电气测试技术.

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电气测试技术 第一章 测量的基本概念
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④ 机械量：直线位移x（m）、角位移α、速度、加速度a （m/s2）、转速n（r/min）、应变ε（m/m）、力矩T （Nm）、振动、噪声、质量（重量）m（kg、t）
⑤ 几何量：长度、厚度、角度、直径、间距、形状、粗 糙度、硬度、材料缺陷等
⑥ 物体的性质和成分量：空气的湿度（绝对、相对）、 气体的化学成分、浓度、液体的粘度、浊度、透明度、 物体的颜色
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第二节 测量仪表的结构和基本特性 一、仪表的基本性能
（一）精确度 精密度、准确度、精确度
(1)精密度。指在一定的测量条件下进行多次测量时所得 各测量结果之间的分散程度。 δ↓→精密度↑→随机误差小
例：某温度仪表精密度δ＝0.5℃，说明多次测量结果的 分散程度不大于0.5℃。
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第一章 测量的基本概念 1.1 测量的概念和定义
一、测量的基本方程
测量是人类认识和改造客观世界必不可少的重要手段 之一。人们借助于专门的设备，通过实验方法对客观 事物取得数量信息的过程称为测量。
测量就是以同性质的标准量与被测量比较，并确定被 测量对标准量的倍数，取得用数值和单位共同表示的 测量结果。
图 测量的比较原理
被测物体的重量等于 标准砝码的重量。
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测量的基本方程：
被测量的数值与所选定的单位有关。
x

被测量x，单位量x0，测量结果值Ax： x0愈大，Ax愈小； x0愈小，Ax愈大。
Ax

x0
同一被测量x，不同单位量x01、x02：
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国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。 例：5.4×10-9s=5.4ns
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（二）我国的法定计量单位
法定计量单位是由国家以法令形式规定允许使用的计量 单位。1984年2月国务院颁布了《中华人民共和国法定 计量单位》，决定我国法定计量单位以国际单位制为基 础。
Ax1

x x01
x Ax2 x02
Ax2 K Ax1
Ax2 KAx1 K换算因数
用一定单位量测量某一量所得的数值，必须乘上换
算因数K，得到用新单位表示的该被测量的数值。
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二、工业检测技术涉及的内容
电气测试泛指一切利用电气技术进行的测试及对电气系 统与设备(电机、电器等)所进行的测试。
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三、测量仪表的基本功能
x
u1
u2
F
…
1、变换功能
y=F(x)
um
2、选择功能 3、比较功能 4、显示功能
y=f(x,u1,u2…,um)
Ax

x x0
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y
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四、检测技术的发展趋势
1.不断提高检测系统的测量精度、量程范围、延长使用寿 命、提高可靠性： 随着科学技术的不断发展，人们对检测系统的测量 精度要求也相应地在提高。近年来，人们研制出许多高 精度和宽量程的检测仪器以满足各种需要。人们还对传 感器的可靠性和故障率的数学模型进行了大量的研究， 使得检测系统的可靠性及寿命大幅度的提高。现在，许 多检测系统可以在极其恶劣的环境下连续工作数十万小 时。目前，人们正在不断努力进一步提高检测系统的各 项性能指标。
2. 环境影响（影响系数）：仪表外部环境和工作条件变 换所引起的示值不稳定。
测量环境包括温度、湿度、力场、电磁场、辐射、化 学气雾和粉尘，霉菌以及有关电磁量（工作电压、源 阻抗、负载阻抗、地磁场、雷电等）的数值、范围及 其变化。
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冷～
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二、测量仪表的结构 （一）直接变换型
《电气测试技术》
单 位：电气信息工程学院 教 师：王 玉 联系方式：
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课程简介
一． 测量基本概念，介绍测量的基本概念、技术方法， 测量仪表基本结构性能。
二． 测量误差和数据处理，误差的来源、表示方法、测 量数据的处理。
三． 信号时域测量、示波器等仪器的原理和工作特性。
四． 非电量的电测技术，各类传感器的介绍。
多种单位制的并存不仅对国际贸易有阻碍作用，而且 不利于各国之间的科学文化交流。因此统一单位制巳 成为各国的共同要求。
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国际计量委员会(CIPM)在1956年将经过21个国家同意的 计量单位制草案命名为国际单位制，以国际通用符号SI 来表示。
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(2)准确度。表示测量结果与真值的一致程度。 例：某电压表准确度ε＝0.5V，说明该表的指示值偏离被
测量不会大于0.5V。 ε↓→准确度↑→系统误差小
(3)精确度：精密度和准确度的综合反映。 τ＝ε＋δ——精密度、准确度中某一个高，另一个低都
所有单位都各有一个主单位和十进倍数（十进分数） 的词头组成。
7个基本单位定义如下：
1. 长度单位——米(m)
光在真空中于1／299792458s时间所经过的距离(1983 年第17届国际计量大会通过)。
2. 质量单位——千克(kg)
质量单位、等于国际千克原器的质量(1901年第3届国 际计量大会规定)。国际单位制基本单位中唯一保留的 实物基准。
5.热力学温度单位——开[尔文](K)
水的三相点热力学温度的1／273.16(1967年第13届国际 计量大会通过)。
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6．物质的量的单位——摩[尔](mol] 一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元数与 0.012kg碳-12的原子数目相等(1971年第14届国际计量 大会决定增加的基本单位)。在使用摩时，应指明基本 单元是原于、分子、离子、电子及其它粒子，或是这些 粒子的特定组合。
7．发光强度单位——坎[德拉]（cd） 发出频率为540×l012Hz单色辐射的光源在给定方向上 的发光强度。而且在此方向上的幅射强度为(1／683)w ／sr[1979年第16届国基本概念
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x
k1
k2
kn
-
正向变换回路，各环节传递系数
y k1…kn，总传递系数：k n ki i 1
βm
β2
β1
反向变换回路，各环节传递系数
β1…βn，总传递系数：

m
i

系统输出：y k x 1 k
若k 1
1
i 1
y x

整个系统的输入输出关系由反馈系统的特性决定。正向变 换特性的变化不会造成测量误差或者说造成的误差很小。精 心设计反向回路可以保证较高的稳定性和高精度。
不能说精确度高！
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例：射击打靶——测量精度
不精密 不准确
精密 不准确
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不精密 准确
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精密 准确 →精确度高
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（二）稳定性
1. 稳定度：规定时间内，测量条件不变时，仪表内部随 机因素。例如，仪表内部某些因素做周期性变动，引 起示值变化。
① 电工量（U、I、f、R、Z、E、B ……在电工、电子等课 程中讲授，大多数不属于本课程的范围。）
有关电气系统与设备常用非电参数的测试 ② 热工量：温度t（℃、K、℉）例：0℃等于32℉，20℃
等于68℉，100℃等于212℉ ③ 压力（压强）p（Pa）、压差Δp 、真空度、流量q（t、
m3）、流速v（m/s）、物位、液位h（m）
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再例如：
丈量土地、衡量谷物→长度、面积、容积和重量的测 量；
掌握季节和节候→原始的时间测量器具→天文测量。
现代化的工业生产中，处处离不开测量，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更离不开测量
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，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。
1960年第11届国际计量大会(CGPM)正式通过了SI。
随后一些国际组织，如国际法制计量组织(OIML)，国际 标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)等也采用了国 际单位制。
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（一）国际单位制(SI)
国际单位制由7个基本单位、两个辅助单位和19个 具有专门名称的导出单位所组成。
⑦ 状态量：工作机械的运动状态（启停等）、生产设备 的异常状态（超温、过载、泄漏、变形、磨损、堵塞、 断裂等）
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三、单位制和单位
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。
英呎——feet
测量结果＝测量数值.测量单位
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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；