電氣測(cè)量課件

1、第一章第一章 電工儀表與測(cè)量的基本知識(shí)電工儀表與測(cè)量的基本知識(shí) 第一節(jié)第一節(jié) 測(cè)量方法的分類測(cè)量方法的分類 第二節(jié)第二節(jié) 電工儀表的分類電工儀表的分類 第三節(jié)第三節(jié) 電工儀表的組成和基本原理電工儀表的組成和基本原理 第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量誤差及其表示方法測(cè)量誤差及其表示方法 第五節(jié)第五節(jié) 工程上最大測(cè)量誤差的估計(jì)工程上最大測(cè)量誤差的估計(jì)及及 系統(tǒng)誤差的消除系統(tǒng)誤差的消除 第六節(jié)第六節(jié) 隨機(jī)誤差的估計(jì)隨機(jī)誤差的估計(jì) 本章要點(diǎn)本章要點(diǎn) 本章第一、二、三節(jié)主要介紹有關(guān)儀表的基本概念與工作原理，掌握有關(guān)變換的概念，了解各類儀表在測(cè)量過(guò)程中，都是通過(guò)變換，把被測(cè)電磁量轉(zhuǎn)換為可閱讀的數(shù)字或機(jī)械偏移，以達(dá)到測(cè)量

2、的目的。 本章第四、五、六節(jié)主要是介紹產(chǎn)生誤差的原因、誤差的估計(jì)、誤差的表示方法，以及如何在測(cè)量中減少誤差。第一節(jié)第一節(jié) 測(cè)量方法的分類測(cè)量方法的分類一、一、測(cè)量方式分類測(cè)量方式分類 直接測(cè)量直接測(cè)量間接測(cè)量間接測(cè)量組合測(cè)量組合測(cè)量指被測(cè)量與中間量的函數(shù)式中還有其他未知數(shù)，須通過(guò)改變測(cè)量條件，得出不同條件下的關(guān)系方程組，然后解聯(lián)立方程組求出被測(cè)量的數(shù)值。指要利用某種中間量與被測(cè)量之間的函數(shù)關(guān)系，先測(cè)出中間量，再算出被測(cè)量。例如用伏安法測(cè)電阻。指儀表讀出值就是被測(cè)的電磁量，例如用電流表測(cè)量電流，用電壓表測(cè)量電壓。二、測(cè)量方法二、測(cè)量方法(即數(shù)據(jù)讀取方法即數(shù)據(jù)讀取方法)分類分類測(cè)量方法測(cè)量方法直讀

3、法直讀法比較法比較法利用儀表直接讀取測(cè)量數(shù)據(jù)。零值法零值法較差法較差法替代法替代法將已知量與被測(cè)量先后置于同一測(cè)量裝置中，若兩次測(cè)量裝置都處于相同狀態(tài)，可認(rèn)為被測(cè)量等于已知量，再?gòu)囊阎孔x出被測(cè)量值。從比較儀求得差值，根據(jù)度量器數(shù)值和比較差值，求得被測(cè)量的數(shù)值。比較儀表指零時(shí)，從度量器讀出被測(cè)量的數(shù)值將被測(cè)量與度量器放在比較儀器上進(jìn)行比較，從而求得被測(cè)量的數(shù)值。第二節(jié)第二節(jié) 電工儀表的分類電工儀表的分類 一、模擬指示儀表一、模擬指示儀表 模擬指示儀表是將被測(cè)電磁量轉(zhuǎn)換為可動(dòng)部分的角位移，然后根據(jù)可動(dòng)部分指針在標(biāo)尺上的位置直接讀出被測(cè)量的數(shù)值。 二、數(shù)字儀表二、數(shù)字儀表 數(shù)字儀表是將被測(cè)電磁量轉(zhuǎn)

4、換為電壓，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并以數(shù)字方式直接顯示。 三、比較儀器三、比較儀器 指使用電橋、補(bǔ)償?shù)确椒?，將?biāo)準(zhǔn)度量器與被測(cè)量置于比較儀器中進(jìn)行比較，從而求得被測(cè)量。這類儀器除需要儀表本體外（如電橋、電位差計(jì)等）還需要檢流設(shè)備、度量器等參與。返回本章首頁(yè)第三節(jié)第三節(jié) 電工儀表的組成和基本原理電工儀表的組成和基本原理一、模擬指示儀表的組成一、模擬指示儀表的組成模擬指示儀表中的三大部件模擬指示儀表中的三大部件1.產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的裝置：產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的裝置：利用電磁力的有磁電式、電磁式、電動(dòng)式、感應(yīng)式、振動(dòng)式等。利用電荷作用力的有靜電式等。2.產(chǎn)生反作用力矩的裝置：產(chǎn)生反作用力矩的裝置：主要有游絲、懸絲等。3

5、.產(chǎn)生阻尼力矩的裝置：產(chǎn)生阻尼力矩的裝置：可以利用電磁阻尼、空氣阻尼、油阻尼等。二、數(shù)字儀表的組成二、數(shù)字儀表的組成 返回本章首頁(yè)第四節(jié)第四節(jié) 測(cè)量誤差及其表示方法測(cè)量誤差及其表示方法 一、測(cè)量誤差的分類一、測(cè)量誤差的分類測(cè)量誤差 分類 系統(tǒng)誤差 基本誤差：由儀表結(jié)構(gòu)造成的誤差附加誤差：偏離規(guī)定的工作條件造成的誤差隨機(jī)誤差：偶發(fā)原因引起大小方向都不確定的誤差疏忽誤差：測(cè)量人員疏忽造成 二、測(cè)量誤差的表示方法二、測(cè)量誤差的表示方法 1. 絕對(duì)誤差絕對(duì)誤差 用測(cè)量值與被測(cè)量真值之間的差值所表示的誤差稱為絕對(duì)誤差。 2.2.相對(duì)誤差相對(duì)誤差絕對(duì)誤差與被測(cè)量真值之比，稱為相對(duì)誤差。0AAX%1000A

6、%100 XA或?qū)懗?3. 3. 引用誤差引用誤差 以絕對(duì)誤差與儀表上量限的比值所表示的誤差稱為引用誤差，其中絕對(duì)誤差若取可能出現(xiàn)的最大值則稱為最大引用誤差，可以用來(lái)評(píng)價(jià)儀表性能,即儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。%100 mmmA 4.、正確度、精密度、準(zhǔn)確度、正確度、精密度、準(zhǔn)確度 表征系統(tǒng)誤差的大小。 指在多次精密測(cè)量中，測(cè)量讀數(shù)重復(fù)一致的程度，表征即隨機(jī)誤差的大小。 表示測(cè)量中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩者的綜合影響，系統(tǒng)誤差小稱之為正確度高，隨機(jī)誤差小稱之為精密度高，準(zhǔn)確度高則是指系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都比較小。指既“正確”又“精密”的測(cè)量。可見(jiàn)準(zhǔn)確度可以表示測(cè)量結(jié)果與被測(cè)真值的一致程度。 正確度正確度：精密

7、度：精密度：準(zhǔn)確度：準(zhǔn)確度：返回本章首頁(yè)第五節(jié)第五節(jié) 工程上最大測(cè)量誤差的估計(jì)及系工程上最大測(cè)量誤差的估計(jì)及系統(tǒng)誤差的消除統(tǒng)誤差的消除一、一、直接測(cè)量方式的最大誤差直接測(cè)量方式的最大誤差若直接測(cè)量所用儀表的準(zhǔn)確度為 K ，則直接測(cè)量可能出現(xiàn)的相對(duì)誤差最大值不會(huì)超過(guò) K 值。% 100 % mmmAK二、間接測(cè)量方式的最大誤差二、間接測(cè)量方式的最大誤差若被測(cè)量為若被測(cè)量為n個(gè)中間量之和個(gè)中間量之和332211321321321321 ， yxyxyxyxyxyx。yxyxyxyyyx、x、xnyy、即之時(shí)量的相對(duì)誤差符號(hào)相同最大誤差出現(xiàn)在各中間可能產(chǎn)生的相對(duì)誤差為則生的相對(duì)誤差測(cè)量每個(gè)中間量可能

8、產(chǎn)為之和個(gè)中間量為若被測(cè)量若被測(cè)量為兩個(gè)中間量之差221212112 121 y xxxxxx，、xxyy、的相對(duì)誤差為所產(chǎn)生則被測(cè)量對(duì)誤差個(gè)中間量可能產(chǎn)生的相為測(cè)量每之差為中間量若被測(cè)量 最大誤差不僅與各中間量的相對(duì)誤差有關(guān)，而且與中間量之差有關(guān)，差越小，被測(cè)量 y 的相對(duì)誤差就越大。例如在并聯(lián)電路中，用測(cè)到的總電流與一個(gè)支路電流去求得另一支路的電流，這種方法不可取。若被測(cè)量為若干中間量之積或商321332211321321321 。 dddd 、 、) pmnxxpxxmxxnyyy，、x、xxm、（n、x、xxyypmn即相同時(shí)最不利情況發(fā)生在符號(hào)的相對(duì)誤差為則被測(cè)量誤差中間量可能產(chǎn)生的

9、相對(duì)為測(cè)量每個(gè)的指數(shù)為之積或商為若干中間量若被測(cè)量三、系統(tǒng)誤差的消除方法三、系統(tǒng)誤差的消除方法 從制造角度：改進(jìn)儀表結(jié)構(gòu)和制造工藝，如減少轉(zhuǎn)動(dòng)部分的摩擦，加強(qiáng)對(duì)外界電磁場(chǎng)的屏蔽等。這也是消除系統(tǒng)誤差最根本的辦法。從使用角度； 使用者無(wú)法改變儀表的結(jié)構(gòu)，只能在使用中采用比較法、正負(fù)誤差補(bǔ)償法等來(lái)減小誤差，例如測(cè)量后將儀表調(diào)轉(zhuǎn) 180，重測(cè)一次，用兩次測(cè)量平均值作為測(cè)量值，以消除地磁的影響，或利用校正值求得被測(cè)量的真值。第六節(jié)第六節(jié) 隨機(jī)誤差的估計(jì)隨機(jī)誤差的估計(jì)一一.隨機(jī)誤差的特點(diǎn)隨機(jī)誤差的特點(diǎn) 隨機(jī)誤差是由一些偶發(fā)原因引起的誤差，例如電磁場(chǎng)微變、熱起伏、空氣擾動(dòng)、大地微振等。在一組測(cè)量數(shù)據(jù)列中，隨機(jī)誤差通常呈正則分布，表現(xiàn)為有界性、單峰性和正負(fù)誤差出現(xiàn)幾率相等的特點(diǎn)。 隨機(jī)誤差值一般都比較小，工 程上的測(cè)量可以不予考慮。只有 在精密 實(shí)驗(yàn)時(shí)才需要進(jìn)行計(jì)算。 計(jì)算前 首先要進(jìn)行多次測(cè)量， 取得大量 數(shù)據(jù)，然后按以下步 驟進(jìn)行。 二、計(jì)算步驟二、計(jì)算步驟 第一步第一步：先從多次測(cè)量值中求得其算術(shù)平均值。nAnAAAAAniin 1321 第二步第二步：求出每次測(cè)量值的剩余誤差，并且只 有測(cè)量列的剩余誤差總和為 0 時(shí)，才說(shuō)明所計(jì)算的算術(shù)平均值是正確的。否則必須重算0 1niiiAA要滿足 第三步第三步：用貝塞爾公式求出標(biāo)