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一、概述
GXM305
多用校验仪是一种全新设计、技术先进的三相七功能标准表，能测交流电压、电
流、有功、无功、电能、功频频率、直流电压和直流电流，能同时测出三相有功、无功和算
出功率因数，分三个窗口显示，也可在测电压、电流、有功、无功的同时、还测一个外接的
直流电压或直流电流，由这两个结果算出引用误差，也分三个窗口显示。在作电能校验时，
由于窗口多，可同时看到电能计数、转数变化和误差。工频测量有五位读数。量程和功能可
由前面板按键操作也可程控。后面板可加各种测量输入并有模拟电压及频率输出。除无功误
差为千分之一外，其余优于万分之五，由于克服了共模干扰影响，也可用于现场。
本表是从1992
年开始研制，样机的设计加工曾在上海进行，调研过电力、计量和仪表等部
门的要求，增加了校验电量变送器的功能，使本表更具有通用性。经多年的努力不断完善，
产品已经完全成熟。设计中应用了无源补偿仪用电压互感器和90°移相器这两项自己的专
利，采用了当今最先进的乘法器和模数变换技术，也继承了我国电能表及多功能表发展过
程中的经验，成功解决了在研制过程中遇到的许多难题，无疑该表是我国电能仪表及多功能
表发展的新水平的体现，也是世界测量新原理、新技术的反映。
二、技术性能
1、电压量程：50V,
100V, 200V, 400V，由按键选择，在幅边切换，可用至500V,外扩到1000V。
2、电流量程：1A,
5A, 20A（可特定50A）
3、输入阻抗：电压（220V）
约810kΩ
电流（5A）
约14mΩ
4、输出与显示：输出5V
电压代表电压、电流的满量程
±5V
代表三相有功无功的满量程和方向
输出±5V
时的数字显示也为±50000 数
误差显示范围：-9.999~9.999%
超出范围显示E
5、直流电压：0~±6V，显示10000
数/V, 内阻20kΩ
6、直流电流：-12mA~23mA（对应于零输入为4mA,
满度为20mA。在d-4
方式）。
7、工频测量：40.000~60.000Hz，由Ua、Uc
相输入。
8、准确度
（1）电压、电流、功率、电能：0.05
级或0.1 级二种。
（2）无功功率和电能：49~51Hz
范围0.1 级或0.2
级二种。
45~55HZ
范围0.5 级
（3）直流0.02
级，特殊要求可做0.01 级。
（4）工频：0.01
级
（5）功率因数：读数-1.000~1.000，符号在左窗口显示，与有功功率同号，在49~51Hz
范围误差绝对值≤0.002。
9、供电电源：单相220V±10%，50Hz±5%。
10、使用环境：温度20±10℃，相对湿度≤85%
11、体积：405
宽×110 高(连足)
×460 深(连把手)mm3
12、重量：约6kg
13、功耗：约20VA
三、功作原理简介
本表有UA、UB、UC、IA、IB、IC
六个输入，都是经互感器变换输入到内部测量电路，电压
互感器有很高的输入阻抗，而电流互感器则很低，其负载效应很小，几乎可忽略。它们之间
又相互绝缘，因此也可作三角形或跨相连接。输入电压、电流均变换成对额定值为IV
的低
阻输出，供电压、电流、功率、无功、电能和频率等测量用。
对所变换输出的电压经选择将其中的一个进行有效值变换，产生对应于额定值为5V
的直流
电压输出，加到V-F
变换1 产生50KHz
的频率和在面板上显示出50000 的读数。另外从后
面板的Vin
输入也可加一个外接直流电压或电流，由V-F
变换2 变成相应的频率和显示其读
数，单片机按这两个读数，以第一个为标准，以50000
为满意算出引用误差。
如进行工频测量则取A、C
相电压进入单片机，取样数十个周期精确测出其时间，算出5
位
读数的工频频率。
作功率测量是将各相所变换化表U、I
的电压在乘法器中相乘，得到代表乘积的电流后再相
加，变成三相额定输入时输出5V
的模拟电压，由V-F 变换1
变成50KHz 的频率显示50000
读数，V-F
变换2 也作直流变换并由二者算出引用误差。
作无功测量是将各相电压滞后移90°后，进入乘法器，其后的过程与有功测量一样，由于
容性无功为负，因此负无功时是取倒相后的电压加到V-F
变换1 上。
作电能测量和校验时其工作过程与功率一样，只是单片机对V-F
变换1 的输出进行累计并与
外输入电能脉冲进行采样比较，再根据其电能常数算出相对误差。
由于作功率和无功测量用的是独立的乘法器，因此可同时进行，单片机还按此算出功率因数，
这时得到P、Q
和COSΦ三个结果，COSΦ是三相的平均功率因数。
一表多用不仅是一台表当几台表用，而且简化了接线的操作过程，降低了取样功率，实现了
过去用几台表也难以完成的工作，是今后的发展方向。
四、面板说明
前面板有三个显示窗口，左、中通常显示被测结果，右为计算结果，窗口上方有发光二极管
点亮所选的量程和测量内容，其右下方有单位符号显示。中、右窗口下方为数字键、功能键
和复位键，除电流量程改变需从后面换接线柱外，其它都在前面操作。
后面板有三相电压（UA、UB、UC）、电流（IA、IB、IC）输入接线柱，电压是在二次切换量
程因而每相只有两个端子，不会由于电压错加造成电压互感器烧坏。其它有5V
的模拟输出
和外接的5V
测量输入端，有频率输出端，有光电头输入插座，有串行通讯口（配计算机用）。
后面板输出的高、低频均为第一窗口显示的被测量的高、低频。
五、使用方法
1、电源插入有接地的电源插座，打开电源开关，即可使用，但要预热半小时后才能达到准
确度要求。
2、后面板的模拟０V(
)、外壳接地端（
）、光电插座的数字０Ｖ端是相通的，但
与输入电压的０Ｖ端是相互绝缘的，用户可按实际情况连到自己所选定的公共０Ｖ或地
上。
3、将被测电压、电流接到后面板的电压、电流输入接线柱上，作星形测量时三相电压输入
接线柱的三个０Ｖ端要短接，作三角形接法时则将高、低端顺序相连；用二元件时Ｂ相
可不接；当单相用时，可任选一相，也可将三相电压相并，而电流则相串使用，这样可
得到高三倍的分辩率。
4、量程、常数、读数方式选择（由Ｆ键完成）
开启电源或复位键Ｒ后，第一次按Ｆ键（见表１），窗口显示Ｕ和电压量程数，可接着按数
字键０、１、２、３中的任一个，如按０则选５０Ｖ电压量程，按１选１００Ｖ，按２选２
００Ｖ，按３选４００Ｖ。再按Ｆ键，显Ａ和电流量程数，这时按４、５、６中的任一个数
字键可选电流量程，分别应为１Ａ、５Ａ和２０Ａ。还按Ｆ键，显Ｃ和４位电能常数，接着
依次从高到低键入４个数字就写入了新的常数并显出来，如新数的后两位与老数相同，则只
要键入前两位即可，如原为２４００，键入６０就变为新数６０００。继续按Ｆ键，显b
即两位低频取样脉冲数，也就是感应式表转盘的转数，从高到低键入两个数就写入新数。最
后按Ｆ键，显d
和１到４中的任一个数，用于选择读数方式，若为d－１，可从左窗口直读
被测量值，如１００V
读成１００.００V,500W
读成５００.００W,２０A
读成２０.０００A。
若为d-2
则读频率也就是读成刻度，如在１００V
量程加１００V 读成５００００。在２０A
量程加２０A
也是读成５００００，在１００V,5A
量程测５００W，读成１６６６７。若为
d-3
则会将频率数放大√３倍显示，这是在二元件测有功、无功时，为了能与某些变送器的
输出读数一致而设置的。例如在d-2
时，读28868 的数，在d-3
时就显为50000，若为d-4，
对左窗口还是直读，但中间窗口就将0-50000
的电压刻度转为4-20mA 的电流刻度，这也是
为了配合某些电流输出型变送器而设置的。F
键操作的简要说明见表1。
表1
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按F键的次数
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显示内容
（以开机或复位后为例）
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改写方法
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1
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U—100
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按0选50V，按1选100V
按2
选200V,按3选300V
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2
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A—5
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按4选1A，按5选5A
按6选20A（或特定50A）
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3
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b—02
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从高到低键入两位所需数（转）
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4
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C-2400
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从高到低键入四位所需数（常数）
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5
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d—1
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按1-4中所需的一个数（显示方式）
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6
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重复显示上述第一次内容
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5、在完成对F
键和相应的数字键操作，选好量程、常数、显示方式后，就可按表2
的规定
按相应的字母键即功能键，进行相应的功能测试，如要测有功和无功及功率因数COSΦ，
则只要按功能键P
和Q，这时所需测的数就在左、中、右窗口显示出来，其余类推。当要改
变量程、常数和读数方式时，仍按表1
的规定操作，再按功能键返回所需的测量。
6、本校验仪在开机或按复位键R
后，就自动将量程置为100V、5A
常用档，且置电能常数
C=2400
转/kWh,转数b=02
转、方式d=1 为直读，之后不必在进行选择量程、常数和读数方
式的操作，就可按表2
的规定进行相应功能的测试。如不按键则自动作P、Q、cosф测量。
表2
表2
GXM305 功能键操作表
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按键名
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作用及显示内容
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R
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复位、置量程100V、5A，C=2400，b=02，d=1，之后测P、Q
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P、Q
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左窗口显示内容
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中间窗口显示内容
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右窗口显示内容
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P
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Q
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cosф
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P、U
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P
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U-(或I-)
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Ero
|
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Q、U
|
Q
|
U-(或I-)
|
Ero
|
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U、1
|
UA
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U-(或I-)
|
Ero
|
|
U、2
|
UB
|
U-(或I-)
|
Ero
|
|
U、3
|
UC
|
U-(或I-)
|
Ero
|
|
I、1
|
IA
|
U-(或I-)
|
Ero
|
|
I、2
|
IB
|
U-(或I-)
|
Ero
|
|
I、3
|
IC
|
U-(或I-)
|
Ero
|
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E、F
|
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工频
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E、P
|
EP
|
b
|
Ero
|
|
E、Q
|
EQ
|
b
|
Ero
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7、自校
将后面板的F1
的输出送至光电输入IN2，再按功能键E、P
或E、Q（在低功率因数时），
在有输入电压和电流的情况下，可实现电能校验功能的自检，这时左窗口显示为100000，
中间窗口作2→1→0→2→1..的循环变化，右窗口显示数为0.000。
8、高频电能常数
本表有FH
输出，当加三相额定输入时的频率(FH
)是50KHz,其所代表的功率随量程不同而
不同,
因而常数也不同，当仅使用一个元件时加额定输入时,
其频率(FH)便为16667Hz,
其高
频常数见表3。
表3
高频常数表（脉冲数/千瓦（乏）时）
|
U
I
|
50A
|
100V
|
200V
|
400V
|
|
1A
|
12×108
|
6×108
|
3×108
|
15×107
|
|
5A
|
24×107
|
12×107
|
6×107
|
3×107
|
|
10A
|
12×107
|
6×107
|
3×107
|
15×106
|
|
20A
|
6×107
|
3×107
|
15×106
|
75×105
|
|
50A
|
24×106
|
12×106
|
6×106
|
3×106
|
9、低频电能常数
低频FL
是由对FH 进行50000
分频得来的，低频常数（高频常数除以50000）见表4。
表4
低频常数表（脉冲数/千瓦（乏）时）
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U
I
|
50V
|
100V
|
200V
|
400V
|
|
1A
|
24000
|
12000
|
6000
|
3000
|
|
5A
|
4800
|
2400
|
1200
|
600
|
|
10A
|
2400
|
1200
|
600
|
300
|
|
20A
|
1200
|
600
|
300
|
150
|
|
50A
|
480
|
240
|
120
|
60
|
10、直溜测量
直流测量可按表2
中第三项至第7 项中任一项的规定进行测量，从中间显示窗口显示的U-
（或I-）读出0~±6V
的直流电压（或-12~23mA 的直流电流）。
11、无功的符号
本表可作四象限测量，以电流为基准，感性电压对电流的相角为＋，无功也为＋，容性则是
电压对电流的相角为－，无功也为－。对有功来说与习惯定义一致，而对无功则按国际标准
的规定，本表＋号不显示，即数字前无－号就是＋，模拟输出的极性也如此。
本表的无功为正弦无功，也称真无功，故接线与有功相同，单相也能测，而跨相无功则只能
用于三相电压对称时，甚至在二元件测量中还要求电流对称；本表也可按跨相无功接法测量，
是在有功显示窗口即左窗口显示，显示值要乘系数修正，这时中间窗口显示的无功则无意义。
为了在跨相接法时与本表符号一致，在UAO
上应加UBC，余类推。
六、通讯口
本表串行口，使用简易三线RS232
串行口，可随时响应串行口发来的命令。
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