《电器产品质检技术》课件 清华大学出版社 2-1参数测量技术(电参数)

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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
第二节 电测仪表的分类
电测仪表的测量对象是电学量和磁学量， 如：电流、电压、频率、功率、电能、电阻、 电容、电感、磁场强度和导磁系数等。 电测仪表的种类很多，根据它们的原理、 用途等方面的特性，可以分为以下几大类：
1、模拟指示仪表 2、积算仪表 3、比较仪器 4、数字仪表
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分辨率：用百分数表示，与量程无关，比较直 观。 如：上述的DVM在最小量程200mV上分辨力为 0.1mV，则分辨率为： 0.1mV 100% 0.05%
200mV
分辨率也可直接从显示位数得到，如3位半 的DVM，可显示出1999（共2000个字），则分 1 辨率为： 100% 0.05%
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
第二节 电测仪表的分类
电测仪表的测量对象是电学量和磁学量，如电 流、电压、功率、电能、频率、电阻、电容、电感、 磁场强度和导磁系数等。在与传感器配合使用时， 电测仪表可用于非电量的测量。 电测仪表的种类很多，根据它们的原理、用途等 方面的特性，可以分为以下几大类。
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（2）数字仪表的组成
由于A/D转换的对 象必须是电压,所以需 要测量线路将被测量 转换为电压
通过A/D 转换 将电压转换为 数字脉冲
数字脉冲经 译码加到显 示器
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主要性能指标 显示位数 完整显示位：能够显示0~9的数字 非完整显示位(半位)：只能显示“0”或 “1”（最高位上） 量程 基本量程：无衰减或放大时的输入电压 范围，由A/D转换器动态范围确定 通过对输入电压（按10倍）放大或衰减， 可扩展其他量程。
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第二节 电测仪表的分类
电测仪表的测量对象是电学量和磁学量，如电 流、电压、功率、电能、频率、电阻、电容、电感、 磁场强度和导磁系数等。在与传感器配合使用时， 电测仪表可用于非电量的测量。 电测仪表的种类很多，根据它们的原理、用途等 指使用电桥、补偿等方 方面的特性，可以分为以下几大类。 度 量 器 与 被 法，将标准 测量置于比较仪器中进 1、模拟指示仪表 行 比 较 ， 从 而 求 得 被 测 量 2、积算仪表 这类仪器除需要仪表本 3、比较仪器 体外（如电桥、电位差 4、数字仪表 计等）还需要检流设备、
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磁电系仪表
被测电流通过可动线圈产生磁场与固定磁场相互作用，产生 转动力矩。（测直流，交流需要整流处理）
优点：
精度较高， 可做到0.5， 0.05级仪表 缺点：
受线圈容量 限制，不容 许较大电流。
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电磁系仪表
被测电流通过线圈产生磁场磁化可动铁心，当两铁片磁化极性一致 而相互排斥产生力矩。
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
本章内容：
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 电参数测量仪表 电压测量 功率测量 示波器测量技术 噪声测试
要 点
了解日用电器测试中常用的仪器 掌握电压与功率的测量方法
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
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3）主要性能指标 显示位数 ▲如基本量程为10V的DVM，可扩 展出0.1V、1V、10V、100V、 完整显示位：能够显示0~9的数字 1000V等五档量程 ▲基本量程为2V或20V的DVM，可 非完整显示位(半位)：只能显示“0”或 扩展出200mV、2V、20V、200V、 “1”（最高位上） 1000V等五档量程 量程 基本量程：无衰减或放大时的输入电压 范围，由A/D转换器动态范围确定 通过对输入电压（按10倍）放大或衰减， 可扩展其他量程。
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3.电气测量指示仪表的选择 为减小仪表的测量误差，必须合理地选择仪 表。仪表的选择原则为：
根据被测量的性质选择仪表类型：根据被测量是 直流电还是交流电来选择直流仪表或交流仪表。 根据工程实际，合理地选择仪表的准确度等级： 仪表的准确度越高，测量误差越小，但价格贵，维 修也困难，不一定选用高准确度仪表 根据测量范围选用量限：测量结果的准确程度， 不仅与仪表准确度等级有关，而且与它的量限也有 关。一般应使测量范围在仪表满刻度的1/2~2/3以上 区域 根据工作环境和条件选择仪表：按仪表使用条件 （温度、相对湿度），国家规定分为A、B、C三组
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模拟指示仪表中的三大部件
1.产生转动力矩的装置：利用电磁力的有磁电式、 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.产生反作用力矩的装置：主要有游丝、悬丝等。 3.产生阻尼力矩的装置：可以利用电磁阻尼、空气 阻尼、油阻尼等。
优点：
结构简单， 成本低 缺点：
准确度低， 约1.5到 2.5级。
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电动系仪表
利用载流的可动线圈和固定线圈相互作用而产生转动力矩的 优点： 测量机构。
交直流两 用，交流 系仪表精 度最高， 可测功率、 相位。 缺点：
灵敏度低， 抗干扰能 力弱
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感应式电能表
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如4位DVM，具有4位完整 显示位，其最大显示数字 3）主要性能指标 为9999
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显示位数 完整显示位：能够显示0~9的数字 非完整显示位(半位)：只能显示“0”或 “1”（最高位上） 量程 基本量程：无衰减或放大时的输入电压 范围，由A/D转换器动态范围确定 通过对输入电压（按10倍）放大或衰减， 可扩展其他量程。
第一节 电参数测量仪表 在自然界中，对任何不同的研究对象， 如要从数量方面对它进行研究和评价，都 是通过测量代表其特性的物理量来实现的。
例如: 评价某电器的质量， 要通过测量其功率、泄 漏电流、绝缘强度等来 对它进行综合的评价
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
第一节 电参数测量仪表 在自然界中，对任何不同的研究对象， 如要从数量方面对它进行研究和评价，都 是通过测量代表其特性的物理量来实现的。 电器测试的主要技术手段是利用电测 仪表和以它为基础的非电量电测仪器进行 测试。
电器产品质检技术
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
本章将介绍日用电器的几个一般通用 性能的测试。 日用电器的这些性能并不能严格划分 在安全性能中，也并不能严格划分在使用 性能中。对某些日用电器它们可能是安全 性能；而对另一些日用电器则是使用性能。
所以我们把它们称作一般通用性能而 另列一章介绍。
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
2.电测量指示仪表的误差和准确度
(1)误差 电测量指示仪表的误差有基本误差和附加误 差。仪表的基本误差——指仪表在规定的使用条 件下测量时，由于结构上和制作上不完善引起的 误差。 例如，仪表的可动部分的摩擦、刻度尺刻度 不均匀等原因引起的误差均属基本误差。
当仪表不能在规定的使用条件下工作时，除 了基本误差外，由于温度、外磁场等因素的影响， 还将产生附加误差。
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2.电测量指示仪表的误差和准确度
(2)准确度 仪表的基本误差通常用准确度来表示，准确 度越高，仪表的基本误差就越小。 对于同一只仪表，测量不同大小的被测量， 其绝对误差变化不大，但相对误差却有很大变化， 被测量越小，相对误差就越大。 相对误差概念不能反映出仪表的准确性能 一般用引用误差来表示仪表的准确度性能：仪 表测量的绝对误差与该表量程的百分比，称为仪 表的引用误差
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2.电测量指示仪表的误差和准确度
(2)准确度 仪表的基本误差通常用准确度来表示，准确 度越高，仪表的基本误差就越小。 对于同一只仪表，测量不同大小的被测量， 其绝对误差变化不大，但相对误差却有很大变化， 被测量越小，相对误差就越大。 相对误差概念不能反映出仪表的准确性能 一般用引用误差来表示仪表的准确度性能：仪 表2-1 准确度等级和基本误差表 准确度等级 0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.5 5.0 表测量的绝对误差与该表量程的百分比，称为仪 基本误差% ±0.1 ±0.2 ±0.5 ±1.0 ±1.5 ±2.5 ±5.0 表的引用误差
1、模拟指示仪表 2、积算仪表 3、比较仪器 4、数字仪表
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被测电磁量转换为 可动部分的角位移 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
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
第二节 电测仪表的分类
电测仪表的测量对象是电学量和磁学量，如电 流、电压、功率、电能、频率、电阻、电容、电感、 磁场强度和导磁系数等。在与传感器配合使用时， 电测仪表可用于非电量的测量。 电测仪表的种类很多，根据它们的原理、用途等 方面的特性，可以分为以下几大类。 用来测量与时间积累 1、模拟指示仪表 有关的量，在测量时间 内仪表对被测量进行累 2、积算仪表 计 3、比较仪器 电度表就是用来积算 电能的一种积算仪表 4、数字仪表
m
x m
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电流、电压、功率、电能测量
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
一、电测仪表的分类
电测仪表的测量对象是电学量和磁学量，如电 流、电压、功率、电能、频率、电阻、电容、电感、 磁场强度和导磁系数等。在与传感器配合使用时， 电测仪表可用于非电量的测量。 电测仪表的种类很多，根据它们的原理、用途等 方面的特性，可以分为以下几大类。
1、模拟指示仪表 2、积算仪表 3、比较仪器 4、数字仪表
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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
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二、电测量指示仪表概述 1.电测量指示仪表原理 电测量指示仪表的基本原理是把被测 电量或非电量变换成仪表指针的偏转角。 因此它也称为机电式仪表，即用仪表指针 的机械运动来反映被测电量的大小。
2000
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测量速度 ►每秒钟完成的测量次数。它主要取决于A/D 转换器的转换速度。 ►一般低速高精度的DVM测量速度在几次/秒。
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测量精度 ►取决于仪表的基本误差和使用时的附加误 差（温度等），基本误差两部分：读数误差 和满度误差。 ►读数误差： %Vx 与当前读数有关。 ►满度误差： %V 与选用的量程有关。 V ( %V %V ) ►基本误差表达式： V V ►（读数）相对误差为： ( % % )
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分辨力 指能够分辨最小单位变化量的能力。反映了仪 表的灵敏度。 用每个字对应的电压值来表示，即单位/字。 不同的量程上能分辨的最小单位变化的能力不 同，显然，在最小量程上具有最高分辨力。
例如，3位半的DVM，在200mV最小量程 上，可以测量的最大输入电压为 199.9mV，其分辨力为0.1mV/字（即当 输入电压变化0.1mV时，显示的末尾数字 将变化“1个字” ）。
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第二章 电子电器产品质量检验的参数测量技术
3）主要性能指标 显示位数 完整显示位：能够显示0~9的数字 非完整显示位(半位)：只能显示“0”或 “1”（最高位上） 1 4 而 2位（4位半）DVM，具有4 量程 位完整显示位，1位非完整显 基本量程：无衰减或放大时的输入电压 示位，其最大显示数字为 范围，由A/D转换器动态范围确定 19999 通过对输入电压（按10倍）放大或衰减， 可扩展其他量程。