

第一节 电路的基本概念1

一、电路和电路模型1

二、电路的基本物理量2

三、电路的基本元件6

四、基尔霍夫定律12

五、电路的等效变换13

第二节 线性网络的分析方法和基本定理16

一、线性网络的一般分析方法16

二、电路基本定理19

第三节 线性电路过渡过程简介23

一、电路的动态过程23

二、一阶电路的零输入响应24

三、一阶电路的零状态响应26

四、一阶电路的全响应27

第四节 正弦稳态电路28

一、正弦量及其相量表示28

二、R,L,C元件的交流特性32

三、复阻抗和复导纳35

四、正弦稳态电路分析方法38

五、一端口网络的功率40

六、串、并联谐振电路42

七、互感电路45

八、实际电路元件的模型49

九、三相电路51

第五节 磁路56

一、磁场的基本物理量及基本性质56

二、铁磁材料的磁化曲线58

三、磁路和磁路的基本定律59

四、恒定磁通无分支磁路的计算60

五、铁心线圈61

六、变压器62

第二章 直流电阻及仪器66

第一节 直流电阻器66

一、通用基本知识66

二、直流（标准）电阻（箱）检定67

第二节 直流电阻式电桥75

一、直流单电桥75

二、直流双电桥77

三、直流（电阻）电桥的检定78

第三节 直流电流比较仪式电桥90

一、直流电流比较仪式电桥的工作原理90

二、直流电流比较仪式电桥的应用92

三、电流比较仪电桥的特点93

四、测量中注意的几个问题93

第四节 直流电位差计94

一、直流电位差计94

二、直流电位差计的检定95

三、直流电阻分压箱104

第五节 直流比较仪式电位差计107

一、直流比较仪式电位差计的工作原理107

二、直流比较仪式电位差计特点109

第六节 直流光电放大式检流计110

一、直流光电放大式检流计的原理110

二、光电放大式检流计的组成114

第七节 直流测量114

一、直流测量的主要测量方法及适用范围114

二、热电势、寄生电势的概念及克服方法117

三、零位电阻、开关接触电阻的概念及其对电阻测量的影响118

四、弱信号测量的屏蔽与保护118

五、测量电路的静电干扰120

六、直流仪器检定的预处理及其必要性121

第三章 标准电池122

第一节 标准电池的基本知识122

一、标准电池的简单原理122

二、标准电池的分类123

三、标准电池电动势的温度系数125

四、标准电池的结构特点127

五、正确掌握标准电池的使用和运输方法128

第二节 标准电池的检定方法和检测技术128

一、标准电池的溯源和量值传递系统128

二、标准电池的检定设备130

三、差值替代法检定标准电池132

四、替代法检定标准电池133

五、控温标准电池电动势的检测133

六、标准电池内阻的检测134

七、检定结果处理134

八、测量结果不确定度的评估方法135

九、约瑟夫森效应的基本原理及传递方法138

十、标准电池质量保证方案和数据处理140

第四章 交流阻抗145

第一节 交流电阻145

一、交流电阻及电导的定义145

二、电阻率的测量146

三、电阻的串联和并联计算146

四、星形网络作为等效大电阻使用的计算147

五、具有残余电感和分布电容的电阻对等效电阻的影响147

六、四端电阻和两端电阻的定义147

七、在频率1MHz以下测量低值电阻和高值电阻的连接148

八、电阻温度系数的含义148

第二节 电容及损耗因数149

一、电容及容抗149

二、电容器损耗因数计算方法149

三、二端电容器（屏蔽作为一个端钮），三端电容器（屏蔽作为一个端钮）和五端电容器的测量方法149

四、测量引线对二端电容器和三端电容器的影响150

五、由感应式分流器和自耦式分压器组成的等效五端大电容的电容值与分流比及分压比的关系151

六、测量电容时要用屏蔽导线联接被测电容器152

七、测量小电容时要用屏蔽插头153

八、严禁将两个三端电容器相互串联作为电容标准153

九、石英电容器温度系数的主要来源153

十、电容器等效损耗标准和屏蔽分布电容对损耗值的影响153

十一、用串联等效电路或并联等效电路测量电容器时电容量的差别155

十二、不密封的空气电容器受潮后电容量变化趋势156

十三、LCR测量仪和变压器电容电桥的简单原理156

十四、各种等级标准电容器的检定数据应给出的有效位数158

十五、测量数据的修约规则159

十六、标准电容器的检定159

第三节 电感及品质因数162

一、电感、感抗及电感器品质因数162

二、有短路片的标准电感器的实际电感值与其增量电感值之差的一阶近似值163

三、引起标准电感器温度系数和湿度系数的主要原因163

四、低值电感器和高值电感器的频率响应164

五、镯环形电感器165

六、纺车形（沙利文电感器）电感器165

七、两个电阻和一个电容组成的等效大电感165

八、由反向器，积分器和电阻组成的等效有源三端大电感器的等效电感166

九、用两根相绞合的屏蔽导线连接被检电感器的作用167

十、周围电磁环境对电感值测量的影响167

十一、用测量方法消除外界稳定的交变磁场对被测电感器的干扰168

十二、电感器用串联或并联等效电路测量时，电感值的差别和它们之间的转换关系169

十三、减小测量连线与被测电感器之间的耦合169

十四、标准电感器的检定169

第五章 电阻应变仪173

第一节 电阻应变仪173

一、电阻应变仪的用途174

二、应变仪的整机方框图174

三、动态应变仪进行零平衡175

四、1/4桥、半桥、全桥电路及输出电压的表达式175

五、电阻应变仪按电桥供电频率和应变变化频率给应变仪的分类176

六、公式△R/R=Kε中各符号的含义176

第二节 电阻应变仪的检定176

一、电阻应变仪的检定用设备177

二、检定环境条件177

三、检定项目177

四、应变仪的检定方法178

第六章 音频电压比率186

第一节 感应分压器186

一、自耦式感应分压器187

二、隔离式感应分压器188

三、感应分压器的检定189

第二节 变压比电桥193

一、变压比电桥的工作原理194

二、变压比电桥的检定195

第七章 交流电量198

第一节 电测量模拟指示仪表的一般知识198

一、电测量指示仪表的组成及基本工作原理199

二、电测量指示仪表的分类和主要技术要求202

第二节 磁电系仪表205

一、磁电系测量机构及工作原理205

二、磁电系电流表、电压表206

三、磁电系仪表的温度误差与补偿208

第三节 电磁系仪表209

一、电磁系测量机构和工作原理209

二、电磁系电流表和电压表212

三、电磁系仪表的附加误差213

第四节 电动系仪表215

一、电动系测量机构和工作原理215

二、电动系电流表和电压表217

三、电动系功率表218

四、低功率因数功率表222

五、电动系三相功率表224

六、铁磁电动系三相功率表226

第五节 整流系仪表227

一、整流电路227

二、整流系电压表和电流表228

第六节 相位表和频率表229

一、电动系比率表（流比计）的结构和工作原理230

二、电动系相位表231

三、电动系频率表233

四、变换式频率表、功率因数表235

第七节 电测量变送器236

一、电量变送器的一般技术要求236

二、交流电流、电压变送器237

三、三相功率变送器238

四、频率、相位变送器240

第八节 热电变换及交直流比较仪241

一、热电效应与热电变换器241

二、热电式交直流比较仪244

第九节 万用表和钳形表245

一、万用表245

二、钳形电流表248

第十节 电测量模拟指示仪表的检定249

一、电测量模拟指示仪表的检定的一般规定249

二、检定方法252

三、电压表、电流表、功率表及电阻表的检定255

四、检定结果的处理和检定周期259

第十一节 静电电压表的检定260

一、计量性能要求260

二、检定项目261

三、检定方法261

四、检定结果的处理264

五、检定周期265

第十二节 频率表及相位表的检定265

一、频率表的检定265

二、相位表和功率因数表的检定267

第十三节 电测量变送器的检定268

一、电测量变送器检定的一般规定269

二、检定方法272

三、检定结果的处理和检定周期278

第八章 电能279

第一节 电能的测量279

一、有功电能的测量279

二、无功电能的测量281

第二节 电能表的计量检定284

一、电能表的检定项目284

二、电能表的检定方法284

第三节 感应式电能表293

一、常用电能表的分类293

二、电能表的型号及铭牌标志符号的含义293

三、感应式电能表工作原理295

第四节 电子式电能表296

一、电子式电能表工作原理297

二、电子式电能表的基本结构298

第五节 多功能电能表299

一、概述299

二、结构特点301

三、最大需量308

第六节 单相预付费电能表310

一、基本原理310

二、IC卡技术310

三、主要性能指标及功能313

四、单相分时计费电能表314

第七节 电能表检定装置的计量检定315

一、概述315

二、结构315

三、基本工作原理316

四、功能322

五、电能表检定装置的计量检定323

六、单相电子式电能表示值误差测量结果的不确定度评定334

七、三相电子式电能表示值误差测量结果的不确定度评定338

第九章 互感器341

第一节 互感器的用途及基本原理341

一、互感器的用途341

二、电流互感器的工作原理343

三、电压互感器的工作原理345

第二节 互感器的分类345

一、电流互感器的分类346

二、电压互感器的分类347

第三节 互感器的基本结构348

一、电流互感器的基本结构348

二、电压互感器的基本结构349

三、互感器在正常使用中的基本注意事项350

第四节 互感器的计量特性350

一、互感器的型号350

二、互感器的符号、端子及标志351

三、互感器的额定值355

第五节 互感器的容量356

一、电流互感器的容量356

二、电压互感器的容量357

第六节 互感器的误差特性358

一、误差的概念358

二、电流互感器的误差特性359

三、电压互感器的误差特性362

第七节 互感器的准确级364

一、电流互感器的准确级364

二、电压互感器的准确级366

第八节 互感器的检定368

一、检定条件368

二、检定项目和检定方法371

三、检定结果的处理389

四、检定周期391

第十章 互感器校验仪392

第一节 互感器校验仪的工作原理392

一、电位差式互感器校验仪的基本原理392

二、比较仪式互感器校验仪的基本原理397

三、电子式及数字式互感器校验仪的工作原理403

第二节 互感器校验仪整体检定的理论基础404

一、概述404

二、整体检定方法405

三、整体检定综合误差的计算与分配405

四、互感器校验仪整体检定装置406

第三节 互感器校验仪的检定406

一、规程的适用范围406

二、检定条件407

三、检定项目408

四、检定方法409

第十一章 磁参量415

第一节 磁参量基础知识415

一、磁感应强度和磁场强度415

二、磁通416

三、强磁场标准、中磁场标准、弱磁场标准416

四、电磁感应定律417

五、磁感应强度的量值传递417

六、磁通量具的量值传递417

七、核磁共振的基本原理418

第二节 弱磁场418

一、磁场线圈常数418

二、恒定弱磁场标准装置419

三、单层亥姆霍兹线圈和螺线管线圈420

四、磁通门磁强计422

五、光泵磁强计423

第三节 强磁场423

一、霍尔效应磁传感器423

二、强磁场标准装置424

三、霍尔磁场计424

四、核磁共振磁强计425

第四节 磁通量425

一、磁通量和磁感应强度425

二、直流互感器426

三、用冲击法实现磁通量值传递426

四、磁通标准装置427

五、伏秒发生器427

六、电子式磁通表428

第十二章 磁性材料429

第一节 物理学磁规律和磁单位429

一、物理学磁规律430

二、磁参量及其相互间关系431

三、磁路432

四、磁性材料的有关概念433

五、磁性材料的分类434

六、磁性材料的测量方法434

七、磁性材料的居里点434

八、磁各向异性和磁致伸缩435

第二节 永磁材料的磁性测量435

一、永磁材料的基本特点、分类和应用435

二、永磁材料基本磁性参数及其测量方法436

三、J-H回线测绘440

四、霍尔效应测量磁场440

五、霍尔效应测量磁场的不确定度分析441

第三节 软磁材料磁性测量441

一、软磁材料基本特点、分类和应用441

二、软磁材料基本磁性能参数及其测量442

三、磁化历史对软磁材料磁性的影响446

四、开磁路测量方法446

五、交流磁性测量446

六、动态和脉冲磁性测量447

七、软磁材料测量中的基本量值及其计量溯源447

第四节 电工钢（硅钢）片的磁性测量448

一、硅钢片的基本特点、分类和应用448

二、电工钢（硅钢）片的基本磁性参数448

三、爱泼斯坦方圈法449

第十三章 电气安全453

第一节 耐压测试仪454

一、概述454

二、基本工作原理454

三、分类454

四、主要技术参数456

五、误差公式、准确度等级与技术参数的关系458

六、对耐压测试仪的通用技术要求460

七、检定条件461

八、检定项目和设备462

九、输出电压、击穿电流和时间的检定463

十、容量、纹波和失真度的测量465

第二节 高绝缘电阻测量仪467

一、概述467

二、基本组成和工作原理467

三、分类468

四、主要技术参数468

五、基本误差公式和准确度等级469

六、通用技术要求471

七、检定条件和检定项目472

八、基本误差的几种检定方法473

九、端钮电压的检定478

十、电压倍率的检定478

十一、端钮电压纹波含量的检定478

十二、重复性的检定478

第三节 直流低电阻表478

一、直流低电阻表的工作原理478

二、基值误差、准确度等级479

三、基值误差的检定480

第四节 绝缘电阻表483

一、绝缘电阻的定义483

二、绝缘电阻表的工作原理和使用方法484

三、绝缘电阻表的主要技术术语484

四、绝缘电阻表的基本误差和准确度等级485

五、绝缘电阻表的主要技术参数485

六、绝缘电阻表的检定条件和主要检定项目486

七、绝缘电阻表的检定方法486

第五节 接地电阻表488

一、接地电阻及其基本概念488

二、接地电阻表的工作原理和使用方法489

三、接地电阻表的主要技术参数490

四、接地电阻表主要技术参数的检定491

第六节 泄漏电流测量仪493

一、泄漏电流测量仪工作原理493

二、主要技术参数494

三、泄漏电流测量仪基本误差的几种检定方法496

四、输入阻抗、频率特性的测量497

五、通用技术要求500

第七节 接地导通电阻测试仪500

一、概述500

二、基本组成和工作原理501

三、分类501

四、主要技术参数501

五、基本误差公式和准确度等级502

六、通用技术要求504

七、检定条件和检定项目505

八、基本误差的几种检定方法506

九、试验电流波动的检定509

十、报警预置误差的检定509

十一、电流源空载电压的检定509

参考文献510