电压表设计论文精选(九篇)

第1篇：电压表设计论文范文

关键词：电工电子技术；Multisim；软件仿真教学；多媒体教学

作者简介：邬宝寅（1985-），男，河南信阳人，郑州科技学院机械系，助教；张莉（1982-），女，河南开封人，郑州科技学院机械系，助教。（河南郑州450064）

中图分类号：G642.0     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）06-0068-02

一、软件应用简介

Multisim是美国国家仪器（NI）公司推出的基于Windows操作系统的仿真工具。其中Multisim 10.0版本的软件具备原理图设计、硬件描述语言设计，模拟、数字电路仿真，可编程器件仿真、PCB设计与输出等功能。该软件原是为电气工程师设计的，可以帮助电气工程师设计电路软硬件，分析电路的运行情况，并指导对电路设计的修改，减少电路设计出错的可能性。Multisim 10.0同样可用于电学教学，通过Multisim可以在其界面上搭建目标电路，调用虚拟仪表测量电路中各处的状态、参数，分析电路的运行情况，并与理论计算的结果相印证，验证理论计算正确与否。

就仿真功能而论，Multisim的元件库里含有丰富的电子、电气元件，包括基本元件、通用集成电路和不少常见的专用集成电路、可编程器件等。界面里含有多种虚拟仪表。通过调用电子元件，可以在Multisim的界面上搭建绘制所研究电路的电路图，调用各种虚拟仪表连接到电路当中需要测量的位置上，运行电路便可观察出虚拟仪表上的读数，了解电路的参数，这个过程等同于在实验室中搭建了一个真实的电路。

二、应用思路

机械类专业的“电工电子技术”是一门理论性与实践性兼备的课程，传统教学采用板书讲授法，现在又多采用多媒体课件的教学方法，更多的教师在讲授电工电子技术时，以多媒体课件为主，对其中理论推导的过程结合以板书讲授。这两种都是理论教学的方法，一个逻辑缜密，但过程抽象，另一个比较直观。“电工电子技术”的另一个教学环节是实验课，多是在实验室中进行，由学生自己动手操作。这两个教学环节不管是在时间上还是在空间上都是独立的，无法进一步紧密地结合。

在课堂教学中引入Multisim软件仿真技术，便是要将理论教学和实验教学结合起来，将实验室搬到课堂，搬到教室的大屏幕上，使学生在学习理论知识的同时，能够直接观察到实验现象――尽管只是从屏幕上观察到的。这将加深学生对理论知识的印象，从而降低教师对理论知识讲解的难度。这个过程实质上是将电学分析的成果，以一种比多媒体课件更加直观的形式表达出来，因为在仿真软件的窗口上，电路的运行是动态的。

以教师为主导的理论教学和以学生为主导的实验教学都是不可替代的，Multisim软件仿真教学是联系理论教学和实验教学的桥梁，可以寓实验教学于理论教学之中，使两者之间没有时间空间上的界限，不再是两个相互独立的教学环节。

三、教法和学法设计

将板书讲授教学、多媒体课件讲授教学和Multisim软件仿真教学三者结合在一起，可以实现比较好的教学效果。

1.教法设计

如图1所示，在课堂教学中，多媒体课件是课堂素材的主体，中间穿插板书推演和Multisim软件仿真，其中Multisim软件仿真素材的电路可以以超链接的形式加在多媒体课件中。首先提出所要讲解的目标电路，分析电路中所使用电子元件的类型，元件的特性以及电路的组成、结构特点等信息，然后对电路进行简化，建立电路的电学模型。这个过程可以结合多媒体课件中的图像文字进行讲解。然后是根据电路电学模型中的已知条件，解算出电路的未知条件，得出电路的输入输出关系，并可以代入电路的具体参数数值得出结论性数据。这个过程比较抽象，可以采用传统的板书推演方式。随后进行的就是Multisim软件仿真，打开课前准备好的Multisim原理图文件，在软件窗口上观察记录元件参数，运行仿真，记录虚拟仪表所测得的数据，然后将之代入理论推导出的电路的输入输出关系中，加以验证。最后是对该电路实例的综合和总结。

2.学法设计

电路仿真软件NI Multisim 10.0使用十分方便，学生完全可以通过自学了解该软件的使用方法，并加以应用。教师可以在学生中推广该软件，让学生在有条件的情况下自行下载安装，利用业余时间自主学习该软件的用法，甚至可以用来解决一些实际的电路分析、设计问题，将之作为解决电路问题工具之一。其在课程设计、毕业设计中都有可用之处。

四、应用举例

下面以RLC串联电路为例，来举例说明一下NI Multisim 10.0在课堂教学中的应用。

首先运行软件，如图2所示，在软件的窗口中调用交流电压源、电阻、电感和电容，将电压源电压改为220V，频率改为50Hz，将电阻、电感和电容的参数分别修改为100Ω、100mH和100μF。然后调用虚拟电压表，分别测量电阻、电感、电容两端的电压，调用电流表测量回路中的电流，调用示波器观测电阻、电感和电容相对于零电位点的波形。点击运行键使电路处于运行状态，观察电压表电流表的读数，得出如表1所示读数。

1.阻抗关系验算

通过表1可以计算出电感感抗、电容容抗。

由此可以得到复阻抗和总电流：

通过计算可知，电流计算结果与测试结果相同，可以验证感抗、容抗计算公式和复阻抗计算公式。

2.电压关系验算

通过表1和阻抗关系验算结论得出电阻、电感和电容的分压：

由此可以得到复总电压：

通过计算可知，总电压计算结果与测试结果相同，可以验证RLC串联分压计算公式。

3.谐振关系与波形

通过以上计算可知，电感分压与电容分压十分接近，电路接近串联谐振状态，电阻分压等于电源电压，电流达到最大值，由此可以验证串联谐振关系。

双击窗口中的虚拟示波器，打开示波器波形图（如图3所示）可以观察到RLC串联电路中各点的波形图。电路中所调用的是四踪示波器，其中A通道测量的是总电压，B通道测量的是LC串联的电压，C通道测量的是电容两端的电压。观察可知总电压有效值将近220V，电容两端的电压有效值大约70V，而LC串联后的电压非常小，趋近于谐振状态。

五、结论

现代多媒体教学方式为灵活多样使用教学方法提供了环境，而丰富的软件技术又为教学提供了多种便利的工具。电路仿真软件NI Multisim 10.0是一种计算机辅助电路设计软件，借助现代多媒体教学环境，灵活使用该软件的仿真功能，使之成为多媒体教学要素的一部分，可以为提高电学课堂教学效果提供一定的帮助。

参考文献：

[1]荣军,丁跃浇.计算机仿真软件在“电力电子技术”教学中的应用[J].中国电力教育,2011,(12).

[2]张开碧,冯辉宗.控制系统仿真教学系统开发[J].实验技术与管理,2010,(4).

第2篇：电压表设计论文范文

关键词：思维探究；测电阻；变式；条件约束

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2017）3-0047-4

众所周知，在实际的问题处理中，问题的表征结构良好与否、所处的情境条件、学习者的领域知识都对问题的解决起着重要的限制作用。而在课堂教学中，可以通过对题设条件的有意约束设计，来引发学生对问题表征的有意注意。通过变式让学生体验从聚合到开放的思维探究过程，激发学生创造性地解决问题，是培养科学思维和科学探究等核心素养的有效手段。在课堂教学中，教师不仅要注意科学探究的各项流程，更要注意到探究是一种解决问题的思维能力。笔者由此注意到，实验设计作为一种思维探究，在测定性实验设计中也可以得到开发。本文以苏科版初中物理教材测电阻为例，利用变式教学突出约束条件，培养学生主动发现实验的限制性条件，创新设计解决问题的能力。

根据教材的要求，学生在教师的引导下从欧姆定律的应用出发，设计出基本的实验电路（图略），并成功地测出电阻。为了进一步引导学生巩固基础知识和基本技能，学会分析题设约束条件，提升实验设计的思维能力，教材“WWW”栏目中，设置了有约束条件的设计题：要测量一个阻值为数百欧的电阻。能提供的器材有：干电池两节，学生用电压表（量程为0～3 V、0～15 V）、滑动变阻器（100 Ω 2 A）和电阻箱（0～9 999 Ω 5 A）各一个，开关、导线若干。请写出你设计的实验方案（用相应的字母表示测出的各个物理量）。（1）实验思路；（2）电路图；（3）实验器材；（4）实验步骤；（5）写出待测电阻的表达式。实际做一做，验证自己的实验设计是否正确。想一想，是否还有其他的实验方案？

1 由此及彼 渐进约束

1.1 条件约束一：测量对象为数百欧的电阻

上述实验设计活动是紧挨伏安法测电阻的内容编排的，其独到之处就在于给出的实验器材中偏偏少了电流表。根据缺什么补什么的原则，首先考虑补充一个电流表。通过讨论和渐进分析约束条件，让学生体会教材编者的匠心所在。

1.1.1 变式讨论一：缺什么补什么，补上一个常用的电流表

【教学流程】 提出问题：补上的电流表能否与已知的电压表配合，用伏安法原理测出这个数百欧的电阻呢？

引导分析：题设约束条件有哪些？指导思维：从电流、电压、电阻的关系去思考。

小组讨论：常用电流表（0～0.6 A量程）其分度值是0.02 A，现有数百欧的电阻和两节干电池，能否估算电流？

得出结论：实际电路中的电流太小了，不可行。

反馈体会：本题题干提供的器材中缺少电流表的原因所在。

抓住关键：关键的突破口在于利用串联电路电流相等的规律，将电压表和定值电阻配合间接测量电流值，这样电压表就承担了直接测电压和间接测电流的功能，体现了等效的思想。

进一步展开教学。提出问题：谁可以做与电压表配合的定值电阻？

引导分析：如何保证电压表有确切的示数？

指思维：用串联分压特点去考虑。

小组讨论：需要选择多大的电阻，才能测出电压值？

得出结论：上百欧姆的滑动变阻器或电阻箱。

交流展示：学生展示两种设计结果，如下。

1.1.2 变式设计一：滑动变阻器配合电压表间接测电流

如图1所示，借助Rx和R'串联的方式，确保电流相等。用电压表分别测出Rx和R'两端的电压，通过I'=U'/R'来等效代替电路中电流表缺失这一约束性条件。

1.1.3 变式设计二：电阻箱配合电压表间接测电流

如图2所示，利用电阻箱选择合适的电阻R0代替图1中的R'，也可测出阻值Rx。

1.2 条件约束二：追加只允许连接一次，不可拆接电路的测量条件

【教学流程】 提出问题：根据约束条件，应该针对题设中哪个器件的使用作改动？

引导分析：如果直接体现在图1、图2上，如何设计？

指导思维：寻找电压表的固定位置。

小组讨论：在电源电压不确切的情况下，怎样才能测出电源电压？

得出结论：将滑动变阻器或电阻箱分别调至0和上百欧姆，读出电压表的两次示数。

交流展示：学生展示三种设计结果，如下。

1.2.1 变式设计一：滑动变阻器跟电压表配合

如图3所示，在确保电路安全的前提下，滑动变阻器可以在0和最大阻值R'两个节点之间变换，测得U 和Ux，U'可以通过U -Ux的间接方式得到。

1.2.2 变式设计二：电阻箱跟电压表配合

如图4所示，电阻箱也可以通过调节旋钮将阻值取0和数百欧，测得U 和Ux。

1.2.3 变式设计三：加设开关控制电阻箱或滑动变阻器

如图5所示，有学生注意到题设条件中还有开关若干这个条件。因而，通过开关的局部短路来实现电阻箱或滑动变阻器取0的动作，是值得赞赏和展示的。

课后反思：以问题为导向，引发学生的积极思维。学生从被动应对逐渐到主动寻“的”（这里的“的”是题设约束条件），从一筹莫展到激情迸发，设计的果实在思维的探究中孕育成长。

2 前后联系 穿越约束

2.1 条件约束三：进一步追加要求多次测量求平均值的条件

【教学流程】 提出问题：在伏安法测电阻中，我们怎么实现多次测量求平均值？

引导分析：滑动变阻器的作用明确了，那么要利用哪个器材来起到定值电阻的作用。由于电路不可拆接，该如何测出R0和Rx两端的电压？

指导思维：能否根据上图5的设计得到启发？

小组讨论：如何确定电压表的位置并利用好题设条件中的多个开关？

得出结论：将电阻箱调为一个合适的定值电阻R0和Rx串联，利用开关“搭桥”实现局部短路。

交流展示：学生展示设计结果，如图6所示。

2.2 条件约束四：要求不经计算直接读出阻值，且一次连接电路

2.2.1 变式安排：联系教材，参照设计

【教学流程】 提出问题：在变阻器一节中我们是如何测量小灯泡和人体自身的阻值的？

引导分析：能否再次利用“等效替代法”直接读出阻值？

指导思维：注意现在可用的是电压表，重点在于Rx和电阻箱R及滑动变阻器的连接方式。

小组讨论：电压表的位置、电路的连接方式、多个开关的配合使用。

得到结论并交流展示：如图7所示。

课后反思：知识的迁移运用需要主动对应联系，在设计思维中参照以前的经验是一种重要的方法，所以在课堂上只有提供给学生实践的机会，才可能将知识内化为自身的能力。

3 变换条件 辐射约束

3.1 条件约束一：将待测电阻改为约十数欧的电阻

将原题中的测量对象由数百欧的较大电阻改成十数欧的小电阻，如果其他条件未加限制，那么用伏安法或伏阻法等等均可以设计测量。现在另辟用一只电流表和合适的定值电阻作为题设条件加以约束。

【教学流程】 自主分析：对比前面的约束条件，自主分析变式条件。

尝试设计：提醒学生注意电流表的位置未加限定。

小组讨论：现在电压表缺失，如何连接 Rx和R0？如何将R0和电流表组合起来？你有没有与众不同的结果？

交流展示：如图8、图9所示。

变式设计一：电流表和定值电阻匹配间接测电压，如图8。

变式设计二：电流表将某个电阻局部短路间接测电压，如图9。

课后反思：事实上，对题设条件的约束限制并不代表结果的唯一，而正确的创造性思维都是建立在对现有条件的充分认识和评估的基础上的，图9那样的另类表现形式就是一个明证。

3.2 l件约束二：追加电路只能连接一次进行测量的条件

3.2.1 变式设计一：并联形式加开关

注意到题设条件中有开关若干的表述，将电流表设置在干路位置并增加一个开关，将图8电路变换成图10的电路形式。具体操作从略。

3.2.2 变式设计二：串联形式用短路

利用开关的局部短路作用，将图9的电路形式变换成图11的电路。具体操作从略。

课后反思：从渐进约束到穿越约束，学生对于题设条件的设置已经变得很敏感，并在交流互动中体验设计的成功，在成功中不断体验设计的快乐。到第三部分辐射约束时，学生已经很自然地去主动发现限制性条件，并在约束中迸发创造力，得到图10、11这样的设计成果是水到渠成的事。

在初中物理课堂教学中，如何在常规教学中挖掘、发现新素材，不断通过创新模式来提升学生的学习能力，这在提倡培养核心素养的今天尤其具有现实的意义。将伏安法测电阻的实验设计作为条件约束型问题的典型案例呈现给学生，不但有利于学生提升应用领域知识解决实际问题的能力，而且有利于学生在寻找最优设计方案的过程中激发出创造性思维的火花。

参考文献：

[1]张定而.设计型物理实验的复习指导[J].物理教学，2012（12）：35-36.

[2]朱柏树.立足教材的中考物理实验题命题策略及对教学的引导[J].物理教学，2015（06）：53-56.

第3篇：电压表设计论文范文

【关键词】配电网 理论线损计算 等值电阻法

【中图分类号】TM421

【文献标识码】A

【文章编号】1672-5158（2012）12-0266-01

电网的线损率既是电力系统一项重要的技术经济指标，用来综合衡量电力企业的管理水平，也是国家电力工业发达的重要标志之一。电力系统中发电厂生产的电能是通过电网的输电、变电和配电环节供给用户的。在输送和分配电能的过程中，电网中各元件，变压器、输电线路、补偿和调整设备以及测量和保护装置，都要耗费一定的电能。

在给定的时间段内，电网所有元件中产生的电能损耗称为电网的线损电量，简称线损。通常，线损是用电度表计量的“总供电量”和“总售电量”相减得到的，我们把线损电量占供电量的百分数称为线损率，即：

线损率=（供电量售电量）/供电量×100%

在电网的实际运行中，用电度表计量理论出的供电量和售电量之差得到的线损电量，称为理论线损电量，相应的线损率称为理论线损率。在理论线损电量中，有一部分是电能在输、变、配电过程中不可避免的，其数值由相应时段内运行参数和设备参数所决定。其中主要包括：与电流平方成正比的变压器绕组和输电线路导线中的电能损耗；与运行电压有关的变压器铁芯、电容器和电缆的绝缘介质损耗以及电晕损耗等，这部分损耗电量习惯上称为“技术线损电量”，它可以通过理论计算得出，所以又称为理论线损电量。理论线损的另一部分是由于管理工作上的原因造成的，这部分损失电量习惯上称为“管理线损电量”。

一、线损的理论计算方法

配电网具有闭环设计，开环运行的特点，因此实际运行中的配电网多呈辐射状，而配电网中要详细收集和整理各负荷点的负荷资料及元件运行数据是非常困难的，也缺乏进行潮流分析所需的负荷数据。一般来说，馈线出口均装有电流表、功率表，可以获取馈线出口代表日24h正点电流。

因此，均方根电流法是10kV及以下电压等级的配电网中最常见的理论线损计算方法，另外也可根据计算条件和计算资料，采用平均电流法、最大电流法、等值电阻法等方法进行计算。

（一）均方根电流法。在进行配电网线损计算时，需收集沿线各节点的负荷。由于配电网节点数多，负荷在不同时段的变化又比较大，运行数据根本无法全面收集。为尽量减少运行数据的收集量，同时又不影响线损计算的精度，一般作如下假设：①各负荷节点负荷曲线的形状与首端相同。②各负荷节点功率因数与首端相等。③忽略沿线的电压损失对能耗的影响。④负荷的分配与负荷节点装设的变压器额定容量成正比，即各变压器的负荷系数相同（负荷系数为通过变压器的视在功率与其额定容量之比）。

（二）平均电流法。平均电流法是利用均方根电流与平均电流的等效关系进行能耗计算的方法。因为用平均电流计算出来的电能损耗是偏小的，因此要乘以大于1的修正系数。令均方根电流与平均电流之间的等效系数为K，称为形状系数。

（三）最大电流法。最大电流法是利用均方根电流与最大电流的等效关系进行能耗计算的方法。与平均电流法相反，用最大电流法计算出的损耗是偏大的，要乘以小于1的修正系数。令均方根电流的平方与最大电流的平方的比值为F，称为损失因数。

（四）等值电阻法。等值电阻法的理论基础是均方根电流法。因10（6）kV配电网络节点多、分支线多、元件也多，各支线的导线型号不同，配电变压器的容量、负荷系数、功率因数等参数和运行数据也不相同，要精确的计算配电网络中各元件的电能损耗是比较困难的。因此，在满足实际工程计算精度的前提下，使用等值电阻法计算配电网络的电能损耗具有可行性和实用性。

二、等值分析法分析

等值电阻法的主要任务是计算配电线路和配电变压器的等值电阻。等值电阻法是利用配电线路分段线路和全部配电变压器额定容量参数进行计算。在实际运行中，但由于配电线路和配电变压器的负荷系数并不完全相同，因此利用配电变压器额定容量计算配电线路和配电变压器的等值电阻不符合实际情况，计算误差比较大，这是等值电阻法的重大缺点。在《电力网电能损耗计算导则》中，是基于配电线路各负荷点未装设电能表和其他表计的前提下，假设配电变压器的负荷系数相同，推导出配电线路和配电变压器等值电阻计算公式。目前，国家实施农村和城市配电网建设与改造工程以来，配电线路中的配电变压器低压侧全部装设了电能表，精确计量电能。由于电能表的计量精度比较高，可以利用电能来计算配电线路和配电变压器的电阻，基于这一思想，本文提出新的计算方法改进等值电阻法。通过配电线路、配电变压器电能表计量的电能数据和配电线路参数、配电变压器额定容量及其参数来计算的配电线路和配电变压器等值电阻，提高计算精度。

三、降损措施

（一）电网降损管理措施

线损率是衡量电力企业管理水平的一项重要指标，为切实降低损耗，供电企业应建立健全线损管理责任制，加强指标管理、用电管理、计量管理、明确各管理部门的职责，并落到实处。以近期线损理论计算值和前几年线损统计值为基础，根据影响线损率升、降的许多因数进行修正，制定适合本单位具体晴况的线损计划指标，作为考核、评价本单位生产任务和经济效益完成好坏的依据。线损管理部门要认真收集资料，统计要及时，数据要正确，以便对线损定期定量分析，弄清线损升降的原因：①电网网损中的输、变电线损应分压、分线进行，配电线损的分析应分线（片）、分台变（区）进行，并分别与其相应的线损理论计算值进行比较，以掌握线损电量的组成，找出薄弱环节，明确主攻方向。②按售电量构成分析线损，将无损用户的专用线路，专用变压器以及通过用户的转供电、兜售电等相应的售电量扣除后进行统计分析，以求得真实的线损率。③分析供、售电量不对应对线损波动的影响。④健全营业管理分级考核，严格岗位责任制，并制订相应的奖惩办法，调动职工的积极性。⑤加强营业普查，查偷漏，查卡、帐、票、证及底册与电能表度数，查电压和电流互感器变比，查电能表接线，杜绝无表用电。对抄表人员的管辖范围实行定期轮换，对用户实行两人抄表，以削弱人情电、关系电的产生。

（二）电网降损技术措施

在搞好线损管理的基础上，采取行之有效的技术措施是降低电网电能损耗的重要途径，供电企业从实际情况出发，要认真搞好电网规划建设、调整网络布局、电网升压改造、简化电压等级、合理调整运行电压、缩短供电半径、减少迂回供电、换粗导线截面、更换高能耗变压器、增加无功补偿容量等。①电网升压改造。电网升压改造是指在用电负荷增长，造成线路输送容量不够或者能耗过大，以及为了简化电压等级所采取的技术措施。②合理调整运行电压。合理调整运行电压指通过调整发电机端电压和变压器分接头，在母线上投切电容器及调相机调压等手段，在保证电压质量的基础上适度地调整。③更换导线截面。在输送负荷不变的情况下，更换导线截面，减少线路电阻可以达到降损节能的效果。

第4篇：电压表设计论文范文

关键词：数字化实验；初中物理实验；物理实验教学

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2016）11-0059-2

数字化实验（DIS）是信息技术与物理教学整合的重要基础。数字化实验室的设备主要由传感器、数据采集器、计算机、配套系统软件及配套教具等构成。它以真实实验为基础，通过各种传感器替代传统的仪表，通过数据采集器将采集到的实验数据送往计算机进行数据处理、图线分析，借助计算机平台更直观地显示物理现象，更深刻地揭示物理规律。传感器是数字化实验室的重要组成部分。传感器包括力传感器、位移传感器、声波传感器、电压传感器、电流传感器、温度传感器、压强传感器、磁感应强度传感器等。它能够快速、高精度地适时采集物理实验中力热声光电等各种变化着的物理量数据。基于传感器的计算机实时数据采集和基于计算机数据处理软件的计算机建模和图像分析等技术是开展物理探究教学的两大技术支撑。

下面列举两个笔者在初中物理教学中利用DIS数字化系统的实验创新教学实例。

案例1 探究电流与电压的关系

传统教学中，学生进行分组实验时利用滑动变阻器多次改变定值电阻两端的电压，分别用电压表和电流表测出电压值和对应的电流值，再在坐标系中描点作图，通过数据和图像得出结论。但一节课的时间里，学生既要设计实验方案，包括设计实验电路和实验表格，又要完成定值电阻的电压、电流值的多次测量，需要较长的时间。而且，如果电压值取得太接近或者不是倍数关系，测出的数据不容易得出结论。因此，在实验前，很多教师往往会提醒学生使电压成整数倍变化，这样做的结果是学生确实容易发现规律、总结出结论，但是“探究”的意味就淡了许多，原本生动有趣的实验也变得枯燥乏味了。若非如此，学生就需要更多时间来进行更多次的实验，一节课的内容又很难完成。

应用DIS数字化系统就很轻松地解决了这个矛盾。

实验过程和数据分析：

1.按电路图连接电路，为使结论具有普遍性，将一个5 Ω和一个10 Ω的定值电阻串联进电路进行实验，用电压传感器和电流传感器代替电压表和电流表分别测定值电阻两端的电压和通过定值电阻的电流。

2.将电压传感器和电流传感器分别接入数据采集器。

3.打开计算机，进入数字化信息系统软件，新建实验，设置电阻的电流-电压关系图线。

4.闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，改变定值电阻两端的电压，测量多组电压和电流值。计算机根据得到的电压值和电流值实时在界面上生成电流-电压关系图像，如图1所示。

⒌分析所得的实验数据和图像，得出结论。

从图像中能明显地看出通过定值电阻的电流与定值电阻两端的电压成正比。将电压、电流传感器引入测量小灯泡的电阻教学，就可以在很短的时间内清楚地记录下电流随电压变化的曲线。使教学手段更多样，促进教学目标的更好达成。使用数字传感器的好处一是时间短，通过设置，每隔0.1 s就会有一组电压电流数据对应的点描绘在坐标系中，因此在较短的时间（几秒钟）内就会有几十个点记录下来，同时生成I-U图像。二是数据多，结论更可靠。由于采集的数据较多，因此图像较为理想。

案例2 探究磁铁周围的磁场实验

实验装置如图2所示：

1.将磁传感器接入数据采集器。

2.打开数字化信息系统软件，新建实验，设置磁场强度-时间图线，时间设置为1 min，时间间隔设为10 ms。

3.将磁传感器探头向下，在条形磁体表面从条形磁体的中间开始匀速地向一个磁极移动（如图3），再从一个磁极匀速向另一个磁极移动，如此往复，测出磁场强度随时间的变化。

4.观察图像，总结条形磁铁周围的磁场分布特点。

应用磁感应传感器可以使学生明显地观察到电磁铁周围磁场强弱的变化，使我们肉眼看不见摸不着的磁场变得显而易见。

由以上数字化实验教学中的应用看出传感器的介入提升了实验的效率图像的展示，进一步培养了学生的观察能力和分析能力。让教师无需语言的赘述，通过理性的数学分析得出，使学生的认知水平得到提升。但数字化实验也存在一些问题，比如不利于学生对传统实验仪器的熟练操作和正确使用。同时，数字化设备对学生的科学探究方法、学习能力、创新能力、数字处理能力有较高的要求。因此，教师在教学过程中就必须再学习，必须接受新仪器、新手段，才能掌握好新的科技手段，并用在自己的教学工作中。

第5篇：电压表设计论文范文

关键词：农村电网节能降损

中图分类号：U665.12 文献标识码：A 文章编号：

随着国家城乡电网改造工作的深入, 农村电网( 以下简称农网) 存在的一些根本性问题得以逐步解决, 其中最突出的就是农网的降损节能问题。国家投入巨额资金对农村电网进行建设改造的基本思路是：安全可靠、降损节能。具体目标是提高供电质量，改善网络结构，降低电能损耗，实现农网的安全、优质、高效运行。

一农村电网系统存在的主要问题

（一）配电网 布局和结构不合理

超供电半径线路较多, 线路的空间距离超长,迂回和“卡脖子”供电线路多, 配电线路上负荷点多而分散, 配电变压器( 以下简称配变) 供电点离用电负荷中心较远, 导线截面选择与载荷不匹配等。

（二）供电设备陈旧老化, 损耗严重

高能耗配变和用电设备仍在使用中, 早期农村架设的10 kV 线路的线径较细, 导线截面小, 载流量大, 线路损耗较为严重, 农村中小型电灌站和排涝站则表现的尤为突出。

（三）配变的负荷轻、不平衡

配变空载运行时间长、固定损耗大。农闲季节时, 白天用电负荷小, 经常轻载或空载运行, 晚间则负荷较大; 农忙季节时, 白天负荷大, 晚间经常轻载或空载。另外, 还存在着配变容量与实际用电负荷不匹配,“大马拉小车”的现象。

（四）电能计量装置造成的损耗

大用户由于负荷变动大, 电流互感器变比偏大而实际负荷偏小。电压互感器二次压降过大造成的计量精度下降, 大量的照明户表由于设备老化存在着计量精度不合格且偏慢的现象。

（五）管理上的损耗

用户违章用电和窃电损耗, 抄表核收的差错损失, 用户表计使用和更换管理上的疏忽, 容易造成电能损失, 农村临时性季节用电报装管理不严, 存在无表用电以及其他的不明损耗。

二农村电网节能降损技术

（一） 变压器节电技术

降低变压器损耗，主要从以下四步入手:①配电变压器类型的选择。农村变压器的年负荷利用小时较少，铁损较大，非晶态高效变压器铁损仅为硅钢变压器的20%，使用非晶态变压器的投资差额可以在7 年内从变压器电能损耗的经济价值中得到补偿。目前配电变压器的折旧年限为18 年，所以从第8 ～ 18 年，不但收回了投资成本，还创造了更大效益。由于非晶态变压器的制作工艺限制，变压器容量比较小，一般变压器容量不超过1 600 kV・A，这样的容量恰恰适合农村电网的特点。②变压器容量的选择。对农村综合用电的变压器，一般应能满足实际用电负荷的最大值，最多不超过10%，对季节性较强的农业排灌变压

器，则宜按平均负荷的2 倍左右选择。用电负荷峰谷差较大的场所可采用“子母变”供电方式，根据能耗最低的原则投入不同容量的变压器。③变压器的安装位置选择。变压器的安装位置应在确保低压线路的供电半径不超过500 m的前提下，尽量将其置于或靠近负荷中心，且地势较高、安全可靠、进出线容易和交通运输方便的场所。④变压器的运行方式选择。昼夜负荷或季节性负荷变化大，选用一台变压器在技术经济上不合理时，可采用“子母变”供电方式，根据能耗最低的原则投入不同容量的变压器。由于农田排灌专用配电变压器季节性较强，当它们进入不用电季节时，应把闲置的变压器从高压侧断开，以减少无谓的电能损耗。在同一配电区域，多台配电变压器的低压出线侧可考虑设置联络开关，在轻负载时采用共用变压器的方式运行。

（二）无功补偿与节能降损

科学适当的无功补偿对于减少农网有功功率损耗、增加农网有功传输能力、减小农网电源设备容量和改善电能质量都有重要作用。进行无功补偿主要考虑以下几点: ①补偿方式。无功补偿方式主要有变电站集中补偿、配电变压器低压补偿、配电线路固定补偿和用电设备随机补偿。②补偿量的确定。主要有按提高功率因数需要确定、按降低线损的需要确定、按提高运行电压的需要确定和用补偿当量确定，根据实际情况选取。③无功补偿容量的分布。此时遵循等网损微增率准则，即电力网各补偿点的网损微增率相等时，全网的无功补偿容量具有最优分布。

公用配电变压器低压侧加装低压无功补偿箱进行无功补偿，适合农网特点，值得推广。低压无功补偿箱专为380 V/50 Hz 电网研制开发，能采集电网三相电压、三相电流，通过采集计算出的电压、无功量等控制补偿装置的投切动作。

三、农网管理降损的实施原则

（一）加强计量管理，提高计量准确性，降低线损。严格按照有关规程和规定装设电能计量表计。实施电网建设改造工程时，要完善电能表计的配置，同时要充分重视计量表计的准确性。造成电能表计量误差的因数很多，如计量装置本身误差、电流互感器回路误差、环境变化造成误差、安装使用不当造成误差等，这些对整个电网的统计线损影响很大。对电能计量表计，要严格按规定时间进行校验和更换。

（二）加强抄表和核算工作。随着农村电网无人值班变电站数量的不断增加和电能表安装到每户，使抄表工作量增大。如果各有关电度计量表抄表时间不一致，甚至表计之间抄录间隔时间较长，则必定会造成电量统计时间不对应，而造成很大误差，使线损统计和分析失去意义。因此要严格抄表、核算、收费制度。并配备足够人员，统一抄表时间，为做好线损实测工作打好基础。

（三）多渠道开展降损节能工作。

1、实行线损分级管理、分级核算。可以分地区、分单位、分电压等级、分配电线路进行考核。将线损任务下达到基层，并与经济效益挂钩，发挥电力职工对降损工作的积极性。

2、加强用电监察和普查。重点查偷电、漏电、查电流、电压互感器变比。查电能表接线情况，消灭无表用电和违章用电现象。

3、展开线损理论计算，明确降损方向。根据现有电网接线方式及负荷水平，对各元件电能损耗进行计算，以便为电网改造和考核线损是否合理提供理论依据。定期开展线损分析，掌握线损情况，发现问题，及时进行整改。

四、 结束语

总之, 农网降损节能工作是一项系统工程, 其中既有技术因素, 又有管理因素。农网降损节能既要抓硬件投入(电网建设、改造线路、增加无功等) ,又要抓软件( 管理) 投入, 只有二者密切配合整体联动, 才能取得最佳成效。

参考文献

[1]孙成宝，金哲．现代节电技术与节点工程［M］．北京:中国水利水电出版社，2005

第6篇：电压表设计论文范文

论文关键词：变频电源,变压整流器,变压器设计

0引言

变频发电系统具有简单可靠的特点，在新一代飞机上得到了广泛的应用，如B787，A380，C919飞机均采用了变频发电系统。

飞机变压整流器将主交流电源转换成28V直流电源给直流用电设备供电。

1变压整流器工作原理

本方案设计的12脉冲变压整流器由一个变压器，两组三相整流桥等组成，其电路结构如图1所示。它利用一个三相变压器，其原边绕组采用星形连接，副边两绕组分别采用星形和三角形联接后分别接到两个整流桥，两组桥输出端经平衡电抗器并联，引出电抗器的中心抽头作为直流输出的正端，整流桥的负端直接相联后作为输出负端接至直流负载。

4.3仿真结论

经过仿真可知，设计的变压整流器可满足相关技术指标的要求，本设计方案可行。

5结论

本文以变频交流发电系统为基础，设计了一款变压整流器，并进行了仿真验证，仿真结果表明，设计的变压整流器性能良好。验证了设计的合理性，为对飞机变压整流器的进一步研究奠定了基础。

【参考文献】

[1]严仰光.航空航天器供电系统[M].北京：航空工业出版社.

[2]李传琦，盛义发.电子电力技术计算机仿真实验[M].北京：电子工业出版社.

第7篇：电压表设计论文范文

关键词：

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2015）06-0179-02

温度是国际单位制（SI）中的七个基本物理量之一，在物理学单位制中占有重要的地位。在自然界中，许多物质的特征参数与温度密切相关。在工业生产中，诸多的生产过程或产品质量与温度有直接或间接的关系;在科学研究中，温度往往是需要精确测量的最重要的参数之一;在日常生活中，温度与我们生活中的各个环节息息相关。因而温度测量在工业生产、科学研究和日常生活中得到了广泛应用。热电阻是温度测量中使用广泛的测温传感器，它的测量与模数（AD）转换有关，AD转换精度对温度测量产生直接的影响。

1 测温原理

热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。它的主要特点是测量精度高，性能稳定。其中铂热电阻的测量精确度是最高的，它不仅广泛应用于工业测温，而且被制成标准的基准仪。

本文讨论的测温方法为：将热电阻与标准电阻串联，测量热电阻与标准电阻两端的电压，根据电压的比等于电阻的比计算出热电阻的阻值，通过分度表得出具体的温度值。现讨论用PT100、PT1000热电阻进行温度测量与AD转换精度的关系。

2 PT100测温

PT100是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0 ℃时阻值为100 Ω。现讨论用PT100热电阻进行温度测量与AD转换精度的关系。假设PT100与标准100 Ω的电阻串联，接到电压为3 V的电压上，AD的基准电压为3.3 V，需要精确到1 ℃，分析需要的AD转换精度。

20 ℃时查询PT100分度表，它的阻值为107.79 Ω。

①用8位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/256=0.012890625 V。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.012890625=121，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×100/0.012890625=112。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为：

121/112×100=108.04，

经查询分度表此值最接近于21 ℃，误差为1 ℃。

②用10位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/1 024=0.0032226563。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.0032226563=483，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×100/0.0032226563=448。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为：

483/448×100=107.81，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

③用12位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/4 096=0.0008056641。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.0008056641=1 932，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.29+100）×100/0.0008056641=1 792。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为：

1 932/1 792×100=107.81，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

④用14位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/16 384=0.000201416。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.000201416=7 726，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×100/0.000201416=7 168。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为：

7726/7168×100=107.78，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

⑤用16位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3V/65 536=0.000050354。

PT100两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×107.79/0.000050354=30 906，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（107.79+100）×100/0.000050354=28 672。

按照电压比等于电阻比计算出PT100的阻值为

30 906/28 672×100=107.79，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

3 PT1000测温

PT1000是铂热电阻，它的阻值会随着温度的变化而改变。PT后的1000即表示它在0 ℃时阻值为1 000 Ω。现讨论用PT1000热电阻进行温度测量与AD转换精度的关系。假设PT1000与标准1 000 Ω的电阻串联，接到电压为3 V的电压上，AD的基准电压为3.3 V，需要精确到1 ℃，分析需要的AD转换精度。

20 ℃时查询PT1000分度表，它的阻值为1 077.546 Ω。

①用8位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/256=0.012890625 V。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 077.546/0.012890625=121，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1000/0.012890625=112。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

121/112×1 000=1 080.357，

经查询分度表此值最接近于21 ℃，误差为1 ℃。

②用10位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/1 024=0.0032226563。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 077.546/0.0032226563=483，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1000/0.0032226563=448。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

483/448×1 000=1 078.125，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

③用12位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/4 096=0.0008056641。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 077.546/0.0008056641=1 931，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 000/0.0008056641=1 792。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

1 931/1 792×1 000=1 077.567，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

④用14位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/16 384=0.0002014160。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 077.546/0.000201416=7 725，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 000/0.000201416=7 169。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

7 725/7 169×1 000=1 077.556，

经查询分度表此值最接近于20 ℃，误差为0 ℃。

⑤用16位的AD进行转换，AD的最小分度为：

3.3 V/65 536=0.000050354。

PT1000两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1077.546/0.000050354=30 901，

标准电阻两端电压对应的转换数为：

3/（1 077.546+1 000）×1 000/0.000050354=28 677。

按照电压比等于电阻比计算出PT1000的阻值为：

30 901/28 677×1 000=1 077.553，

经查询分度表此值最接近于20℃，误差为0℃。

4 结 语

本文论述了AD转换精度对温度测量的影响，以PT100和PT1000为例，从计算中看出：用8位的AD进行转换误差为1℃，用10位以上的AD进行转换误差为0℃，且误差随着AD位数的增加而减少。

参考文献：

第8篇：电压表设计论文范文

新课程标准强调实践能力的提升，突出创新精神的培养，而学生实践能力的提升和创新精神的培养需要通过学生具体的探究活动来实现，引导他们开展探究学习成为新课程改革所倡导的重要理念。因此，老师要有计划地为学生开展探究学习，提出要求，创造条件，设置情景，把“以教师为主导”和“以学生为主体”有效的结合在一起。

物理作为一门以实验为基础的自然科学，对提升学生的实践能力、培养探究学习品质和创新精神具有得天独厚的优势，并为之提供了广阔的平台和十分丰富的课程资源。在初中《物理》中，“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”的教学内容适合探究的切入点较多，很值得深入研究。笔者结合这一内容的教学对探究式教学方法做了初步的探索。现将一些具体的操作策略及过程实录下来，请专家和同行不吝指教。

一、探究式的导入

首先，请同学们回顾前面所学习的电压知识：电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因，然后启发学生思考：“加在导体两端的电压越高，流过导体的电流是越大还是越小呢？”课堂气氛顿时热闹起来，学生纷纷猜测。有的说加在导体两端的电压越高，流过导体的电流越大；有的说加在导体两端的电压越高，流过导体的电流越大……接着再请学生回顾前面所学习的电阻知识：电阻是表示导体对电流阻碍作用的大小，然后启发学生思考：“导体的电阻越大，流过导体的电流是越大还是越小呢？”课堂气氛再次活跃起来，有的说导体的电阻越大，流过导体的电流是越大；有的说导体的电阻越小，流过导体的电流越大……这样就很自然地过渡到“探究电阻上的电流跟两端电压的关系”内容的学习。

1.实验设计：“要使导体中有电流通过该怎么办？要想知道导体两端的电压和通过导体的电流各是多少，又该怎么办？”

2.自主讨论。学生热烈讨论，共同探究。当学生板演出这一内容后，教师再次创设问题情景。

3.问题探究：“电流表和电压表在接入电路中时应该注意些什么？（齐声回答：电流表要串联在电路中，电压表要并联在电路中，且电流表和电压表在连接时要注意正负接线柱及量程选择。）仅仅测得一组电流值和电压值能说明问题吗？要想测得多组数据又该怎么办？具体有那些方法？”

4.自主讨论。学生热烈讨论，共同探究。

【教学意图】充分利用学生已经掌握的电路、电流表、电压表知识，并将它们结合起来，使学生初步意识到导体中的电流既与加在它两端的电压有关，又与它的电阻有关，旨在让学生领悟“控制变量法”研究问题的基本方法。

二、实验探究

1.学生实验。各实验小组首先根据设计的实验电路图将电源、开关、定值电阻、滑动变阻器、电流表组成串联电路，然后将电压表与定值电阻并联组成实验电路（在连接电路时提醒学生开关应断开）。然后进行实验探究过程（在闭合开关前提醒学生应将滑动变阻器调节到阻值最大），通过调节滑动变阻器测得几组电流值和电压值。

2.自主讨论。通过对实验数据的讨论和分析，学生口头回答：导体两端的电压变化时，通过导体的电流是否也发生了变化？是怎样变化的？它们之间变化的具体关系是什么？

【教学意图】由以上讨论得出结论：①当导体两端的电压变化时，通过导体的电流也发生了变化；②导体两端的电压增大时，通过导体的电流也随之增大；③在电阻一定时，通过导体的电流跟导体两端的电压成正比。使学生初步了解控制变量法研究问题的基本思想，这是学生实验能力的培养，也是科学素养的提升。

3.问题探究：实验中有些小组测的电流值和电压值均是小数，在分析实验数据时不方便得出结论，且实验时间较长，误差较大。你认为他们在实验时存在什么问题？在实验时怎样操作可缩短实验时间并方便归纳结论？（回答：实验时调节滑动变阻器随意性较大，缺乏目的性。在具体的实验操作时，根据定值电阻的阻值事先设定每次实验的电压值，最好取整数电压值，然后再调节滑动变阻器直至电压表的示数达到事先设定的值，最后读取电流表的示数。这样操作不仅可以缩短实验时间，而且可以很方便的归纳实验结论。）

【教学意图】实验操作过程及数据分析完成后，不等于整个探究实验过程全部结束，实验的评估与交流是不能忽视的。实验的评估与交流不仅可以起到学生对整个实验过程的再次回顾，而且加深了学生对实验结论的认识和理解，提升了学生的实验技能。

三、变式探究

1.提出问题：学生通过上面的实验探究了电流与电压的关系（在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比），那么电流与电阻之间又有怎样的关系呢？能不能设计一个探究电流与电阻之间关系的实验呢？

2.实验设计：探究电流与电阻之间关系的实验和探究电流与电压之间关系的实验，在设计上是一样的吗？实验操作过程及其目的是相同的吗？

3.自主讨论：学生热烈讨论，共同探究。当学生板演出这一内容后，教师再次创设问题情景。

4.学生实验：各实验小组首先根据设计的实验电路图将电源、开关、5Ω的定值电阻、滑动变阻器、电流表组成串联电路，然后将电压表与定值电阻并联组成实验电路（在连接电路时提醒学生开关应断开）。然后进行实验探究过程（在闭合开关前提醒学生应将滑动变阻器调节到阻值最大），调节滑动变阻器使电压表为某一个值（比如3V），然后读取电流表的示数。断开开关，用10Ω和15Ω的定值电阻换下5Ω的定值电阻，重做上面的实验并作好记录。

【教学意图】防止死记硬背物理规律，由于思维定势而造成知识的负迁移；培养学生的创新意识和创新能力，加深了学生对物理知识认识及用控制变量法研究问题的领悟。 新课程改革要求学生所学的不能是教材中的死知识，而应该是创新的、有实践能力的知识。要掌握这样的知识，就需要教师在教学过程中激活学生的内驱力，培养学生的探究意识。教师要让学生带着疑问走进课堂，再带着问题离开课堂，使学生通过对问题的主动探究获取知识、技能，提升其实践能力，培养其创新精神。事实上，这种探究精神本质上就是一种创新精神。只有在平时的教学中努力培养学生的探究学习品质和能力，才能最终培养出一批具有实践能力、创新精神的高素质人才。

参考文献：

第9篇：电压表设计论文范文

【关键词】零线；计量；电能表

0 前言

零线，即中性线，根据DL/T 621-1997定义，作为与低压电源中性点连接用于传输电能的重要导体。在常用的接线方式为Dyn11的变压器低压侧采用TN-S接地系统中，如发生零线断线，则从断点开始的单相设备将承受比220V更高电压，将发生单相电器烧坏事故。零线在电能计量中也担当者重要的角色，近年来，因计量装置中零线缺失或烧断导致计量不准确的案例屡见不鲜，本文重点讨论零线对于电能表计量的应用。

1 在独立运行电能表中的应用

根南方电网公司相关技术规范要求，新装的电能表均与配套的相关计量装置独立运行，如直接接入式单相电能表、直接接入式三相四线电能表、配互感器三线四线电能表、配电压互感器电流互感器三相三线电能表。

1.1 在单相电能表中的应用

对于负荷较小的单相设备，根据南方电网计量典型设计技术规范可使用直接接入式的单相有功电能表进行计量。此时，零线作为电能传输回路，零线缺失则电路（含计量回路及负载）为开路状态，设备无法正常使用；同时也作为电能表电压线圈的计量回路。

对于负荷较大超过电能表量程时，根据南方电网计量典型设计技术规范需使用配互感器的电能表计量电路。对于配电流互感器接入的单相有功电能表，电流线圈回路计量电流互感器二次侧的电流，电压取样一端从电流互感器前段取样，此时零线对于电能表主要作为电压线圈的计量回路：如缺失零线，则电压线圈回路电压一端从电压一次或经过电压互感器的二次电压，而另一端则悬空，尽管电流线圈回路计量正常，电压线圈回路取样异常，从而导致电能表无法正确计量。

当电能表相线接线正确，即在相线从电能表端口1进，从端口2出，尽管此时若零线只接端口3或端口4任意一端，电压线圈回路电压取样也是正常的；通过负载的电流均经过与电流线圈串联的相线，此时电流线圈回路电流计量也是正常的。因此，在本接线方式下无论经过负载后的零线是否接入电能表，均不影响电能表的计量。

当电能表相线、零线接线不正确时，如零线从电能表端口1进，从端口2出，相线从端口3进，从端口4，而此时如果负载设备的零线通过没有接入电表，电流线圈所计量的电流小于负载的电流，造成电量漏计，此为“借零窃电”的原理。

2 组合电能表共用零线的作用

根据南方电网典型设计相关要求，近年以来计量装置均按用电客户类别、用电容量、使用条件等配置。然而由于历史原因，部分地区仍存在有电能表组合运行的情况。

当电能表组合运行时，如三个单相表接成三相四线表使用，一般零线的是从电表A的零线出口接入电表B的零线进口，从电表B的出口接入电表C的进口，即各电能表中的零线接线方式为串联。该接线方式最大的缺点是一旦前端零线因过负荷、接触不良等原因导致断线，则后端的电表无法准确计量电量，造成漏计电量。在组合式电能表中零线的意义在于电压取样，在三相不平衡时时三相三元件点（组合）电能表中性点不位移，同时使得设备受电电压不至于偏差严重。因此在组合式电能表中，建议将每个电能表的零线单独接入零线端口，保障计量运行的可靠性。

3 总结

由于历史原因，在0.4系统中，计量及设备运维人员往往认为相线才是电能传输及计量的重要部分，零线只是作为安全保护线，导致在装表时忽略了零线的安装工艺，造成用户设备烧坏、计量不准确等事件发生。本文旨在提高计量人员对零线的认识，能正确意识到在运行过程中除了担当着电能传输导体的作用外，还有保证计量准确、保障用电安全的重要意义。

【参考文献】

[1]交流电气装置的接地（DL/T621-1997）.