改电工仪表与测量基本知识

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1、,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版

2、文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五

3、级,,,,*,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,,,,,,单击此处编辑母版标题样式,,单击此处编辑母版文本样式,,第二级,,第三级,,第四级,,第五级,,,,*,电工测量技术,研究对象：,电气测量技术对从事

4、电气技术工作的人员来说是十分必要的；不论是电气设备的安装、调试、实验、运行、维修；还是对电气产品进行检验、测试、鉴定都会涉及电磁测量方面的技术问题。,,应用于工农业生产、生活、国防、科研等各领域。如，变电所、配电室、发电厂、电力监控网、火箭发射中心、家用电能计量表等。,应用领域,,部分电工仪表图片,,部分电工仪表图片,电气测量仪器的发展的阶段,20,世纪,50,年代以前，机械式的模拟指示仪器（如指针式万用表、晶体管电压表等）；,,20,世纪,50,年代左右，电子式的模拟指示仪器（如数字式电压表、数字频率计等）；,,20,世纪,70,年代初，智能仪器；,,20,世纪,80,年代以后，虚拟仪器（检

5、测技术与计算机技术有机结合）；,数字化,,网络化,,智能化,,小型化,发展趋势,第一节 测量方法的分类,,第二节 电工仪表的分类,,第三节 电工仪表的组成和基本原理,,第四节 测量误差及其表示方法,,第五节,,工程上最大测量误差的估计,及,,,系统误差的消除,,第六节,,随机误差的估计,,,,第一章 电工仪表与测量的基本知识,本章要点,本章第一、二、三节主要介绍有关仪表的基本概念与工作原理，掌握有关变换的概念，了解各类仪表在测量过程中，都是通过变换，把被测电磁量转换为可阅读的数字或机械偏移，以达到测量的目的。,,本章第四、五、六节主要是介绍产生误差的原因、误差的估计、误差的表示方法，以

6、及如何在测量中减少误差。,1,、,测量的意义,,,日常生活中处处离不开测量,,科学的进步和发展离不开测量，,,离开测量就不会有真正的科学。,测量总论,一、测量的基本概念,没有望远镜就没有天文学，没有显微镜就没有细胞学，没有指南针就没有航海事业,生产发展离不开测量,,,农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。现代化的工业生产中，处处离不开测量。例如，一个大型钢铁厂需要约,2,万个测量点。,,在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量,,例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中受气流冲击作用下的性能

7、，通过风洞试验测定机身、机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。,,1.,狭义测量的定义,,测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。,,在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位共同表示的测量结果。,二、测量的定义,测量结果＝测量数值,.,测量单位，,即：,测量的内涵,,①测量对象,：被测客体中的相应的量值信息；,,,测量目的,：从被测对象取得一个定量的认识；,,②测量过程,:,通过实验去认识对象的过程,,③测量方法,：比较；,,,A.,直接比较,B.,间接比较；,,,C.,需要测量仪器；,,④测量标准,：同类已知单位。,,⑤测量

8、结果,：最终能表示给测量主体（人）,,被测物体的重量等于标准砝码的重量,被测物体的重量从度盘上读数，因为，弹簧秤度盘上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。,,2.,广义测量的定义,,广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量，而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测量。,,例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。,,而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。,,广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息的感知和信息识别两个环节。,1.,测量的基本要素,,三、测量的基本

9、要素,被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境,2.,测量过程,——,基本要素之间的互动关系,,论证阶段,,测量的主体（测量人员）根据测试任务的要求、被测对象的特点、属性，及现有仪器设备状况，拟定合理的测试方案。,,设计阶段,,* 选择测试仪器，组建测试系统。,,* 制定出测试策略（测量算法）和操作步骤（测试程序）,实施阶段,,* 对仪器和系统实施测试操作（发控制命令），按照逻辑和时序完成测量过程，取得测量数据,;,,*,分析测量误差并显示测量出结果。,3.,被测对象,——,信息,,广义的测量是信息的获取，信息反映了事物的运动的状态及其变化方式。信息又可分为自然信息和社会信息两大类。,

10、,4.,测量仪器系统,——,量具和仪器,,测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等,,5.,测量的主体,——,测量人员,,手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成,,自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。,6.,测试技术,,测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技术。,,根据定义而令系数为1的量称为单位。,,单位是表征测量结果的重要组成部分，又是对两个同类量值进行比较的基础。,四、单位和单位制,1980,年由国际计量大会（,CGPM,）采纳和推荐的一种一贯单位制。注：,SI,是国际单位制的国际通用符号。,,目前，国际

11、单位制下,7,个基本单位：,,长 度 米,M,,质 量 千克（公斤）,Kg,,时 间 秒,S,,电 流 安,[,培,] A,,热力学温度 开,[,尔文,],,K,,物质的量 摩,[,尔,],,Mol,,发光强度 坎,[,德拉,],,cd,国际单位制,（,SI,）,International System of Units,米：,光在真空中（,1/299792458s,）时间间隔内所经过路径的长度。,[,第,17,届国际计量大会（,1983,）,],,千克：,国际千克原器的质量

12、。,[,第,1,届国际计量大会（,1889,）和第,3,届国际计量大会（,1901,）,],,秒：,铯,-133,原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的,9192631770,个周期的持续时间。,[,第,13,届国际计量大会（,1967,），决议,1],,安培：,在真空中，截面积可忽略的两根相距,1 m,的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为,2×10-7 N,，则每根导线中的电流为,1 A,。,[,国际计量委员会（,1946,）决议,2,。第,9,届国际计量大会（,1948,）批准,],SI,基本单位的定义,,开尔文：,水三相点热力学温度的。,[,

13、第,13,届国际计量大会（,1967,），决议,4],,摩尔：,是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元（原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合）数与,0.012 kg,碳,-12,的原子数目相等。,[,第,14,届国际计量大会（,1971,），决议,3],,坎德拉：,是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为,540×1012 Hz,的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为（,1/683,）,W/sr,。,[,第,16,届国际计量大会（,1979,），决议,3],SI,基本单位的定义,,国际单位制中具有专门名称的导出单位量,,平面角

14、 弧度,rad,,立体角 球面度,sr,,频率 赫［兹］,Hz,,力（重力、压力） 牛［顿］,N,,压强（应力） 帕［斯卡］,Pa,,能量（功、热） 焦［耳］,J,,功率（辐射通量） 瓦［特］,W,,国际单位制（,SI,）的导出单位,电荷量 库［仑］,0,C,,电位（电压、电动势） 伏［特］,V,,电容 法［拉］,F,,电阻 欧［姆］,Ω,,电导

15、 西［门子］,S,,磁通量 韦［伯］,Wb,,磁通量密度磁感应强度 特［斯拉］,TH,,电感 亨［利］,H,,国际单位制（,SI,）的导出单位,摄氏温度 摄氏度,0,C,,光通量 流［明］,lm,,光照度 勒［克斯］,lx,,放射性活度 贝可［勒尔］,Bq,,吸收剂量 戈［瑞］,Gy,,剂量当量 希［沃特］,Sv,国际单位制（,SI,）的导出单位,第一节

16、,测量方法的分类,一、测量方式分类,测量方式,直接测量,间接测量,组合测量,指被测量与中间量的函数式中还有其他未知数，须通过改变测量条件，得出不同条件下的关系方程组，然后解联立方程组求出被测量的数值。,指要利用某种中间量与被测量之间的函数关系，先测出中间量，再算出被测量。例如用伏安法测电阻。,指仪表读出值就是被测的电磁量，例如用电流表测量电流，用电压表测量电压。,二、测量方法,(,即数据读取方法,),分类,,测量方法,直读法,比较法,利用仪表直接读取测量数据。,零值法,较差法,替代法,将已知量与被测量先后置于同一测量装置中，若两次测量装置都处于相同状态，可认为被测量等于已知量，再从已知量读出被

17、测量值。,从比较仪求得差值，根据度量器数值和比较差值，求得被测量的数值。,比较仪表指零时，从度量器读出被测量的数值,将被测量与度量器放在比较仪器上进行比较，从而求得被测量的数值。,模拟指示仪表是将被测电磁量转换为可动部分的角位移，然后根据可动部分指针在标尺上的位置直接读出被测量的数值。,第二节 电工仪表的分类,一、模拟指示仪表,二、数字仪表,数字仪表是将被测电磁量转换为电压，再转换为数字量，并以数字方式直接显示。,,,（,1,）根据测量机构的工作原理分类 可以把仪表分为电磁系、磁电系、电动系、感应系、静电系和整流系等。,,磁电式,—C,、 整流式,—L,、 热偶式,—E,、电磁式,—T,

18、、 电动式、铁磁电动式,—D,、感应式,—G,、静电式,—Q,,（,2,）根据测量对象分类 可以分为电流表（包括安培表、毫安表、微安表）、电压表（包括伏特表、毫伏表、微伏表、千伏表）、功率表（又叫瓦特表）、电度表、欧姆表、相位表等。,,（,3,）根据仪表工作电流的性质分类 可以分为直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。,模拟指示仪表的分类,（,4,）按仪表的使用方式分类 可以分为安装式仪表（或称板式仪表）和可携式仪表等。,,（,5,）按仪表使用条件分类 分为,A,、,A1,、,B,、,B1,和,C,五组。（,A,组： 工作环境为,0,～,+40℃,， 相对湿度在,85%,以下。,B,组：

19、 工作环境为,-20,～,+50℃,， 相对湿度在,85%,以下。,C,组： 工作环境为,-40,～,+60℃,， 相对湿度在,98%,以下）有关各组仪表使用条件的规定可查阅国家标准,GB/T 776-1976《,电气测量指示仪表通用技术条件,》,。,,（,6,）按仪表的准确度等级分类 分为、、、、、和共,7,个准确度等级。,,除以上分类以外，还可以按外壳的防护性能及耐受机械力作用的性能分类，读者可查阅,GB/T 776-1976,中的有关规定。,,电工仪表的型号,,1,．安装式仪表的型号组成,用途代号,派生号,系列代号,形状第一位代号,,形状第二位代号,,,,,,,,,改进代号,形状第一位

20、代号：按仪表面板形状最大尺寸编制,,形状第二位代号：按仪表外壳形状尺寸编制,,系列代号：按仪表的工作原理编制,,,C:,表示磁电系,T:,表示电磁系,,,D:,表示电动系,G:,表示感应系,,,L:,表示整流式,Q:,,表示静电系,,用途号：按被测量编制,,如：,V:,电压表,A:,电流表,W:,功率表,举例：,42C3-A,,,设计序号为,3,的磁电系电流表 ，形状代号,42,可在产品目录查得其外形尺寸和安装开孔尺寸。,２．便携式仪表的型号组成,,,,,举例：,T62-V,,,设计序号为,62,的电磁系电压表,,另有：系列代号前加一个汉语拼音字母 表示类别,,如：,Q,表示电桥,P,表示数字

21、式,,,Z,表示电阻,D,表示电能表,,,,,,设计序号,系列代号,指使用电桥、补偿等方法，将标准度量器与被测量置于比较仪器中进行比较，从而求得被测量。这类仪器除需要仪表本体外（如电桥、电位差计等）还需要检流设备、度量器等参与。,,三、比较仪器,电工仪表标志的识别,,不同的电工仪表具有不同的技术特性，为了便于选择和正确使用仪表，通常还用各种不同的图形符号来表示这些技术特性，并标注在仪表面板的显著位置上，这些图形符号叫做仪表的标志。,2.,仪表工作原理的图形符号,3,．准确度等级的符号,4,．端钮及调零器的符号,6,．电流种类的符号,5,．工作位置的符号,7,．绝缘强度的符号,级交流电度表的验收

22、方法,,直流电位差计,,直流电阻分压箱,,标准电池,,5. GB/T 3930-1983,测量电阻用直流电桥,,数据处理用的模块化仪器系统,CAMAC,系统,,多机箱系统结构分支信息公路和,A1,型,CAMAC,机箱控制器规范,五十七项国家标准目录（,1,—,7,）,系统中的块传送；,,9.GB 6738-1986,电测量指示和记录仪表及其附件的安全要求；,,多个控制器在一,CAMAC,机箱中；,,串行信息公路接口系统；,,标准电容器；,,感应分压器；,,测量用稳定电源装置 ；,,标准电容箱；,五十七项国家标准目录（,8,—,15,）,交流电桥；,,电测量仪表标度盘与标度尺；,,直接动作电测量

23、记录仪；,,直流磁电系检流计；,,电力定量器；,,数字仪表基本参数系列；,,直流数字电压表及直流模数变换器；,,无功电度表；,,、,1,和,2,级交流有功电度表；,,25. GB/T 9092-1998,费率和负载控制时间开关；,五十七项国家标准目录（,16,—,25,）,交流电度表符号；,,级和,2,级直接接入静止式交流有功电度表验收检验 ；,,交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器；,,29. GB/T 7676.1-1998,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,1,部分,:,定义和通用要求；,,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,2,部分,:,电流表和电压表的特殊要求；

24、,五十七项国家标准目录（,26,—,30,）,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,3,部分,:,功率表和无功率表的特殊要求；,,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,4,部分,:,频率表的特殊要求；,,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,4,部分,:,频率表的特殊要求 ；,,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,5,部分,:,相位表、功率因数表和同步指示器的特殊要求；,,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,6,部分,:,电阻表,(,阻抗表,),和电导表的特殊要求；,五十七项国家标准目录（,31,—,35,）,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,7,部分,:,多功

25、能仪表的特殊要求；,,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,8,部分,:,附件的特殊要求；,,直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第,9,部分,:,推荐的试验方法；,,可程控测量设备标准数字接口的标准代码、格式、协议和公共命令；,,电测量仪器,X-t,记录仪 第,1,部分,:,定义和要求；,五十七项国家标准目录（,36,—,40,）,电测量仪器,X-t,记录仪 第,2,部分,:,推荐的附加试验方法；,,和,3,级静止式交流无功电度表 和级静止式交流有功电度表；,,费率和负荷控制用电子式纹波控制接收机；；,,安装式指示和记录电测量仪表的尺寸；,,交流,1 000 V,和直流,1 500

26、 V,以下低压配电系统电气安全 防护检测的试验、测量或监控设备 第,1,部分,:,通用要求；,五十七项国家标准目录（,41,—,45,）,电能表检验装置；,,卡预付费售电系统 第,1,部分,:,总则；,,卡预付费售电系统 第,2,部分,:IC,卡及其管理；,,卡预付费售电系统 第,3,部分,:,预付费电度表；,,多费率电能表 特殊要求；,,级和,2,级静止式交流有功电能表；,五十七项国家标准目录（,46,—,51,）,交流,1000V,和直流,1500V,以下低压配电系统电气安全 防护检测的试验、测量或监控设备 第,2,部分,:,绝缘电阻；,,电气测量指示仪表通用技术条件；,,

27、电工和电子测量设备性能表示；,,脉冲信号发生器技术条件；,,56. GB/T 9318-1988,脉冲信号发生器测试方法,,57. GB/T 13978-1992,数字多用表通用技术条件,五十七项国家标准目录（,52,—,57,）,电工指示仪表主要由测量机构和测量线路两部分组成。,,测量机构是仪表的核心，由固定部分和可动部分组成。,第三节 电工仪表的组成和基本原理,一、模拟指示仪表的组成,电工指示仪表的测量机构,测量机构,,转动力矩装置,,反作用力矩装置,,阻尼力矩装置,,读数装置,,支撑装置,模拟指示仪表中的三大部件：,,,1.,产生转动力矩,M,的装置：,,使指针偏转,,利用电磁力的有磁电

28、式、电磁式、电动式、感应式、振动式等。利用电荷作用力的有静电式等。,,,2.,产生反作用力矩,M,a,的装置：,,平衡转动力矩。,,主要有游丝、悬丝等。,,指示仪表的测量机构,,,,3.,产生阻尼力矩的装置：,,尽快指示出被测量的数值,,可以利用电磁阻尼、空气阻尼、油阻尼等。,4,．读数装置,,读数装置由指示器和刻度盘组成。指示器分指针式和光标式两种。指针又分矛形和刀形。,,大、中型安装式仪表多采用矛形指针，以便远距离读数。小型安装式仪表及便携式仪表多采用刀形指针，以利于精确读数。,,光标式指示器适用于一些高灵敏度和高准确度的仪表。,,矛形指针 刀形指针

29、 光标指示器,,,,,刻度盘是一个画有标度尺和仪表标志符号的面板，为了消除视觉误差，有些便携式精密仪表在标度尺下面还安装一块反射镜，如图所示。当看到指针和指针在镜中的影像重合时才能读数。这样做的目的是为了消除视觉误差。,,刻度盘（表盘）,,安装反射镜的表盘,5,．支撑装置,,测量机构中的可动部分要随被测量大小而偏转，就必须有支撑装置。常见的支撑方式有两种。一种是轴尖轴承支撑方式，一种是张丝弹片支撑方式。许多检流计都采用了张丝弹片支撑方式。,a,）轴尖轴承支撑装置,b,）张丝弹片支撑方式,,支撑装置示意图,二、数字仪表的组成,通过,A/D,转换,,将电压转换为,,数字脉冲,由于,A/D,转换的对

30、象必须是电压,,,所以需要测量线路将被测量转换为电压,数字脉冲经译码加到显示器,,,,被测线路,A/D,转换,数字显示器,被测量,x,电压,,,U,第四节 测量误差及其表示方法,一、测量误差的分类,测量误差 分 类,,系统误差,,基本误差：由仪表结构造成的误差,附加误差：偏离规定的工作条件造成的误差,随机误差：偶发原因引起大小方向都不确定的误差,疏忽误差：测量人员疏忽造成,,二、测量误差的表示方法,,1.,绝对误差,,用测量值与被测量真值之间的差值所表示的误差称为绝对误差。,,,,⊿,,,例,测量两个电压，实际值,U,1,=100V,，,U,2,=20V,， 仪表的示值分别为,U,x1,=

31、101V,，,U,x2,=21V,。其绝对误差分别为：,,⊿,U,1,=U,x1,-U,1,= 101-100 = +1V,,⊿U,2,=U,x2,-U,2,= 21-20 = +1V,很显然，虽然二者的绝对误差相同，但是二者测量的精确度却相差甚远，因此有必要引入相对误差的概念。,,,2.,相对误差,,定义：,,绝对误差与被测量实际值之比的百分数称为相对误差，即：,,,,,⊿,,,,例,用一电压表测量,200V,电压时，其绝对误差为,+1V,；用另一电压表测量另一电压读数为,20V,时，其绝对误差为,+1V,。求它们的相对误差。,,解：,,,,3.,引用误差,,以绝对误差,Δ,与仪表上量限的比

32、值所表示的误差称为引用误差，其中绝对误差若取可能出现的最大值则称为最大引用误差，可以用来评价仪表性能,,,即仪表的准确度等级。,△,例,检定一个满刻度为,5A,的级电流表，若在,,刻度处的绝对误差最大，,，,问此,,电流表准确度是否合理？,,解：此电流表的最大引用误差,,,,,,,,,,,,因为,2.0%,＞,1.5%,，即该表的的基本误差超,,出级表的允许值，所以该表的准确度不合格。,,但该表最大引用误差小于级表的允许值，若其,,他性能合格，可作为级表使用。,,4.,正确度、精密度、准确度,,正确度,:,表征系统误差的大小。,,精密度,:,指在多次精密测量中，测量读数重复一致的程度，表征即随

33、机误差的大小。,,准确度,:,表示测量中系统误差和随机误差两者的综合影响，系统误差小称之为正确度高，随机误差小称之为精密度高，准确度高则是指系统误差和随机误差都比较小。指既“正确”又“精密”的测量。可见准确度可以表示测量结果与被测真值的一致程度。,若直接测量所用仪表的准确度为,K,,，则直接测量可能出现的相对误差最大值不会超过,K,,值。,第五节 工程上最大测量误差的估计及,,系统误差的消除,一、直接测量方式的最大误差,最大绝对误差：,最大相对误差：,直接测量,:,测量结果中的误差即是所使用仪表本身的基本误差。可以根据仪表的准确度等级计算，指示仪表的准确度等级用最大引用误差表示。,例,,校验

34、一只量限为,150V,的电压表，发现,50V,处的误差最大，其值,Δ,m=,－,1V,，求该表的准确度等级。,,,解,,,,因此准确度等级,K,为级。,,,,例,,用级、量限为,30A,的电流表测量某电流时，其读数为,10A,，试求测量可能出现的最大相对误差为多少？,,解,由式（,1-4,）可得，该表的最大绝对误差为,,,,由式,(1-2),可得，该表测量的最大相对误差为,,,,,由此可知，测量结果的准确度（最大相对误差）和仪表的准确度是不同的两个概念，,不能把仪表的准确度与测量的准确,,度看成是一回事,。,例,,在上例中，若改用级、,100A,的电流表，如果其读数仍然为,10A,，则此时的最

35、大相对误差又为多少？,,解,该表的最大绝对误差为,,,,测得,10A,时，其最大相对误差为,,,,,,由此可见，仪表的准确度虽然提高了，但测量结果的误差,,反而增大了。这是因为仪表准确度一定时，量限越大的仪表,,其最大绝对误差越大。所以，,不能只片面追求仪表的准确度,,等级，还应根据对测量的要求，合理选择仪表量程，测量时,,使被测量尽量大于量限的,1/2,或,2/3,以上，才能使仪表的准确,,度得以充分发挥，测量的准确度才能得到比较满意的结果。,,,二、间接测量方式的最大误差,1,、被测量,y,为,n,个中间量之和,,设,x,1,,,x,2,,,x,3,为被测量有关的中间量，被测量,y,为,x

36、,1,,,x,2,,,x,3,之和，,γ,1,,,,γ,,2,,,γ,,3,…,为测量中间量可能产生的相对误差则,y,可能产生的相对误差为：,,,,最大误差出现在各中间量的相对误差符号相同时，即：,,2.,被测量,y,为两个中间量之差,,若被测量,y,为中间量,x,1,，,x,2,之差，,γ,1,,,,γ,,2,为测量每个中间量可能产生的误差，则被测量可能产生的相对误差为：,,,,最大误差不仅与各中间量的相对误差有关，而且与中间量之差有关，差越小，被测量,,y,,的相对误差就越大。例如在并联电路中，用测到的总电流与一个支路电流去求得另一支路的电流，这种方法不可取。,,,,3.,若被测量为若干中

37、间量之积或商,,若被测量,y,为若干中间量,x,n,1,,,,,x,m,2,,,,,x,p,3,,,之积或商,γ,1,, γ,2,,,,γ,3,为测量中间量可能产生的相对误差，则,y,可能产生的相对误差为：,,,,最不利情况发生在符号相同时，即：,,从制造角度,：,,改进仪表结构和制造工艺，如减少转动部分的摩擦，加强对外界电磁场的屏蔽等。这也是消除系统误差最根本的办法。,,从使用角度,；,,使用者无法改变仪表的结构，只能在使用中采用比较法、正负误差补偿法等来减小误差，例如测量后将仪表调转,180°,，重测一次，用两次测量平均值作为测量值，以消除地磁的影响，或利用校正值求得被测量的真值。,三、系

38、统误差的消除方法,系统误差产生原因及消除办法,,1.,仪表本身结构造成的误差,:,这种误差可通过改善材料性能与制造工艺来消除,.,例如摩擦误差,,,是仪表的可动部分采用转轴式结构必然会产生的一种误差,.,只要改善转轴材料或采用悬丝结构或选用数字显示形式代替,.,误差就可以减小或消除,.,,2.,外界干扰造成的误差,:,如电磁干扰,,,地磁干扰,.,可以在结构上采用屏蔽法、或在测量方法上采取比较法、正负误差补偿法，减少或消除干扰所造成的影响,.,,3.,环境条件变化造成的误差,:,只要改善环境条件，例如使用空调,,,或在内部结构中进行补偿,,,例如电阻温度的的正负补偿，都能使误差得以减少或消除。

39、,,,随机误差是由一些偶发原因引起的误差，例如电磁场微变、热起伏、空气扰动、大地微振等。在一组测量数据列中，随机误差通常呈正则分布，表现为有界性、单峰性和正负误差出现几率相等的特点。,,随机误差值一般都比较小，,,工程上的测量可以不予考虑。,,只有在精密实验时才需要,,进行计算。计算前首先要,,进行多次测量，取得大量,,数据，然后按以下步骤进行。,第六节 随机误差的估计,一,.,随机误差的特点,第一步,：先从多次测量值中求得其算术平均值。,,,,,第二步,：求出每次测量值的剩余误差，并且只 有测量列的剩余误差总和为,0,时，才说明所计算的算术平均值是正确的。否则必须重算。,,二、计算步骤,第

40、三步,：用贝塞尔公式求出标准差的估计值。,,,,,,第四步,：三倍标准差的估计值称为极限误差，应检查测量列中的剩余误差，是否有超过极限误差 的数据，如有则该项测量值属于坏值应予剔除，然后按以上步骤重新计算。,,第五步,：求算术平均值的标准差，并用 表示测量结果的可信赖程度。,小 结,1,、电气测量的研究对象。,,2,、常用电工仪表测量方法。,,3,、常用电工仪表的分类、型号及标志。,,4,、模拟指示仪表的组成及三大部件。,,5,、测量误差的分类及表示方法。,,6,、工程上最大测量误差的计算。,,7,、系统误差的消除方法。,,8,、随机误差的估计与计算

41、。,1,、测量方式有哪些类型？,,2,、电工仪表主要有哪些类型？,,3,、模拟指示仪表按准确等级可分为哪些类型？,,4,、模拟指示表按工作原理可分为哪些类型？,,5,、模拟指示仪表按被测对象可分为哪些类型？,,6,、模拟指示仪表有哪两部分组成？核心是什么？,,7,、数字仪表的由哪些部分组成？各部分 作用是什么？,,8,、测量误差类型有哪些？各误差的含义是什么？,,9,、测量误差 表示方法有哪些？,,10,、什么是绝对误差？什么是相对误差？什么是引用误差？,,11,、会进行绝对误差、是相对误差、引用误差的计算。,,12,、绝对误差和相对误差对衡量误差对测量结果的影响是什么？,,13,、仪表的准确度与什么有关？,思考题,