电气测量技术第一章

电气测量技术 第一章
电工测量是将被测未知的电（磁）量与作为测量单位的同类标准电量或标准磁量进行比较的过程。

从而确定未知电量或磁量的过程。

测量对象是反映电和磁特征的物理量。

测量方式分类：直接测量，间接测量，比较法测量。

测量方法分类：1.根据度量器参与测量过程分为：直读法，比较法。

2.根据测量与度量器进行比较时的不同点：可以把比较法分为：零值法，较差法，替代法三种。

测量误差：由于测量方法，设备，实验条件的影响，测量结果不可能是被测量的真实数值，只是他的近似值，所曾在的误差成为测量误差。

测量误差分类：1 系统误差：能保持恒定不变或按照一定规律变化的测量误差。

2 偶然误差：温度，磁场，电源频率等偶然变化引起或者观察者本身感官分辨限制等引起。

3 疏失误差：测量中操作，读数，记录和计算方法的错误所引起的误差。

误差具有实际存在性。

误差的消除：（1）系统误差的消除：对仪表进行校正， 消除产生误差的根源，
采用特殊测量方法。

（2）偶然误差消除：采用在同一条件下，对被测量进行足够多次的重复测量，取其平均值为测量结果。

误差表示方式：1 绝对误差：Δχ是指测量值χ与被测量实际值χ0之间的差值。

即 Δχ=χ-χ0 即：绝对误差=测量值-被测量值。

绝对误差越小，测量越准确。

2 相对误差：测量的绝对误差Δχ与实际值X 的比值，用r 表示：
相对误差是有大小和正负但无量纲的量。

因它能确切地反映测量的准确程度，因此，在实际测量中一般用相对误差来评价测量结果的准确程度 。

相对误差的值无单位。

例题:用量程为300V 的电压表，测量实际电压为219V 的电压时，电压表的示值为218V ，试求各种误差 测量的绝对误差为 △U=U-U0=218-219=-1 实际相对误差为 示值相对误差为
第二章 电工仪表
电工仪表是：实现电磁测量过程中所需技术工具的总称。

可分为：电工指示依表，测量仪器。

电工指示依表的基本原理是：把被测电量或非电量变化成仪表指针的偏转角。

电工指示依表分类：1 按照测量机构的工作原理;电磁式，磁电式，电动式，感应式等。

2 按照测量对象：电流表，电压表，功率表，欧姆表等。

3 按照工作电流性质;直流仪表，交流仪表，交直两用。

4 使用方法;分：安装式。

携带式。

电工指示依表的误差：基本误差和附加误差。

（1）基本误差;由于仪表本身结构和制作上不完善所形成的固有误差。

（2)附加误差：使用仪表测量过程中由于非正常条件引起的误差。

仪表的准确度等级：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。

一般用引用误差来表示仪表的准确性。

（1）引用误差：仪表测量的绝对误差Δχ与该仪表的满刻度值Am 之比的百分数。

%100⨯∆≈x
x γ%1002191⨯-%1002181⨯-%
100⨯∆=m n x x γ
仪表的准确度：仪表的准确度用仪表的最大引用误差表示。

就是最大绝对误差Amax 与仪表满刻度值Am 的之比的百分数。

用K 表示：
K%=Amax/Am × 100%。

仪表的准确等级分为0.1,0.2,0.5，1.0,1.5,2.5,5.0.
补充例题1：用量限为5A ，0.5级的电流表来测量5A 和2.5A 的电流，求测量结果可能出现的最大相对误差。

解：可能出现的最大绝对误差： 电工仪表的主要技术要求：1 足够的准确度 2合适的灵敏度 3 .仪表本身的消耗功率小4.良好的读书装置。

磁电式仪表：1.结构：固定部分由马蹄形永久磁铁、极张NS 和圆柱形铁芯。

可动部分由铝框及线圈、指针构成。

2.固定部分 由马蹄形永久磁铁、极掌和固定在支架上的圆柱形软铁心组成。

极掌和铁心都是用磁导率较高的软磁材料做成的，铁心放在极掌之间，并与极掌形成一个磁场均匀的环形气隙。

－－磁路
可动部分由绕在铝框架上的可动线圈、与转动轴相连的指针及游丝组成。

整个可动部分支撑在轴承上，可动线圈位于环形气隙之中，自由地围绕着铁心转动。

磁电式仪表的优点：准确度高，灵敏度高，功率小，刻度均匀。

缺点：过载能力小，只能测量直流。

电磁式仪表：是利用通有电流的固定线圈（或被此线圈磁化的静铁片）与动铁片之间的作用力，产生转动力矩而制成的仪表。

电磁系仪表的指针偏转角与被测电流（直流、交流的有效值）的平方成正比。

电磁式仪表优点：属于直，交流测量机构，过载能力强，结构简单，成本低。

、、、、、、、、缺点：有外磁场影响，需采取磁屏蔽。

磁滞与涡流引起误差大。

尺度不均匀。

电磁系与磁电系的主要区别是：它的磁场是由线圈产生的，而磁电系则是由永久磁铁产生的。

使用时，电磁式不需要考虑正负端钮的问题；而磁电式需要。

电动系仪表
固定线圈：两个互相串联的固定线圈平行排列，中间有缝隙， 这样使固定线圈的两部分间磁场均匀。

活动线圈: 固定在转轴上，转轴放在固定线圈缝隙之间，轴上 固定着指针和游丝、空气阻尼翼片等。

技术特性（1）准确度高 因为无铁磁物质基本上不存在涡流、磁滞损耗2）交、直流两用，还可以测量非正弦（3）可测量U 、I 、P 、cos Ф（4）电动系电压表、电流表刻度不均匀，电动系功率表刻度均匀（5）过载能力低 因为可动线圈由游丝通入电流；（6）易受外磁场0000002000000100000.11005
.2025.0I 5.25.01005025.0I A 5025.055.0±=⨯±=⨯∆±=⨯±=⨯∆±=⨯±=⨯±=∆I A I A
I K I m m m m ＝误差：时可能出现的最大相对测量＝误差：时可能出现的最大相对
测量γγ结论：（1）同一量程情况下，被测量越小相对误差γ越大； （2）不能把K 看成测量结果的准确度（ γ）； （3）测量值越接近满刻度，测量结果越准。

影响因为是固定线圈产生的磁场不是永久磁铁；（7）功耗大因为磁场弱，要产生足够磁场必须增加安匝数。

第三章数据处理
有效数字(由若干可靠数字和一位数字组成)是指从左边第一个非零数字开始到最末一位数
字止的所有数字。

指示仪表刻度足够就是要满足测量精度对有效数字的要求。

据的修约规则概括为“四舍六入五单双”。

例如欲将267.237修约到只保留一位小数，修约的结果为267.2。

又如需将158.164修约到只保留一位小数时，修约的结果为158.2。

（四舍六入）例如将26.2152和120.1451修约到只保留两位小数，修约的结果分别为26.22和120.14（五单双）。

常见仪表的使用
电压表：分为指针式和数字显示电压表。

侧直流电压时选用直流电压表如磁电式电压表。

测量交流时用交流电压表，如电磁式电压表。

接线方式：电压表应该与被测量电路并联。

选择：应该选择量程大于被测量电压的值。

；列如供电电压时380v或220v时，应该选择450v或300v。

电流表：根据电流大小分为微安表，毫安表，安培表。

根据电流性质：直流电流表和交流电流表。

根据显示方式:指针式电流表和数字式电流表。

选择：直流用直流，交流用交流。

接线：必须与被测电路串联。

钳形电流表:有电流互感器和整流系电流表组成。

钳形电流表由互感器和电流表组合，在电力系统种它很方便的粗测电流（钳表的准确度不高，通常为2.5 级或5 级。

但它可在不切断电路的情况下测量电流，）。

万用表
模拟万用表的构成测量机构（习惯上称表头）、测量线路、转换开关三部分组成。

1、表头多采用灵敏度、准确度均较高的磁电系直流微安测量机构。

习惯上把等效表头满偏电流的倒数称为电压灵敏度。

电压表灵敏度＝电压档内阻/电压档量程（Ω/V ）
2、测量线路作用：把各种被测量转换到适合表头测量的微小直流电流，用来实现多种电量、多个量程测量的重要手段。

3、转换开关作用：选择测量的种类、量程，从而接通不同测量线路。

模拟式万用表测量的基本量为直流电流，所以要通过相应的电路将电阻转换为直流电流；将直流电压转换为直流电流；将交流电压转换为直流电流。