1 基础知识 指示仪表符号重要

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典型仪表:比较式直流电桥

比 较 式 直 流 电 桥
第五章 电路参数的测量中讲
数字仪表digital instrument

数字仪表的特点: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。 数字仪表的分类: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


然而,实践证明,在仪表测量范围内的每个示
值的绝对误差△都是不同的。
为此,又引入最大引用误差的概念,它既
能克服上述的不足,又更好地说明了误差的测
量精度。所以常被用来确定仪表的精度等级。
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
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
系统误差

遵循一定的规律,在测量过程中保持不变的误 差。
基本误差:由仪表结 构造成的误差 系统误差 附加误差:偏离规定的 工作条件造成的误差
随机误差

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。
及电感L有关,准确度受影响比较低,所以只适用于
工频 。
补充材料

整流系仪表 由磁电系仪表的测量机构和整流电路组合而成的仪 表称为整流系仪表。 利用整流电路中的整流器件(二极管)的单向导电 性,把正弦交流电量变成直流电量,这样就可以利 用磁电系测量机构对交流电量进行测量 。
上述内容第二章中将详细介绍
电工仪表种类很多,按结构和用途不同,
主要分为指示仪表(模拟指示仪表)、比较
仪表、数字仪表和智能仪表四大类。
指示仪表
indicating instrument
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。 按工作原理分类 : 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
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 乙表的绝对误差 △2=Ax2-A0 =219-220=-1V
相对Baidu Nhomakorabea差

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
[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
设计序号(数字)
D-单相 S-三相 T-三相四线 X-无功
电能表
例如,型号DD862就表示一块设计序号为862的单相电能表。
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。
2.仪表工作原理的图形符号
常见的安装式仪表
便 携 式 仪 表
比较式仪表comparative

instrument
比较式仪表的特点: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。

比较式仪表分类: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。
第一章
电工仪表与测量的基本知识
第一节 常用电工仪表的分类、型号和标志 第二节 电工仪表的组成 第三节 测量方法的分类 第四节 测量误差及其表示方法 第五节 电工指示仪表的技术要求
第一节
常用电工仪表的分类、型号和标志
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。

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第二节
电工仪表的组成
一、模拟指示仪表的组成
被测量y
测量线路
过渡量x x=f (y)
指针偏转角α
测量机构
α=F(x)=φ(y)
作用是把不同的被 测电量按一定比例 转换成能被测量机 构接受的过渡电量
作用是把过渡电量 转换成仪表可动部 分的机械偏转角
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。
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. 便携式指示仪表型号的识别
用途号(国际通用符号) 设计序号(数字) 系列代号(汉语拼音字母)
例如,型号T19—V就表示一块设计序号为19的便携式电磁系电压表。
3. 电能表型号的识别
D
D
862
补充材料

磁电系仪表
由可动线圈中的电流产生的磁场与固定永久磁铁磁场 相互作用而工作的一类仪表。 它广泛地应用于直流电流和直流电压的测量。与整流 元件配合,可以用于交流电流与电压的测量,与变 换电路配合,还可以用于功率、频率、相位等其它 电量的测量。
补充材料

电磁系仪表
也是依靠电磁相互作用的原理制成的,但它的磁场是 由被测电流产生的。 它可用于交直流电路中。电磁系仪表结构简单、造价 低廉、过载能力强,但标尺刻度不均匀,易受外磁 场、频率影响 。


数字式存储示波器
二、电工指示仪表的型号
安装式指示仪表的型号
便携式指示仪表的型号
电能表的型号
1. 安装式指示仪表型号的识别
用途号(国际通用符号) 设计序号(数字)
系列代号(汉语拼音字母)
形状第二位代号(数字“0”可省略) 形状第一位代号(数字)
形状第一位代号: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
比较测量法的优缺点

优点:准确度高。


缺点:设备复杂,价格较高,操作麻烦。
举例:电桥测量电阻。
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第四节
测量误差及其表示方法
备注:物理、化学等多学科都有涉及
一、误差定义及分类
是指测量的结果与被测量的真实值(实际值) 之间存在的差异 。 根据测量误差的性质及产生的原因,可分为:
系统误差
测量误差分类
补充材料

电动系仪表 由固定线圈的磁场与一个或数个可动线圈中的电流相 互作用而工作的仪表。 可用于测量直流也可以测量交流,或交直流两用。 准确度高于电磁系。
补充材料

感应系仪表 由固定电磁铁产生的交流磁场与由其他电磁铁在可
动导电元件中的感应电流相互作用工作的一类仪表。
过载能力强;受外磁场的应响小;因为它与电流频率
用间接法测量晶体管放大器的直流静态工作点
常用方法 三、比较测量法

特点:凡在测量过程中需要度量器的直接参 与,并通过比较仪表来确定被测量数值的方
法叫做比较测量法。

适用范围:适用于
测量要求准确度较高
的场合。
比较测量法的分类



零值法:在测量过程中,通过改变标准量,使 其与被测量相等(即两者差值为零),从而确 定被测量数值的方法叫零值法。如用电桥测量 电阻就属于这种方法。 差值法:利用被测量与标准量的差值作用于测 量仪表,从而确定被测量数值的方法,叫差值 法。如用不平衡电桥测量电阻就属于这种方法。 代替法:在测量过程中,用已知标准量代替被 测量,若维持仪表原来的读数不变,则被测量 必等于已知标准量,这种测量方法叫做代替法。
m K% 100 % Am
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。
3.准确度等级的符号
4.端钮及调零器的符号
5.工作位置的符号
6.电流种类的符号
7.绝缘强度的符号
识别电流表的表盘上的符号
上面仪表面板上的型号符号及图形符号的含 义是什么?
课堂作业
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? 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。 解释下列电工仪表型号的含义: 45T1-cosj T62-V DS36 DT12 D3-Hz DD862
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:在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。
+UCC
+USC
UE1
UE2
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。
疏忽误差

又见“疏失误差”。是由于测量者在测量过程中的粗 心和疏忽造成的。如读数错误或记录错误等。这样的 测量结果是不可取的。
二、测量误差的表示方法
绝对误差 absolute error 相对误差 relative error 引用误差 quoted error
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:方法简便,读数迅速。

缺点:由于仪表接入被测电路后,会使电路工 作状态发生变化,因而这种测量方法的准确度 较低。
举例:电流表测量电流,电压表测量电压,功 率表测量功率等。

常用方法
二、间接测量法
特点:测量时先测出与被测量有关的电量,然
备注:有些教材上未提及引用误差
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
将上式变形可得
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。
A0=Ax-△=Ax+(-△)=Ax +C 上式中的C=-△称为仪表的校正值。
[例]
用一只标准电压表来校验甲、乙两只电压表,当
磁电系仪表
按工作原理分
电磁系仪表 电动系仪表
感应系仪表
模拟 指示 仪表 按使用方法分 按准确度等级分 按被测量名称分 按使用条件分 安装式和便携式两类 有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级 有电流表、电压表、功率表、电能表等 分A、B、C三组仪表
A组: 工作环境为0~+40℃, 相对湿度在85%以下 B组: 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
数字式电压表
智能仪表intelligent instrument

智能仪表的特点: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。 智能仪表的分类:智能仪表一般分为两大类:一 类是带微处理器的智能仪器;另一类是自动测试 系统。 典型仪表:数字式存储示波器
二、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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第三节
测量方法的分类

在测量过程中,由于采用仪器仪表的不同,也就
是说度量器是否直接参与,以及测量结果如何
取得等,因而形成了不同的测量方法。
标准电阻
标准电容
标准电感
常见的标准度量器
分类标准





按是否直接测量被测参数 按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数 值 按被测表面与量具量仪的测量头是否接触 按一次测量参数的多少 按测量在加工过程中所起的作用 按被测零件在测量过程中所处的状态
常用方法 一、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。
乙表相对误差为
2 1 2 100 % 100 % 10% A02 10
引用误差
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
m
100 % Am
工程中,一般采用引用误差来反映仪表 的准确程度。
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。在使用上方便多了。
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