电子课件-《电工仪表与测量(第五版)》第一章

常见的安装式仪表
第一章 基本知识
便携式仪表
第一章 基本知识
2.比较仪表
特点：在测量过程中，通过被测 量与同类标准量进行比较，然后根 据比较结果才能确定被测量的大小。 分类：直流比较仪表和交流比较 仪表。直流电桥和电位差计属于直 流比较仪表，交流电桥属于交流比 较仪表。
典型仪表：比较式直流电桥。
比较式直流电桥
乙表相对误差为
2 1 2 100% 100% 10% A02 10
第一章 基本知识
在测量不同大小的被测量时，不能简单地用绝对误 差△来判断测量结果的准确程度。只能用相对误差来比 较测量结果的准确程度。
第一章 基本知识
3.引用误差γm
绝对误差△与仪表量程（最大读数）Am比值的百分数，叫 做引用误差γm，即
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第一章 基本知识
§1-3 电工仪表的误差和准确度
1.了解误差的三种表示方法。 2.掌握仪表的准确度及意义。
第一章 基本知识
误差：在电工测量中，无论哪种电工仪表，也不论其 质量多高，它的测量结果与被测量的实际值之间总会存 在一定的差值，这个差值叫做误差。 准确度：是指仪表的测量结果与实际值的接近程度。
实际中在测量同一被测量时，可以用绝对误差的绝 对值来比较不同仪表的准确程度，越小的仪表越准确。
第一章 基本知识
［例］
用一只标准电压表来校验甲、乙两只电压表，当标准表的 指示值为220V时，甲、乙两表的读数分别为220.5V和219V， 求甲、乙两表的绝对误差。 解： 代入绝对误差的定义式得 甲表的绝对误差 △1＝Ax1－A0 ＝220.5－220＝0.5V
第一章 基本知识
三、用间接测量法测量晶体管放大器的直 流静态工作点
+UCC +US UE1 UE2
C
用间接法测量晶体管放大器的直流静态工作点
第一章 基本知识
用直接测量法和间接测量法测量放大电路 的直流静态工作点
第一章 基本知识
思考与练习
1.什么叫度量器？基准度量器和标准度量器相比，谁 的准确度更高一些？ 2.常用的电工测量方法分哪几类？各自的优缺点有哪 些？各适合于哪些场合？ 3.为什么要用间接测量法测量晶体管放大器的静态工 作点，而不用直接测量法？
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第一章 基本知识
§1-4 测量误差及消除方法
1.熟悉测量误差的概念。 2.掌握产生测量误差的原因及其消除方法。
第一章 基本知识
一、系统误差
指在相同条件下多次测量同一量时，误差的大小和
符号均保持不变，而在条件改变时遵从一定规律变化 的误差。
第一章 基本知识
1.系统误差产生的原因
测量仪表的误差。包括基本误差和附加误差。 测量方法的误差。 仪表受外磁场的影响。 仪表本身不完善和外界因素影响造成的误差。
K表示仪表的准确度等级，它的百分数表示仪表在规定
条件下的最大引用误差。 最大引用误差越小，仪表的基本误差越小，准确度越 高。
第一章 基本知识
仪表的基本误差
准确度 等级
0.1
0.2
±0.2
0.5
±0.5
1.0
±1.0
1.5
2.5
5.0
±5.0
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基本误差 ±0.1 （%）
±1.5 ±2.5
若已知仪表量程，可求出不同准确度等级仪表所允许的最 大绝对误差△m，即
仪表的准确度越高，误差越小。误差值的大小可 以用来反映仪表本身的准确程度。
第一章 基本知识
一、仪表的误差及分类
基本误差：仪表在正常工作条件下，由于仪表本身的结 构、制造工艺等方面的不完善而产生的误差叫基本误差。 基本误差是仪表本身所固有的误差，一般无法消除。 附加误差：仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的误 差叫附加误差。附加误差实际上是一种因外界工作条件改 变而造成的额外误差，一般可以设法消除。
第一章 基本知识
二、误差的表示方法
1.绝对误差△
仪表的指示值Ax与被测量实际值A0之间的差值，叫做 绝对误差。 △＝Ax－A0 在计算△值时，通常可用标准表的指示值作为被测量的 实际值。 将上式变形可得 A0＝Ax－△＝Ax+（－△）＝Ax +C 上式中的C＝－△称为仪表的校正值。
第一章 基本知识
第一章 基本知识
2.消除系统误差的方法
重新配置合适的仪表或对仪表进行校正。 采用合理的测量方法。 采用正负误差补偿法。 采用替代法。 引入校正值。
第一章 基本知识
二、偶然误差
偶然误差是一种大小和符号都不固定的误差，又称为 “随机误差”。
偶然误差产生的原因及消除方法:
原因：偶然误差主要由外界环境的偶发性变化引起。 消除方法：采用增加重复测量次数取算术平均值的方
乙表的绝对误差 △2＝Ax2－A0 ＝219－220＝－1V
第一章 基本知识
2.相对误差γ
绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分数，叫做 相对误差γ，即
100 % A0
一般情况下实际值A0难以确定，而仪表的指示值 Ax≈A0，故可用以下公式计算
100% Ax
第一章 基本知识
第一章 基本知识
思考与练习
1.什么叫测量误差？它分为哪几类？
2.测量误差和仪表误差之间有什么关系？ 3.“正负误差补偿法可以消除系统误差”，这句话对 吗？为什么？ 4.如何消除偶然误差？ 5.如何消除疏失误差？
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第一章 基本知识
§1-5 电工指示仪表的组成
第一章 基本知识
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第六节
第一章 基本知识
§1-1 常用电工测量方法
1.掌握电工测量的概念。 2.掌握常用电工测量方法。
第一章 基本知识
一、电工测量
测量结果准确与否，除了与所使用的电工仪表有关之 外，还与所选择的测量方法有关。 所谓电工测量就是把被测的电量、磁量或电参数与同 类标准量(即度量器)进行比较，从而确定被测量大小的过 程。 常见的标准度量器:
第一章 基本知识
1.指示仪表
特点：能将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角， 并通过指示器直接指示出被测量的大小，故又称为直读 式仪表。 分类 ： 主要有磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪 表和感应系仪表。此外，还有整流系仪表、铁磁电动系 仪表等。 典型仪表：安装式仪表、便携式仪表。
第一章 基本知识
分类：带微处理器的智能仪器；自动测试系统。
典型仪表：数字式存储示波器。
第一章 基本知识
数字式存储示波器
第一章 基本知识
二、电工指示仪表的型号
1.安装式指示仪表
4
形 状 第 一 位 代 号
2
形 状 第 二 位 代 号
C 10
系 列 代 设 计 序 号
A
用
途 号
号
表示一块设计序号为10的安装式磁电系电流表
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第一章 基本知识
§1-2 常用电工仪表的分类、型 号及标志
1.掌握常用电工仪表的分类方法。 2.能识别电工指示仪表的型号和标志。
第一章 基本知识
一、常用电工仪表的分类
在电工测量中，测量各种电量、磁量及电路参数的仪器 仪表统称为电工仪表。 电工仪表种类很多，按结构和用途不同，主要分为指示 仪表、比较仪表、数字仪表和智能仪表四大类。
第一章 基本知识
3.数字仪表
特点：采用数字测量技术，并以数码的形式直接显示 出被测量的大小。 分类：常用的有数字式电压表、数字式万用表、数字 式频率表等。 典型仪表：数字式电压表。
数字式电压表
第一章 基本知识
4.智能仪表
特点：利用微处理器的控制和计算功能，这种仪器可 实现程控、记忆、自动校正、自诊断故障、数据处理和 分析运算等功能。
K Am m 100
第一章 基本知识
［例］
用准确度等级为5.0级、量程为500V的电压表，分别测量
50V和500V的电压。求其相对误差各为多少? 解：先求出该表的最大绝对误差 K Am 5.0 500 m 25 V 100 100 测量50V电流时产生的相对误差为 1 25 1 100% 100% 50% A01 50 测量500V电流时产生的相对误差为
第一章 基本知识
测量单位的符号
第一章 基本知识
按外界条件分组的符号
第一章 基本知识
上面仪表面板上的型号符号及图形符号的 含义是什么？
第一章 基本知识
思考与练习
1.电工仪表按结构和用途的不同，分为哪几类？各自 的特点是什么？ 2.电工指示仪表按工作原理分为哪几类？画出各自的 标志图形符号。 3.解释下列电工仪表型号的含义： 45T1－cosj T62－V DS36 DT12 D3－Hz DD862
标准电阻
标准电感
标准电容
第一章 基本知识
二、常用的电工测量方法
1.直接测量法
特点：凡能用直接指示的仪器仪表读取被测量数值， 而无需度量器直接参与的测量方法，叫做直接测量法。 适用范围：适用于准确度要求不太高的场合。
直接测量法的优缺点
优点 缺点 举例 电流表测量电流，电压表测量 电压，功率表测量功率等
m
100% Am
工程中，一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。
第一章 基本知识
引用误差实际上就是仪表在最大读数时的相对误差， 即满度相对误差。因为绝对误差△基本不变，仪表量程 Am也不变，故引用误差γm可以用来表示一只仪表的准确 程度。
第一章 基本知识
三、仪表的准确度
国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。 仪表的准确度：仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am 比值的百分数，叫做仪表的准确度（±K％）。即 m K% 100% Am
实际测量中，相对误差不仅常用来表示测量结果的 准确程度，而且便于在测量不同大小的被测量时，对其 测量结果的准确程度进行比较。
第一章 基本知识
［例］
已知甲表测量200V电压时△l＝+2V，乙表测量10V电压 时△2＝+1V，试比较两表的相对误差。 解：甲表相对误差为
1 2 1 100% 100% 1% A01 200
第一章 基本知识
3.电能表
DD
系列
代号
282
设计
系列代号中：
DD—单相电能表
DS—三相电能表
序号
DX—无功电能表
表示一块设计序号为282的单相电能表
第一章 基本知识
三、电工仪表的标志
不同的电工仪表具有不同的技术特性，为方便选择
和使用仪表，规定用不同的符号来表示这些技术特性， 并标注在仪表的面板上，这些图形符号叫做仪表的标志。
法来消除偶然误差对测量结果的影响。
第一章 基本知识
三、疏失误差
疏失误差是一种严重歪曲测量结果的误差。 疏失误差产生的原因及消除方法: 原因：主要由于操作者的粗心和疏忽造成。另外也包 括由于操作者素质太差，不懂正确读数而造成的误差。 消除方法：对含有疏失误差的测量结果应抛弃不用。 消除疏失误差的根本方法是加强操作者的工作责任心，倡 导认真负责的工作态度，同时要提高操作者的素质和技能 水平。
2 25 2 100% 100% 5% A02 500
第一章 基本知识
由以上计算结果可以看出: 一般情况下，测量结果的准确度并不等于仪表的准确 度，只有当被测量正好等于仪表量程时，两者才会相等。 实际测量时，为保证测量结果的准确性，不仅要考虑仪表 的准确度，还要选择合适的量程。
方法简便， 准确度较低 读数迅速
第一章 基本知识
2.间接测量法
特点：测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计
算求得被测量数值的方法，叫做间接测量法。
适用范围：适用于准确度要求不高的特殊场合。
间接测量法的优缺点
优点 在准确度要求 不高的一些特 殊场合应用十 分方便 缺点 误差较 大 举例 伏安法测量电阻；通过测量晶 体三极管发射极电压求得放大 器静态工作点IC的方法
第一章 基本知识
2.便携式指示仪表
T
系 列 代
19
设 计
A
用
序
号
途
号
注意：便携式仪表和 安装式仪表的区别在 于其系列代号前面是 否有数字！
号
表示一块设计序号为19的便携式电磁系电流表
第一章 基本知识
便携式指示仪表和安装式指示仪表型号的区别 主要是看其组别号前面是否有数字:无数字的是便 携式指示仪表，有数字的是安装式指示仪表。购 买安装式指示仪表时一定要选择形状代号符合安 装要求的仪表，否则购买的仪表可能安装不到开 关柜上去。
第一章 基本知识
通常测量时要使仪表指针处在满刻度的后三分之一段。
仪表指针的正确位置
第一章 基本知识
思考与练习
1.仪表的误差分哪几类？外磁场变化引起的误差叫什 么误差？能否消除？ 2.误差的表示方法有哪几种？各自适用于哪些场合？ 3.“仪表的准确度越高，测量准确度也越高”这话对 吗？为什么？ 4.什么叫“合适的仪表量程”？