改電工儀表與測(cè)量基本知識(shí)

1、改電工儀表與測(cè)量基本知識(shí)研究對(duì)象：電氣測(cè)量技術(shù)對(duì)從事電氣技術(shù)工作的人員來(lái)說(shuō)是十分必要的；不論是電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)行、維修；還是對(duì)電氣產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn)、測(cè)試、鑒定都會(huì)涉及電磁測(cè)量方面的技術(shù)問(wèn)題。應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活、國(guó)防、科研等各領(lǐng)域。如，變電所、配電室、發(fā)電廠、電力監(jiān)控網(wǎng)、火箭發(fā)射中心、家用電能計(jì)量表等。應(yīng)用領(lǐng)域部分電工儀表圖片部分電工儀表圖片電氣測(cè)量?jī)x器的發(fā)展的階段20世紀(jì)50年代以前，機(jī)械式的模擬指示儀器（如指針式萬(wàn)用表、晶體管電壓表等）；20世紀(jì)50年代左右，電子式的模擬指示儀器（如數(shù)字式電壓表、數(shù)字頻率計(jì)等）；20世紀(jì)70年代初，智能儀器；20世紀(jì)80年代以后，虛擬儀器（檢測(cè)

2、技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合）；數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)化智能化小型化發(fā)展趨勢(shì)第一節(jié) 測(cè)量方法的分類(lèi)第二節(jié) 電工儀表的分類(lèi)第三節(jié) 電工儀表的組成和基本原理第四節(jié) 測(cè)量誤差及其表示方法第五節(jié) 工程上最大測(cè)量誤差的估計(jì)及 系統(tǒng)誤差的消除第六節(jié) 隨機(jī)誤差的估計(jì) 第一章 電工儀表與測(cè)量的基本知識(shí)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(lèi)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。1、測(cè)量的意義 日常生活中處處離不開(kāi)測(cè)量科學(xué)的進(jìn)

3、步和發(fā)展離不開(kāi)測(cè)量，離開(kāi)測(cè)量就不會(huì)有真正的科學(xué)。測(cè)量總論一、測(cè)量的基本概念沒(méi)有望遠(yuǎn)鏡就沒(méi)有天文學(xué)，沒(méi)有顯微鏡就沒(méi)有細(xì)胞學(xué)，沒(méi)有指南針就沒(méi)有航海事業(yè) 生產(chǎn)發(fā)展離不開(kāi)測(cè)量 農(nóng)業(yè)社會(huì)中，需要丈量土地、衡量谷物，就產(chǎn)生了長(zhǎng)度、面積、容積和重量的測(cè)量；掌握季節(jié)和節(jié)候，出現(xiàn)了原始的時(shí)間測(cè)量器具，并有了天文測(cè)量。現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，處處離不開(kāi)測(cè)量。例如，一個(gè)大型鋼鐵廠需要約2萬(wàn)個(gè)測(cè)量點(diǎn)。在高新技術(shù)和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)中則更是離不開(kāi)測(cè)量例如，每種新設(shè)計(jì)的飛機(jī)，需要測(cè)試飛機(jī)高速飛行中受氣流沖擊作用下的性能，通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)定機(jī)身、機(jī)翼的受力和振動(dòng)分布情況，以驗(yàn)證和改進(jìn)設(shè)計(jì)。1.狹義測(cè)量的定義測(cè)量是為了確定被測(cè)對(duì)象的量

4、值而進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。在測(cè)量過(guò)程中，人們借助專(zhuān)門(mén)的設(shè)備，把被測(cè)對(duì)象直接或間接地與同類(lèi)已知單位進(jìn)行比較，取得用數(shù)值和單位共同表示的測(cè)量結(jié)果。二、測(cè)量的定義 測(cè)量結(jié)果測(cè)量數(shù)值.測(cè)量單位，即：測(cè)量的內(nèi)涵 測(cè)量對(duì)象：被測(cè)客體中的相應(yīng)的量值信息； 測(cè)量目的：從被測(cè)對(duì)象取得一個(gè)定量的認(rèn)識(shí)；測(cè)量過(guò)程: 通過(guò)實(shí)驗(yàn)去認(rèn)識(shí)對(duì)象的過(guò)程測(cè)量方法：比較； A.直接比較 B.間接比較； C.需要測(cè)量?jī)x器；測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)：同類(lèi)已知單位。測(cè)量結(jié)果：最終能表示給測(cè)量主體（人）被測(cè)物體的重量等于標(biāo)準(zhǔn)砝碼的重量被測(cè)物體的重量從度盤(pán)上讀數(shù)，因?yàn)?，彈簧秤度盤(pán)上的刻度是事先與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的結(jié)果。2.廣義測(cè)量的定義廣義地講，測(cè)量不僅對(duì)被測(cè)的物理

5、量進(jìn)行定量的測(cè)量，而且還包括對(duì)更廣泛的被測(cè)對(duì)象進(jìn)行定性、定位的測(cè)量。例如故障診斷、無(wú)損探傷、遙感遙測(cè)、礦藏勘探、地震源測(cè)定、衛(wèi)星定位等。而測(cè)量結(jié)果也不僅僅是由量值和單位來(lái)表征的一維信息，還可以用二維或多維的圖形、圖像來(lái)顯示被測(cè)對(duì)象的屬性特征、空間分布、拓樸結(jié)構(gòu)等。 廣義測(cè)量原理可以從信息獲取過(guò)程來(lái)說(shuō)明，包括信息的感知和信息識(shí)別兩個(gè)環(huán)節(jié)。 1.測(cè)量的基本要素 三、測(cè)量的基本要素被測(cè)對(duì)象、測(cè)量?jī)x器、測(cè)量技術(shù)、測(cè)量人員和測(cè)量環(huán)境2.測(cè)量過(guò)程基本要素之間的互動(dòng)關(guān)系論證階段測(cè)量的主體（測(cè)量人員）根據(jù)測(cè)試任務(wù)的要求、被測(cè)對(duì)象的特點(diǎn)、屬性，及現(xiàn)有儀器設(shè)備狀況，擬定合理的測(cè)試方案。設(shè)計(jì)階段* 選擇測(cè)試儀器，組

6、建測(cè)試系統(tǒng)。* 制定出測(cè)試策略（測(cè)量算法）和操作步驟（測(cè)試程序）實(shí)施階段* 對(duì)儀器和系統(tǒng)實(shí)施測(cè)試操作（發(fā)控制命令），按照邏輯和時(shí)序完成測(cè)量過(guò)程，取得測(cè)量數(shù)據(jù);* 分析測(cè)量誤差并顯示測(cè)量出結(jié)果。3.被測(cè)對(duì)象信息廣義的測(cè)量是信息的獲取，信息反映了事物的運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及其變化方式。信息又可分為自然信息和社會(huì)信息兩大類(lèi)。4.測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)量具和儀器測(cè)量?jī)x器系統(tǒng)包括量具、測(cè)試儀器、測(cè)試系統(tǒng)及附件等5.測(cè)量的主體測(cè)量人員手動(dòng)：由測(cè)量主體（測(cè)量人員）直接參與完成自動(dòng)：測(cè)量主體交給智能設(shè)備（計(jì)算機(jī)等）完成，但測(cè)量策略、軟件算法、程序編寫(xiě)需由測(cè)量人員事先設(shè)計(jì)好。6.測(cè)試技術(shù)測(cè)量中所采用的原理、方法和技術(shù)措施，總稱(chēng)為測(cè)

7、試技術(shù)。根據(jù)定義而令系數(shù)為1的量稱(chēng)為單位。單位是表征測(cè)量結(jié)果的重要組成部分，又是對(duì)兩個(gè)同類(lèi)量值進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。四、單位和單位制1980年由國(guó)際計(jì)量大會(huì)（CGPM）采納和推薦的一種一貫單位制。注： SI是國(guó)際單位制的國(guó)際通用符號(hào)。目前，國(guó)際單位制下7個(gè)基本單位： 長(zhǎng) 度 米 M 質(zhì) 量 千克（公斤） Kg時(shí) 間 秒 S電 流 安培 A熱力學(xué)溫度 開(kāi)爾文 K 物質(zhì)的量 摩爾 Mol發(fā)光強(qiáng)度 坎德拉 cd國(guó)際單位制（SI）International System of Units米：光在真空中（1/299792458s）時(shí)間間隔內(nèi)所經(jīng)過(guò)路徑的長(zhǎng)度。第17屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1983）千克：國(guó)際千克原器的

8、質(zhì)量。第1屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1889）和第3屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1901）秒：銫-133原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級(jí)之間躍遷所對(duì)應(yīng)的輻射的9192631770個(gè)周期的持續(xù)時(shí)間。第13屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1967），決議1安培：在真空中，截面積可忽略的兩根相距1 m的無(wú)限長(zhǎng)平行圓直導(dǎo)線內(nèi)通以等量恒定電流時(shí)，若導(dǎo)線間相互作用力在每米長(zhǎng)度上為210-7 N，則每根導(dǎo)線中的電流為1 A。國(guó)際計(jì)量委員會(huì)（1946）決議2。第9屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1948）批準(zhǔn)SI基本單位的定義 開(kāi)爾文：水三相點(diǎn)熱力學(xué)溫度的。第13屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1967），決議4摩爾：是一系統(tǒng)的物質(zhì)的量，該系統(tǒng)中所包含的基本單元（原子、分子、離子、電子

9、及其他粒子，或這些粒子的特定組合）數(shù)與0.012 kg碳-12的原子數(shù)目相等。第14屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1971），決議3坎德拉：是一光源在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，該光源發(fā)出頻率為5401012 Hz的單色輻射，且在此方向上的輻射強(qiáng)度為（1/683）W/sr。第16屆國(guó)際計(jì)量大會(huì)（1979），決議3SI基本單位的定義 國(guó)際單位制中具有專(zhuān)門(mén)名稱(chēng)的導(dǎo)出單位量平面角 弧度 rad立體角 球面度 sr頻率 赫茲 Hz力（重力、壓力） 牛頓 N壓強(qiáng)（應(yīng)力） 帕斯卡 Pa能量（功、熱） 焦耳 J功率（輻射通量） 瓦特 W國(guó)際單位制（SI）的導(dǎo)出單位電荷量 庫(kù)侖 0C電位（電壓、電動(dòng)勢(shì)） 伏特 V電容 法拉 F電

10、阻 歐姆 電導(dǎo) 西門(mén)子 S磁通量 韋伯 Wb磁通量密度磁感應(yīng)強(qiáng)度 特斯拉 TH電感 亨利 H國(guó)際單位制（SI）的導(dǎo)出單位攝氏溫度 攝氏度 0C光通量 流明 lm光照度 勒克斯 lx放射性活度 貝可勒爾 Bq吸收劑量 戈瑞 Gy劑量當(dāng)量 希沃特 Sv國(guó)際單位制（SI）的導(dǎo)出單位第一節(jié) 測(cè)量方法的分類(lèi)一、測(cè)量方式分類(lèi)測(cè)量方式直接測(cè)量間接測(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

11、表測(cè)量電流，用電壓表測(cè)量電壓。二、測(cè)量方法(即數(shù)據(jù)讀取方法)分類(lèi)測(cè)量方法直讀法比較法利用儀表直接讀取測(cè)量數(shù)據(jù)。零值法較差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。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。第二節(jié) 電工儀表的分類(lèi) 一、模擬指示儀表二、數(shù)字儀表數(shù)字儀表是將被測(cè)電磁量轉(zhuǎn)換為電壓

12、，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并以數(shù)字方式直接顯示。 （1）根據(jù)測(cè)量機(jī)構(gòu)的工作原理分類(lèi) 可以把儀表分為電磁系、磁電系、電動(dòng)系、感應(yīng)系、靜電系和整流系等。磁電式C、 整流式L、 熱偶式E、電磁式T、 電動(dòng)式、鐵磁電動(dòng)式D、感應(yīng)式G、靜電式Q（2）根據(jù)測(cè)量對(duì)象分類(lèi) 可以分為電流表（包括安培表、毫安表、微安表）、電壓表（包括伏特表、毫伏表、微伏表、千伏表）、功率表（又叫瓦特表）、電度表、歐姆表、相位表等。（3）根據(jù)儀表工作電流的性質(zhì)分類(lèi) 可以分為直流儀表、交流儀表和交直流兩用儀表。模擬指示儀表的分類(lèi)（4）按儀表的使用方式分類(lèi) 可以分為安裝式儀表（或稱(chēng)板式儀表）和可攜式儀表等。（5）按儀表使用條件分類(lèi) 分為A、A

13、1、B、B1和C五組。（A組： 工作環(huán)境為0+40， 相對(duì)濕度在85%以下。 B組： 工作環(huán)境為-20+50， 相對(duì)濕度在85%以下。 C組： 工作環(huán)境為-40+60， 相對(duì)濕度在98%以下）有關(guān)各組儀表使用條件的規(guī)定可查閱國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 776-1976電氣測(cè)量指示儀表通用技術(shù)條件。（6）按儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)分類(lèi) 分為、和共7個(gè)準(zhǔn)確度等級(jí)。除以上分類(lèi)以外，還可以按外殼的防護(hù)性能及耐受機(jī)械力作用的性能分類(lèi)，讀者可查閱GB/T 776-1976中的有關(guān)規(guī)定。 電工儀表的型號(hào) 1安裝式儀表的型號(hào)組成用途代號(hào)派生號(hào)系列代號(hào)形狀第一位代號(hào) 形狀第二位代號(hào) 改進(jìn)代號(hào)形狀第一位代號(hào)：按儀表面板形狀最大尺寸

14、編制形狀第二位代號(hào)：按儀表外殼形狀尺寸編制系列代號(hào)：按儀表的工作原理編制 C: 表示磁電系 T: 表示電磁系 D: 表示電動(dòng)系 G: 表示感應(yīng)系 L: 表示整流式 Q: 表示靜電系用途號(hào)：按被測(cè)量編制 如： V: 電壓表 A: 電流表 W: 功率表舉例：42C3-A 設(shè)計(jì)序號(hào)為3的磁電系電流表 ，形狀代號(hào)42可在產(chǎn)品目錄查得其外形尺寸和安裝開(kāi)孔尺寸。 便攜式儀表的型號(hào)組成 舉例：T62-V 設(shè)計(jì)序號(hào)為62的電磁系電壓表另有：系列代號(hào)前加一個(gè)漢語(yǔ)拼音字母 表示類(lèi)別 如：Q 表示電橋P 表示數(shù)字式 Z 表示電阻D 表示電能表 設(shè)計(jì)序號(hào)系列代號(hào)指使用電橋、補(bǔ)償?shù)确椒ǎ瑢?biāo)準(zhǔn)度量器與被測(cè)量置于比較儀器

15、中進(jìn)行比較，從而求得被測(cè)量。這類(lèi)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。三、比較儀器電工儀表標(biāo)志的識(shí)別 不同的電工儀表具有不同的技術(shù)特性，為了便于選擇和正確使用儀表，通常還用各種不同的圖形符號(hào)來(lái)表示這些技術(shù)特性，并標(biāo)注在儀表面板的顯著位置上，這些圖形符號(hào)叫做儀表的標(biāo)志。 2.儀表工作原理的圖形符號(hào)3準(zhǔn)確度等級(jí)的符號(hào)4端鈕及調(diào)零器的符號(hào)6電流種類(lèi)的符號(hào)5工作位置的符號(hào)7絕緣強(qiáng)度的符號(hào)級(jí)交流電度表的驗(yàn)收方法直流電位差計(jì) 直流電阻分壓箱 標(biāo)準(zhǔn)電池5. GB/T 3930-1983 測(cè)量電阻用直流電橋 數(shù)據(jù)處理用的模塊化儀器系統(tǒng) CAMAC 系統(tǒng) 多機(jī)箱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分支信息

16、公路和A1型CAMAC 機(jī)箱控制器規(guī)范五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（17）系統(tǒng)中的塊傳送； 9.GB 6738-1986 電測(cè)量指示和記錄儀表及其附件的安全要求；多個(gè)控制器在一CAMAC機(jī)箱中；串行信息公路接口系統(tǒng)；標(biāo)準(zhǔn)電容器；感應(yīng)分壓器； 測(cè)量用穩(wěn)定電源裝置 ；標(biāo)準(zhǔn)電容箱； 五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（815）交流電橋；電測(cè)量?jī)x表標(biāo)度盤(pán)與標(biāo)度尺；直接動(dòng)作電測(cè)量記錄儀； 直流磁電系檢流計(jì)； 電力定量器； 數(shù)字儀表基本參數(shù)系列； 直流數(shù)字電壓表及直流模數(shù)變換器；無(wú)功電度表；、1和2級(jí)交流有功電度表；25. GB/T 9092-1998 費(fèi)率和負(fù)載控制時(shí)間開(kāi)關(guān)；五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（1625）交流電度表符號(hào)；

17、級(jí)和2級(jí)直接接入靜止式交流有功電度表驗(yàn)收檢驗(yàn) ；交流電量轉(zhuǎn)換為模擬量或數(shù)字信號(hào)的電測(cè)量變送器；29. GB/T 7676.1-1998 直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第1部分:定義和通用要求； 直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第2部分:電流表和電壓表的特殊要求；五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（2630）直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第3部分:功率表和無(wú)功率表的特殊要求；直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第4部分:頻率表的特殊要求； 直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第4部分:頻率表的特殊要求 ；直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第5部分:相位表、功率因數(shù)表和同步指示器的特殊要求；直

18、接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第6部分:電阻表(阻抗表)和電導(dǎo)表的特殊要求；五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（3135）直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第7部分:多功能儀表的特殊要求； 直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第8部分:附件的特殊要求；直接作用模擬指示電測(cè)量?jī)x表及其附件 第9部分:推薦的試驗(yàn)方法； 可程控測(cè)量設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字接口的標(biāo)準(zhǔn)代碼、格式、協(xié)議和公共命令；電測(cè)量?jī)x器 X-t記錄儀 第1部分:定義和要求；五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（3640）電測(cè)量?jī)x器 X-t記錄儀 第2部分:推薦的附加試驗(yàn)方法； 和3級(jí)靜止式交流無(wú)功電度表 和級(jí)靜止式交流有功電度表；費(fèi)率和負(fù)荷控制用電子式紋波控制接收機(jī)；安

19、裝式指示和記錄電測(cè)量?jī)x表的尺寸；交流1 000 V和直流1 500 V以下低壓配電系統(tǒng)電氣安全 防護(hù)檢測(cè)的試驗(yàn)、測(cè)量或監(jiān)控設(shè)備 第1部分:通用要求；五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（4145）電能表檢驗(yàn)裝置； 卡預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng) 第1部分:總則； 卡預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng) 第2部分:IC卡及其管理；卡預(yù)付費(fèi)售電系統(tǒng) 第3部分:預(yù)付費(fèi)電度表； 多費(fèi)率電能表 特殊要求； 級(jí)和2級(jí)靜止式交流有功電能表； 五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（4651）交流1000V和直流1500V以下低壓配電系統(tǒng)電氣安全 防護(hù)檢測(cè)的試驗(yàn)、測(cè)量或監(jiān)控設(shè)備 第2部分:絕緣電阻； 電氣測(cè)量指示儀表通用技術(shù)條件；電工和電子測(cè)量設(shè)備性能表示；脈沖信號(hào)發(fā)生器技術(shù)條

20、件；56. GB/T 9318-1988 脈沖信號(hào)發(fā)生器測(cè)試方法57. GB/T 13978-1992 數(shù)字多用表通用技術(shù)條件 五十七項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)目錄（5257）電工指示儀表主要由測(cè)量機(jī)構(gòu)和測(cè)量線路兩部分組成。測(cè)量機(jī)構(gòu)是儀表的核心，由固定部分和可動(dòng)部分組成。第三節(jié) 電工儀表的組成和基本原理一、模擬指示儀表的組成電工指示儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)測(cè)量機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)力矩裝置反作用力矩裝置阻尼力矩裝置讀數(shù)裝置支撐裝置模擬指示儀表中的三大部件： 1.產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M的裝置： 使指針偏轉(zhuǎn) 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Ma的裝置： 平衡轉(zhuǎn)動(dòng)力矩。 主要

21、有游絲、懸絲等。指示儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu) 3.產(chǎn)生阻尼力矩的裝置： 盡快指示出被測(cè)量的數(shù)值 可以利用電磁阻尼、空氣阻尼、油阻尼等。4讀數(shù)裝置 讀數(shù)裝置由指示器和刻度盤(pán)組成。指示器分指針式和光標(biāo)式兩種。指針又分矛形和刀形。 大、中型安裝式儀表多采用矛形指針，以便遠(yuǎn)距離讀數(shù)。小型安裝式儀表及便攜式儀表多采用刀形指針，以利于精確讀數(shù)。 光標(biāo)式指示器適用于一些高靈敏度和高準(zhǔn)確度的儀表。 矛形指針 刀形指針 光標(biāo)指示器 刻度盤(pán)是一個(gè)畫(huà)有標(biāo)度尺和儀表標(biāo)志符號(hào)的面板，為了消除視覺(jué)誤差，有些便攜式精密儀表在標(biāo)度尺下面還安裝一塊反射鏡，如圖所示。當(dāng)看到指針和指針在鏡中的影像重合時(shí)才能讀數(shù)。這樣做的目的是為了消除視覺(jué)誤

22、差。 刻度盤(pán)（表盤(pán)） 安裝反射鏡的表盤(pán)5支撐裝置 測(cè)量機(jī)構(gòu)中的可動(dòng)部分要隨被測(cè)量大小而偏轉(zhuǎn)，就必須有支撐裝置。常見(jiàn)的支撐方式有兩種。一種是軸尖軸承支撐方式，一種是張絲彈片支撐方式。許多檢流計(jì)都采用了張絲彈片支撐方式。a）軸尖軸承支撐裝置 b）張絲彈片支撐方式 支撐裝置示意圖二、數(shù)字儀表的組成 通過(guò)A/D 轉(zhuǎn)換將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖由于A/D 轉(zhuǎn)換的對(duì)象必須是電壓,所以需要測(cè)量線路將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字脈沖經(jīng)譯碼加到顯示器被測(cè)線路A/D轉(zhuǎn)換數(shù)字顯示器被測(cè)量x電壓 U第四節(jié) 測(cè)量誤差及其表示方法 一、測(cè)量誤差的分類(lèi)測(cè)量誤差 分 類(lèi) 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

23、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1. 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(chēng)為絕對(duì)誤差。 例 測(cè)量?jī)蓚€(gè)電壓，實(shí)際值U1=100V，U2=20V， 儀表的示值分別為Ux1=101V，Ux2=21V。其絕對(duì)誤差分別為： U1=Ux1 -U1= 101-100 = +1V U2 =Ux2 -U2= 21-20 = +1V很顯然，雖然二者的絕對(duì)誤差相同，但是二者測(cè)量的精確度卻相差甚遠(yuǎn)，因此有必要引入相對(duì)誤差的概念。 2.相對(duì)誤差定義：絕對(duì)誤差與被測(cè)量實(shí)際值之比的百分?jǐn)?shù)稱(chēng)為相對(duì)誤差，即： 例 用一電壓表測(cè)量200V電

24、壓時(shí)，其絕對(duì)誤差為+1V；用另一電壓表測(cè)量另一電壓讀數(shù)為20V時(shí)，其絕對(duì)誤差為+1V。求它們的相對(duì)誤差。解：3. 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(chēng)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(chēng)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)。 例 檢定一個(gè)滿(mǎn)刻度為5A的級(jí)電流表，若在刻度處的絕對(duì)誤差最大， ，問(wèn)此電流表準(zhǔn)確度是否合理？解：此電流表的最大引用誤差 因?yàn)?.0%1.5%，即該表的的基本誤差超 出級(jí)表的允許值，所以該表的準(zhǔn)確度不合格。 但該表最大引用誤差小于級(jí)表的允許值，若其 他性能合格，可作為級(jí)表使用。 4.正確度、精密度、準(zhǔn)確度正確度:表征系統(tǒng)誤差的大

25、小。精密度: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。準(zhǔn)確度: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(chēng)之為正確度高，隨機(jī)誤差小稱(chēng)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。 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。第五節(jié) 工程上最大測(cè)量誤差的估計(jì)及系統(tǒng)誤差的消除一、直接測(cè)量方式的最大誤差最大絕對(duì)誤差：最大相對(duì)誤差：直接測(cè)量:測(cè)量結(jié)果中的誤差即是所使用儀表本身的基本誤差?？梢愿鶕?jù)儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)計(jì)算，指示儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)

26、用最大引用誤差表示。例 校驗(yàn)一只量限為150V的電壓表，發(fā)現(xiàn)50V處的誤差最大，其值m=1V，求該表的準(zhǔn)確度等級(jí)。解 因此準(zhǔn)確度等級(jí)K為級(jí)。例 用級(jí)、量限為30A的電流表測(cè)量某電流時(shí)，其讀數(shù)為10A，試求測(cè)量可能出現(xiàn)的最大相對(duì)誤差為多少？解 由式（1-4）可得，該表的最大絕對(duì)誤差為由式(1-2)可得，該表測(cè)量的最大相對(duì)誤差為由此可知，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度（最大相對(duì)誤差）和儀表的準(zhǔn)確度是不同的兩個(gè)概念，不能把儀表的準(zhǔn)確度與測(cè)量的準(zhǔn)確度看成是一回事。例 在上例中，若改用級(jí)、100A的電流表，如果其讀數(shù)仍然為10A，則此時(shí)的最大相對(duì)誤差又為多少？解 該表的最大絕對(duì)誤差為測(cè)得10A時(shí)，其最大相對(duì)誤差為由此

27、可見(jiàn)，儀表的準(zhǔn)確度雖然提高了，但測(cè)量結(jié)果的誤差反而增大了。這是因?yàn)閮x表準(zhǔn)確度一定時(shí)，量限越大的儀表其最大絕對(duì)誤差越大。所以，不能只片面追求儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)，還應(yīng)根據(jù)對(duì)測(cè)量的要求，合理選擇儀表量程，測(cè)量時(shí)使被測(cè)量盡量大于量限的1/2或2/3以上，才能使儀表的準(zhǔn)確度得以充分發(fā)揮，測(cè)量的準(zhǔn)確度才能得到比較滿(mǎn)意的結(jié)果。二、間接測(cè)量方式的最大誤差1、被測(cè)量y為n個(gè)中間量之和設(shè)x1 , x2 , x3為被測(cè)量有關(guān)的中間量，被測(cè)量y為x1 , x2 , x3之和，1, 2, 3為測(cè)量中間量可能產(chǎn)生的相對(duì)誤差則y可能產(chǎn)生的相對(duì)誤差為：最大誤差出現(xiàn)在各中間量的相對(duì)誤差符號(hào)相同時(shí)，即： 2.被測(cè)量y為兩個(gè)中間量之

28、差若被測(cè)量y為中間量x1，x2之差， 1, 2為測(cè)量每個(gè)中間量可能產(chǎn)生的誤差，則被測(cè)量可能產(chǎn)生的相對(duì)誤差為：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。 3.若被測(cè)量為若干中間量之積或商若被測(cè)量y為若干中間量 xn1 , xm2 , xp3 ,之積或商1, 2, 3為測(cè)量中間量可能產(chǎn)生的相對(duì)誤差，則y可能產(chǎn)生的相對(duì)誤差為： 最不利情況發(fā)生在符號(hào)相同時(shí)，即：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。 三、系統(tǒng)誤差的消除方法系統(tǒng)誤差產(chǎn)生原因及消除辦法1.儀表本身結(jié)構(gòu)造成的誤差:這種誤差可通過(guò)改善材料性能與制造工藝來(lái)消除.例如摩擦誤差,是儀表的可動(dòng)部分采用轉(zhuǎn)軸式結(jié)構(gòu)必然會(huì)產(chǎn)生的一種誤差.只要改善轉(zhuǎn)軸材料或采用懸絲結(jié)