第一章電工儀表與測量

1、：包括基本電學(xué)量和電路參數(shù)的測量。包括基本電學(xué)量和電路參數(shù)的測量。：包括基本磁學(xué)量和介質(zhì)磁性參數(shù)的測量包括基本磁學(xué)量和介質(zhì)磁性參數(shù)的測量。 既包括了傳統(tǒng)的機械式和電子式的模擬指示既包括了傳統(tǒng)的機械式和電子式的模擬指示儀表，也包括數(shù)字顯示儀表、智能儀表和虛儀表，也包括數(shù)字顯示儀表、智能儀表和虛擬儀表擬儀表。 第一節(jié) 測量方法的分類 測量的概念測量的概念 電磁測量的概念電磁測量的概念 通過直接或間接的方法，將被測的電磁量與同類通過直接或間接的方法，將被測的電磁量與同類的的標準單位量標準單位量進行比較，以確定被測電磁量的大小。進行比較，以確定被測電磁量的大小。 度量器：度量器：分為分為基準器、標準器

2、和工作量具基準器、標準器和工作量具三種。三種。 一、按測量方式分類 直接測量直接測量（歐姆表測電阻、電橋測電阻）（歐姆表測電阻、電橋測電阻） 間接測量間接測量（伏安法測電阻）（伏安法測電阻） 組合測量組合測量二、按測量方法分類1 1直讀法直讀法-用電測量指示儀表直接讀取測量數(shù)據(jù)的用電測量指示儀表直接讀取測量數(shù)據(jù)的 方法方法. .特點是沒有度量器參與特點是沒有度量器參與。 2 2比較法比較法-將被測量與度量器置于比較儀器上進行將被測量與度量器置于比較儀器上進行 比較，從而求得被測量數(shù)據(jù)的一種方法。比較，從而求得被測量數(shù)據(jù)的一種方法。 優(yōu)點：準確度高、靈敏度高。優(yōu)點：準確度高、靈敏度高。缺點：測量

3、費時，操作麻煩，對設(shè)備的要求高。缺點：測量費時，操作麻煩，對設(shè)備的要求高。優(yōu)點：設(shè)備簡單、操作方便、節(jié)省時間，應(yīng)用廣泛。優(yōu)點：設(shè)備簡單、操作方便、節(jié)省時間，應(yīng)用廣泛。缺點：測量的準確度常受儀表準確度的限制而不夠高。缺點：測量的準確度常受儀表準確度的限制而不夠高。注意：直讀法不等于直接測量注意：直讀法不等于直接測量 零值法零值法-被測量與已知量進被測量與已知量進行比較時，兩種量對儀器的行比較時，兩種量對儀器的作用相消為零的方法作用相消為零的方法 RX=(R2/R3)R4RX=(R2/R3)R4 由于比較中指示儀器只用于指零，所以儀由于比較中指示儀器只用于指零，所以儀表誤差并不影響測量結(jié)果的準確度

4、表誤差并不影響測量結(jié)果的準確度 較差法較差法-通過測量已知量與通過測量已知量與被測量的差值，從而求得被被測量的差值，從而求得被測量的一種方法。測量的一種方法。 EX=E0+EX=E0+通常差值通常差值 僅僅是被測量的很小一部分，僅僅是被測量的很小一部分，所以反映到被測值上產(chǎn)生的誤差很小所以反映到被測值上產(chǎn)生的誤差很小 比較法比較法替代法替代法-將被測量與已知量先后兩次接入同一測量裝置，如果兩次測量中測將被測量與已知量先后兩次接入同一測量裝置，如果兩次測量中測量裝置的工作狀態(tài)能保持相同，則認為替代前接在裝置上的待測量，與替代量裝置的工作狀態(tài)能保持相同，則認為替代前接在裝置上的待測量，與替代后的已

5、知標準數(shù)值完全相等。后的已知標準數(shù)值完全相等。 替代法測電阻替代法測電阻測量誤差極小，準確度幾乎完全取決于標準量本身的誤差。測量誤差極小，準確度幾乎完全取決于標準量本身的誤差。 要求：測量條件不能改變要求：測量條件不能改變 第二節(jié) 電工儀表的分類 電工儀表分類電工儀表分類 1.1.模擬指示儀表模擬指示儀表 2. 2. 數(shù)字儀表數(shù)字儀表 3.3.比較儀器比較儀器模擬指示儀表 特點特點是把被測電磁量轉(zhuǎn)換為可動部分的角位移，然后根據(jù)是把被測電磁量轉(zhuǎn)換為可動部分的角位移，然后根據(jù)可動部分的指針在標尺上的位置直接讀出被測量的數(shù)值，是一可動部分的指針在標尺上的位置直接讀出被測量的數(shù)值，是一種種直讀式儀表直

6、讀式儀表。 按被測對象分類按被測對象分類，可分為交直流電壓表、電流表、功率，可分為交直流電壓表、電流表、功率表、電度表、頻率表、相位表以及各種參數(shù)測量儀。表、電度表、頻率表、相位表以及各種參數(shù)測量儀。 按工作原理分類按工作原理分類，可分為磁電系、電磁系、電動系、感，可分為磁電系、電磁系、電動系、感應(yīng)系、靜電系、振簧系等。應(yīng)系、靜電系、振簧系等。 按外殼防護性能分類按外殼防護性能分類，可分為普通、防塵、防濺、防水、，可分為普通、防塵、防濺、防水、水密、隔爆以及是否具備防御外界磁場或電場影響的性水密、隔爆以及是否具備防御外界磁場或電場影響的性能等分類。能等分類。 按讀數(shù)裝置的結(jié)構(gòu)方式分類按讀數(shù)裝置

7、的結(jié)構(gòu)方式分類，可分為指針式、光指示式、，可分為指針式、光指示式、振簧式、數(shù)字轉(zhuǎn)盤式（如電度表）等。振簧式、數(shù)字轉(zhuǎn)盤式（如電度表）等。 按使用方式分類按使用方式分類，可分為固定安裝式、可攜式等。，可分為固定安裝式、可攜式等。 按準確度等級分類按準確度等級分類，可分為，可分為0.10.1，0.20.2，0.50.5，1.01.0，1.51.5，2.52.5，5.05.0七個等級。七個等級。 數(shù)字儀表也是一種數(shù)字儀表也是一種直讀式儀表直讀式儀表，特點特點是是把測量量轉(zhuǎn)換成為把測量量轉(zhuǎn)換成為數(shù)字量，然后以數(shù)字方式直接顯示出被測量的數(shù)值數(shù)字量，然后以數(shù)字方式直接顯示出被測量的數(shù)值。優(yōu)點：功能多，測量速

8、度和精度方面超過模擬指示儀表。優(yōu)點：功能多，測量速度和精度方面超過模擬指示儀表。 缺點：缺乏直觀性。缺點：缺乏直觀性。 數(shù)字儀表 比較儀器比較儀器比較儀器電橋電橋電位差計電位差計直流電橋直流電橋交流電橋交流電橋直流電位差計直流電位差計交流電位差計交流電位差計第三節(jié) 測量誤差及其消除方法誤差：儀器儀表的讀數(shù)與真值之間總存在著的一定的差值。 （真值：在一定時間和環(huán)境下，被測量本身所具有的真實數(shù)據(jù)。） 一、測量誤差的分類一、測量誤差的分類1.1.系統(tǒng)誤差：系統(tǒng)誤差：在相同的測量條件下，多次測量同一個量時，在相同的測量條件下，多次測量同一個量時， 大小和符號保持恒定或按一定規(guī)律變化的誤差。大小和符號保

9、持恒定或按一定規(guī)律變化的誤差。 產(chǎn)生原因：產(chǎn)生原因：基本誤差：基本誤差：儀表在規(guī)定的工作條件下由于儀表本身結(jié)構(gòu)不完善而儀表在規(guī)定的工作條件下由于儀表本身結(jié)構(gòu)不完善而 產(chǎn)生的一種固有誤差產(chǎn)生的一種固有誤差 附加誤差：附加誤差：儀表使用時偏離規(guī)定的工作條件而造成的誤差儀表使用時偏離規(guī)定的工作條件而造成的誤差 2 2偶然誤差偶然誤差（隨機誤差）（隨機誤差）：它是由偶發(fā)原它是由偶發(fā)原因出現(xiàn)的一種大小，方向都不確定的誤差。因出現(xiàn)的一種大小，方向都不確定的誤差。（無法消除）（無法消除）3 3疏忽誤差疏忽誤差：在一定條件下，測量值明顯在一定條件下，測量值明顯偏離實際值時所對應(yīng)的誤差。應(yīng)予以剔除偏離實際值時所

10、對應(yīng)的誤差。應(yīng)予以剔除或重新測量?；蛑匦聹y量。一、測量誤差的分類一、測量誤差的分類絕對誤差絕對誤差: :測量值測量值A(chǔ) AX X和被測量和被測量真真值值A(chǔ) A0 0之差。之差。 AX-A0 相對誤差相對誤差: :絕對誤差與被測量的真值絕對誤差與被測量的真值A(chǔ) A0 0之比之比 （A A0 0常用實際值常用實際值A(chǔ) AX X代替，此時代替，此時A AX X-A-A0 0）引用誤差引用誤差: :絕對誤差與儀表上的量限的比絕對誤差與儀表上的量限的比值所表示的誤差。值所表示的誤差。 m100%nA 0100%A二、測量誤差的表示方法測量誤差的表示方法儀表的準確度m 用最大引用誤差用最大引用誤差 來表示

11、儀表的準確度來表示儀表的準確度 其中其中, ,mm是儀表在不同刻度上的最大絕對誤差是儀表在不同刻度上的最大絕對誤差 儀表的準確度直接影響測量結(jié)果的準確程度儀表的準確度直接影響測量結(jié)果的準確程度, ,在選擇在選擇儀表時既要考慮儀表的準確度等級儀表時既要考慮儀表的準確度等級, ,又要選擇合理的又要選擇合理的量限量限. .m%Ammm100三、誤差的消除方法三、誤差的消除方法1.1.系統(tǒng)誤差的消除方法系統(tǒng)誤差的消除方法 改進儀表的制造工藝，選擇質(zhì)量優(yōu)良的元改進儀表的制造工藝，選擇質(zhì)量優(yōu)良的元器件器件, ,加強各種屏蔽措施，防護外界環(huán)境加強各種屏蔽措施，防護外界環(huán)境對儀表的影響。對儀表的影響。 常用補

12、償方法有：常用補償方法有： 修正誤差修正誤差; ; 實際值修正值測量值實際值修正值測量值 消除誤差來源消除誤差來源 采用特殊測量方法采用特殊測量方法 正負誤差補償法正負誤差補償法 2 2、偶然誤差的消除偶然誤差的消除 單峰性單峰性 四個四個 對稱性對稱性 特性特性 有界性有界性 抵償性抵償性 用算術(shù)平均值表示被測量的真值用算術(shù)平均值表示被測量的真值用算術(shù)平均值表示測量結(jié)果時，其測量精度可用標準差表示用算術(shù)平均值表示測量結(jié)果時，其測量精度可用標準差表示3 3疏忽誤差的剔除方法疏忽誤差的剔除方法凡是其凡是其剩余誤差大過均方差剩余誤差大過均方差3 3倍倍以上的數(shù)據(jù)，都認為是屬于疏忽誤以上的數(shù)據(jù)，都認

13、為是屬于疏忽誤差的數(shù)據(jù)，應(yīng)于以剔除。差的數(shù)據(jù)，應(yīng)于以剔除。011niiAAAn0 xAA第四節(jié)第四節(jié) 工程上最大測量誤差的估計工程上最大測量誤差的估計 反映測量結(jié)果與真值接近程度的量稱為反映測量結(jié)果與真值接近程度的量稱為精度精度。精度越。精度越高，測量誤差愈小。高，測量誤差愈小。準確度準確度：反映反映系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差大小的程度大小的程度 系統(tǒng)誤差越大，準確度就越低。 精密度精密度：反映反映隨機誤差隨機誤差大小的程度大小的程度 測量的準確度很高，不一定精密度也很高，反之亦然。 精確度精確度：反映：反映系統(tǒng)誤差和隨機誤差系統(tǒng)誤差和隨機誤差合成大小的程度合成大小的程度 精確度很高，則是指系統(tǒng)誤差和偶然誤差均很小。 工程測量只注意測量中的準確度，而不考慮精密度。工程測量只注意測量中的準確度，而不考慮精密度。%A%Kmmm100mmA