电气测量电工仪表与测量的基本知识
电工仪表及测量的基本知识
第一章电工仪表及测量的基本知识在电能的生产、传输、分配和使用等各个环节中，都需要通过电工仪表对系统的运行状态(如电能质量、负荷情况等)加以监测，从而保证系统安全而又经济地运行，所以人们常把电工仪表和测量称作电力工业的眼睛和脉搏。
电工仪表和测量技术是从事电气工作的技术人员必须掌握的一门学科。
本章主要介绍电工仪表及测量的基本知识。
第一节电工仪表的基本原理与组成进行电量或磁量测量所需的仪器仪表，统称电工仪表。
一、电工仪表的分类电工仪表仪器种类繁多，按其结构、原理和用途大致可分为下而几类。
1．电测量指示仪表电测量指示仪表又称为直读仪表。
这种仪表的特点是先将被测量转换为可动部分的角位移，然后通过可动部分的指示器在标尺上的位置直接读出被测量的值，如交直流电压表、电流表、功率表都属于这种仪表。
指示仪表又可分为以下几种类型:(1)按仪表工作原理，可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系、热电系、整流系、电子系等。
(2)按用途，可分为电流表、电压表、功率表、电能表、功率因数表、频率表、相位表、欧姆表、兆欧表及万用表等。
(3)按被测电流的种类，可分为直流表、交流表及交直流两用表等。
(4)按使用环境条件，可分为A、A1、B、B1、C5个组。
其中C组环境条件最差。
(5)按使用方式，可分为安装式、便携式等。
(6)按防御外界电场或磁场的性能，可分为I、Ⅱ、Ⅲ、IV 4个等级。
I级仪表在外磁场或外电场的影响下，允许其指示值改变±0.5%；II级仪表允许改变±1.0%；Ⅲ级仪表允许改变±2.5%；IV级仪表允许改变±5.0%。
除上述分类法外，还有其他的分类方法。
2.比较仪器比较仪器用于比较测量，它包括各类交直流电桥、交直流补偿式测量仪器。
比较仪器测量准确度比较高，但操作过程复杂，测量速度较慢。
3.数宇仪表数字仪表也是一种直读式仪表，它的特点是将被测量转换成数字量，再以数字方式显示出测量结果。
电工仪表与测量知识点
电工仪表与测量知识点1、电工测量的对象：1.反映电和磁特征的物理量：电流（I）、电压（U）、电功率（P）、电能（W）、磁感应强度（B）等。
2.反映电路特征物理量：电阻（R）、电容（C）、电感（L）等。
3.反映电和磁变化规律的非电量：频率、相位移、功率因数等。
4、电工测量中常用的电学度量器有：标准电池、标准电阻、标准电容、标准电感。
5、电工测量方法的分类：1.测量方式分类：直接测量（例如电压表、电流表）；间接测量（例如伏安法测量电阻）。
2.按度量器参与测量过程的分类方式：直读法；比较法（零值法又称平衡法，交差法，替代法）。
6、测量结果（近似值）与被测量的真实值存在的差异，称为测量误差。
7、测量误差分为：系统误差、偶然误差（随机误差）、疏失误差。
系统误差（简单的解释）就是由仪器仪表所引起的误差。
偶然误差受环境因素（温度、湿度、磁场、电场、电源频率等）的偶然变化所引起这种误差。
疏失误差是在测量过程中由于操作、读数、记录和计算等方面的错误所引起的一种明显歪曲测量结果的误差。
8、系统误差消除方法：1.对度量器及测量仪器进行校正。
引入校正值，以消除误差。
2.消除误差的根源。
选择合理的测量方法、测量前检查调整仪表零位、采取屏蔽措施来消除外部磁场、电场等各种外界因素造成的影响等。
3.采用特殊的测量方法。
①替代法。
②正负消去法。
③换位法。
9、偶然误差的消除方法：可以采用增加重复测量次数的方法来达到。
测量次数愈多，测量结果的算术平均值愈趋近于实际值。
在工程测量中，由于偶然误差较小，通常可以不予考虑。
10、疏失误差的消除由于疏失误差大多数情况下由测量人员粗心大意、不严谨、责任心不强所造成的测量结果显然错误，并且常常歪曲了测量结果，因此，包含有疏失误差的测量结果是不可信的，应予以抛弃。
11、测量误差的表示方法：分为绝对误差和相对误差。
绝对误差=测量值-真实值（即测量值与真实值之差的绝对值）相对误差=测量值-真实值/真实值（即绝对误差所占真实值的百分比）12、电工仪表的基本原理电工指示仪表的基本工作原理都是将被测电量或非电量变换成指示仪表活动部分的偏转角位移量。
常用电工仪表及测量
无功功率表的原理与结构
总结词
无功功率表用于测量电路中的无功功率，其 原理基于相位角测量。
详细描述
无功功率表通过测量电压和电流之间的相位 角，计算无功功率。它通常由电压互感器、 电流互感器和相位表组成，能够测量不同频
率和不同相位的无功功率。
功率因数表的原理与结构
要点一
总结词
功率因数表用于测量电路中的功率因数，其原理基于有功 功率与视在功率的比值。
相位表是用来测量交流电信号的相位角的仪表，其原 理基于电磁感应定律和交流电的特性。当被测电流通 过相位表的测量线圈时，测量线圈中产生的感应电动 势与被测电流的相位角成正比，因此可以通过测量该 感应电动势的大小来计算出被测电流的相位角。
相位表的结构
相位表通常由测量线圈、整流器、测量机构和指示器等 部分组成。测量线圈用于产生感应电动势，整流器将感 应电动势整流成直流电压，测量机构将直流电压转换成 可测量的电信号，指示器则用于显示测量结果。
电工仪表的误差与准确度
误差来源
由于制造工艺、使用环境、仪器本身 特性等因素，导致测量结果与实际值 存在偏差。
准确度等级
电工仪表的准确度等级通常以精度等 级表示，如0.5级、1.0级等，数字越 小准确度越高。
电工仪表的选用与使用注意事项
选用原则
根据测量需求选择合适的电工仪表，如测量精度、量程、工 作电压等。
要点二
详细描述
功率因数表由电压表、电流表和相位表组成，通过测量电 压、电流的有效值和相位角，计算出有功功率和视在功率 ，从而得到功率因数。它能够指示电路中有功功率与视在 功率的比例，帮助用户了解设备的效率。
05 频率测量仪表
频率表的原理与结构
频率表的原理
电工仪表与电气测量第一章电工仪表
最大引用误差越小，仪表的基本误差越小， 准确度越高。
表l—2 仪表的基本误差
准确度 等级
基本误差 （%）
0.1 ±0.1
0.2 0.5 1.0 ±0.2 ±0.5 ±1.0
1.5 ±1.5
2.5 ±2.5
5.0 ±5.0
第一章 电工仪表与电气测量基础
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
解：代入绝对误差的定义式得
甲表的绝对误差 △1＝AX1－A0 ＝220.6－220＝+0.6V 乙表的绝对误差 △2＝AX2－A0 ＝219－220＝－1V
第一章 电工仪表与电气测量基础
2.相对误差
绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分数， 称为相对误差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
一、仪表误差及分类
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称为基本 误差。基本误差是仪表本身所固有的误差，一般 无法消除。
仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的误差 称为附加误差。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 电工仪表与电气测量基础
购买安装式仪表时，一定要选择形状代号符合 要求的仪表。
第一章 电工仪表与电气测量基础
T 19
A
系设
用
列计
途
代序
号号
号
便携式仪表型号的编制规则
第一章 电工仪表与电气测量基础
3.电能表型号的编制规则
（1）系列代号 系列代号中
DD
282
DD—单相电能表
(完整版)电工仪表与测量基本知识
电工仪表与测量基本知识电工仪表和电工测量是从事电工专业的技术人员必须掌握的一门知识。
本章介绍电工测量和电工仪表的基本知识。
第一节电工测量基本知识一、电工测量的意义电工测量就是借助于测量设备，把未知的电量或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，从而确定这个未知电量或磁量(包括数值和单位)的过程。
一个完整的测量过程，通常包含如下几个方面：1、测量对象电工测量的对象主要是反映电和磁特征的物理量，如电流(I)、电压(V)、电功率(P)、电能(W)以及磁感应强度(B)等；反映电路特征的物理量，如电阻(R)、电容(C)、电感(L)等；反映电和磁变化规律的非电量，如频率(f)、相位(φ)、功率因数(cosφ)等。
2、测量方式和测量方法根据测量的目的和被测量的性质，可选择不同的测量方式和不同的测量方法（详见本节二）。
3、测量设备对被测量与标准量进行比较的测量设备，包括测量仪器和作为测量单位参与测量的度量器。
进行电量或磁量测量所需的仪器仪表，统称电工仪表。
电工仪表是根据被测电量或磁量的性质，按照一定原理构成的。
电工测量中使用的标准电量或磁量是电量或磁量测量单位的复制体，称为电学度量器。
电学度量器是电气测量设备的重要组成部分，它不仅作为标准量参与测量过程，而且是维持电磁学单位统一，保证量值准确传递的器具。
电工测量中常用的电学度量器有标准电池。
标准电阻、标准电容和标准电感等。
除以上三个主要方面外，测量过程中还必须建立测量设备所必须的工作条件；慎重地进行操作，认真记录测量数据；并考虑测量条件的实际情况进行数据处理，以确定测量结果和测量误差。
二、测量方式和测量方法的分类1、测量方式的分类测量方式主要有如下两种：(1)直接测量在测量过程中，能够直接将被测量与同类标准量进行比较，或能够直接用事先刻度好的测量仪器对被测量进行测量，从而直接获得被测量的数值的测量方式称为直接测量。
例如，用电压表测量电压、用电度表测量电能以及用直流电桥测量电阻等都是直接测量。
电工测量与指示仪表的基础知识
4、标称值 测量器具上标定的数值称为标称值。如标准电阻上标出的1Ω ，标准 电池上标出来的电动势1 .5 V等。由于制造和测量精度不够以及环境 等因素的影响，标称值并不一定等于它的真值或实际值。为此，在标 出测量器具的标称值时，通常还要标出它的误差范围或准确度等级。 5、示值 由测量器具指示的被测量量值称为测量器具的示值，也称测量器具的 测得值或测量值，它包括数值和单位。一般地说，示值与测量仪表的 读数有区别，读数是仪器刻度盘上直接读到的数字。例如以l00分度 表示50mA的电流表，当指针指在刻度盘上的50处时，读数是50，而 值是25mA。为便于核查测量结果，在记录测量数据时，一般应记录 仪表量程、读数和示值（当然还要记载测量方法、连接图、测量环境 、测量用仪器及编号、测量者姓名、测量日期等），对于数字显示仪 表，通常示值和读数是统一的。
一、电工测量的内容和特点
电量的测量：如频率、电压、电流、功率 波形、频率、周期、相位、失真度、调幅 度、电阻、电感、电容、阻抗参数等的测 量 非电量的测量：如位移、速度、温度、压 力、流量、物面高度、物质成分等的测量 。传感技术的发展为这类测量提供了新的 方法和途径。
电工测量具有如下一些特点： 1、测量频率范围宽 2、测量量程宽 3、测量准确度高低相差悬殊 4、易于实现测试智能化和测试自动化 5、影响因素众多，误差处理复杂
仪表的正常工作条件是指： A．指针该调零时应调到零位； B．按规定位置放置； C．在规定的温度、湿度下工作； D．除地磁场外没有超过规定强度的外来磁 场； E．交流仪表的被测电流规定为一定频率范 围内的正弦波形。
仪表误差 1．仪表误差的分类（根据仪表误差的产 生原因） （1）基本误差：；它主要是由仪表的结构 性能和制作性能不完善引起的精确程度差 异，这是仪表本身固有的，即使再精密的 仪表也会有。 （2）附加误差：仪表不在规定的正常工作 条件下进行测量而引起的误差。
电气测量技术 项目1 电工仪表与测量的基本知识
学习任务1.1
学习任务1.1认识电工仪表的分类、型号和标志
（1）指示仪表指示仪表是将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角，通过指示器直接指示
出被测量数值的仪表。因此是可以携带的仪表，其准确
度较高，价格较贵，适用于电气试验、精密
测量及仪表检定。
学习任务1.1
学习任务1.1认识电工仪表的分类、型号和标志
（1）指示仪表指示仪表是将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角，通过指示器直接指示 出被测量数值的仪表。因此，指示仪表又称为直读或机械式仪表。它可以按以下方法分类。
1）按结构和工作原理分类，可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系及整流系仪表等。 2）按被测量的名称分类，可分为电流表（安培表、毫安表和微安表）、电压表（伏特表、毫伏 表）、功率表、电能表、频率表、相位表、功率因数表、绝缘电阻表以及其他多种用途的仪表，如 万用表等。 3）按被测电流的种类分类，可分为直流表、交流表和交直流两用表。 4）按使用方法分类，可分为安装式、便携式仪表。安装式仪表通常固定安装在开关板或电气设 备面板上，一般测量误差较大，价格也较低，适用于一般工业测量。
6）按外壳防护性能分类，可分为普通式、
防尘式、防溅式、防水式、气密式、水密式、
隔爆式等类型。
7）按仪表对电磁场的防御能力分类，可
分为I、II、III、IV四个等级。 8）按仪表使用条件分类，可分为A、B和C
安装式仪表
便携式仪表
三组。
学习任务1.1
学习任务1.1认识电工仪表的分类、型号和标志
（2）比较仪表比较仪表是将被测量与同类标准量进行比 较来得到被测量数值的仪表。按照电流性质不同，比较仪表 可分为直流比较仪表和交流比较仪表两大类，直流电桥和直 流电位差计属于直流比较仪表。交流电桥属于交流比较仪表。
电工仪表与测量(基础)
第6单元
电工仪表与测量
二、电磁式测量机构
3
1. 结构
主要部分是固定的 圆形线圈、线圈内部有 固定的铁片、固定在转 轴上的可动铁片。
间接测量
组合测量
第6单元
电工仪表与测量
测 量 方 法
直读法 比较法
利用仪表直接读取测量数据。 将被测量与度量器放在比较仪器上进 行比较，从而求得被测量的数值。 比较仪表指零时，从度量器读出 被测量的数值 从比较仪求得差值，根据度量器数 值和比较差值，求得被测量的数值。 将已知量与被测量先后置于同一测 量装置中，若两次测量装置都处于 相同状态，可认为被测量等于已知 量，再从已知量读出被测量值。
第6单元
电工仪表与测量
（三）仪表的准确度 • 准确度：仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百 分比。（±K%） ±K%= (△m/ Am) ×100% 国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。 最大引用误差越小，仪表的基本误差越小，准确度越高。 根据国家标准规定，我国生产的电工仪表的准确度共7级。
维修电工(中级)培训
第6单元
电工仪表与测量
第6单元
目 录
电工仪表与测量
第一节 电工仪表与测量基本知识
一、电工仪表的分类、组成与误差 二、常用电工测量方法及测量误差
第二节 常用测量机构
一、磁电系测量机构 二、电磁系测量机构
三、电动系测量机构
四、感应系测量机构
第6单元
电工仪表与测量
第一节
一、电工仪表的分类
第6单元
电工仪表与测量
第一节
电工仪表与测量ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ本知识
3、数字式仪表 • 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 4、智能仪表 • 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
电工仪表与测量知识点
电工仪表与测量知识点电工仪表和测量技术是电力行业中至关重要的一部分。
它们用于测量、监控和控制电力系统中的电流、电压、功率等参数。
本文将介绍一些与电工仪表和测量相关的知识点。
一、电流测量电流是电力系统中常见的一种参数，被广泛用于各种电气设备和电路中。
电流的测量可以使用电流表实现。
电流表通常分为模拟电流表和数字电流表两种。
模拟电流表采用指针示数方式，适用于直流和交流电流的测量。
数字电流表采用数字显示方式，可以实时显示电流数值，并且具有更高的精确度和稳定性。
二、电压测量电压是电力系统中另一个重要参数。
它用于测量电力设备和电路的电压水平。
电压的测量可以使用电压表实现。
电压表分为模拟电压表和数字电压表两种。
模拟电压表适用于直流和交流电压的测量，可以通过指针示数方式显示电压值。
数字电压表具有更高的精度和稳定性，可以实时显示电压数值。
三、功率测量功率是电力系统中衡量电能消耗和转换效率的重要参数。
功率的测量可以使用功率表实现。
功率表可以测量交流电路中的有功功率、无功功率和视在功率。
功率表通常采用数字方式显示功率的数值，并具有较高的精度和稳定性。
在电力系统中，功率测量对于确保电能的有效使用和安全供应至关重要。
四、频率测量频率是电力系统中衡量电力供应稳定性的重要指标。
频率的测量可以使用频率表来实现。
频率表通常采用模拟指针或数字显示方式，可以实时测量交流电源的频率，并且具有高精度和稳定性。
频率的测量对于电力系统运行的正常性和稳定性具有重要意义。
五、电阻测量电阻是电力系统中常见的参数，用于测量电路和设备的电阻值。
电阻的测量可以使用电阻表来实现。
电阻表通常具有模拟指针或数字显示方式，可以快速准确地测量电阻值。
在实际应用中，电阻测量常用于判断电路连接是否正常、设备是否损坏等。
六、温度测量温度是电力系统中需要监测和控制的另一个重要参数。
温度测量可以使用温度仪表来实现。
温度仪表分为接触式和非接触式两种。
接触式温度仪表适用于接触式温度测量，如测量导线、设备表面的温度。
电工仪表与测量的基本知识(第一讲)
二、测量的定义
1.狭义测量的定义
测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。 在测量过程中，人们借助专门的设备，把被测对象直接
或间接地与同类已知单位进行比较，取得用数值和单位 共同表示的测量结果。
学习《电工仪表与测量》这门课的目的：
掌握电气测量的基本原理和方法，认识新型 电气测量仪器的基本原理和应用技术。
要求：12..
能够根据被测对象的特点制定合理的测量方案 能够准确选择和使用测量仪器
3. 严格正确地处理测量数据，获取最佳的测量结果
ห้องสมุดไป่ตู้
了解基本概念、掌握基本原理、熟悉基本方法
考核方式：
B类考核
被测对象
论 证 阶 段
开始 测量任务要求 需求分析 拟定测量方案
选用测量仪器 （测试硬件平台）
设 计 阶 完成仪器互连 段
组建测量系统
现有仪器设备
设置仪器工作参 数
实
决定测量技术
施
（测试软件平台）
阶
段
执行测量操 作
测试数据处 理
拟定测量步骤
测量结果显 示
结束
3.被测对象——信息
广义的测量是信息的获取，信息反映了事物的运动的状
态及其变化方式。信息又可分为自然信息和社会信息两 大类。 4.测量仪器系统——量具和仪器
测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等
5.测量的主体——测量人员
测量结果＝测量数值.测量单位，即： x {x} x0
测量的内涵
①测量对象：被测客体中的相应的量值信息；
电气测量技术 基础知识PPT课件
DS36
DT12
D3－Hz
DD862
9
10
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。
11
12
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 及电感L有关，准确度受影响比较低，所以只适用于 工频 。
2
第一节
常用电工仪表的分类、型号和标志
3
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（模拟指示仪表）、比较 仪表、数字仪表和智能仪表四大类。
4
指示仪表 indicating instrument
25
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。
26
3. 电能表型号的识别
DD
862
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。
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
常用电工仪表及测量
多数功率表是根据电动式仪表的工作原理来测量电路功率的。
功率表的选择
在选择功率表时, 首先要考虑的是功率表的量程, 必须使其电流量程能允许通过负载电流, 电压量程能承受负载电压。
功率表的使用
1
功率表的正确接线。
2
电动式功率表指针的偏转方向是由通过电流线圈的电流方向决定的, 如果改变其中一个线圈中电流的方向, 指针就将反转。
02
按测量对象的种类分类, 主要有电流表(又分安培表、 毫安表、 微安表)、 电压表(又分为伏特表、 毫伏表等)、 功率表、 频率表、 欧姆表、 电度表等。
03
按被测电流种类分类, 有直流仪表、 交流仪表、 交直流两用仪表。
01
按使用方式分类, 有安装式仪表和可携式仪表。
02
按仪表的准确度分类, 指示仪表的准确度可分为 0.1、 0.2、 0.5、 1.0、 1.5、 2.5、 5.0七个等级。 仪表的级别即仪表准确度的等级。
3
2
1
图 2.4 电流表扩大量程电路
电流表
01
电流表的工作原理。
02
电流表有磁电式、 电磁式、 电动式等类型, 它们被串接在被测电路中使用。仪表线圈通过被测电路的电流使仪表指针发生偏转, 用指针偏转的角度来反映被测电流的大小。
03
并联电阻起分流作用, 称为分流电阻或分流器, 如图 2.4所示。
图 2.3 电动式仪表的结构
电动式仪表的优点: 适用于交直流测量, 灵敏度和准确度比用于交流的其他仪表高, 可用来测量非正弦量的有效值。
01
电动式仪表的缺点: 标度不均匀, 过载能力差, 读数受外磁场影响大。
02
2.2.2 测量仪表的选用
电工仪表与测量的基本知识
被测物体的重量从度盘上读数，因为，弹簧秤度盘 上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。
(a) 天平直接比较
被测物体的重量等于标 准砝码的重量
（b）弹簧称间接比较 图1－1 测量的比较原理
2.广义测量的定义
广义地讲，测量不仅对被测的物理量进行定量的测量， 而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的测 量。
被测对象
信息
测试仪器系统
感知和识别
显示
测量人员
被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境
对象 属性
被测 对象
被测信息 激励信号
影响
原理 方法
选择 仪器
决定 方法
仪器 系统
测量策 略、算法
参数命令 数据状态
测量 人员
影 响
测量 环境
影响
图1-3 测量的基本要素
2.测量过程——基本要素之间的互动关系 论证阶段
本章要点
本章第一、二、三节主要介绍有关仪表的基本
概念与工作原理，掌握有关变换的概念，了解 各类仪表在测量过程中，都是通过变换，把被 测电磁量转换为可阅读的数字或机械偏移，以 达到测量的目的。
本章第四、五、六节主要是介绍产生误差的原
因、误差的估计、误差的表示方法，以及如何 在测量中减少误差。
3. 20世纪70年代初，智能仪器； 4. 20世纪80年代以后，虚拟仪器（检测技术与
计算机技术有机结合）；
数字化 网络化 智能化 小型化
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节
第六节
测量方法的分类 电工仪表的分类 电工仪表的组成和基本原理 测量误差及其表示方法 工程上最大测量误差的估计及 系统误差的消除 随机误差的估计
第一章电工仪表基本知识
第一章电工仪表与测量的基本知识在电工测量中，为了保证测得的数据满足实际要求，首先要根据测量对象，正确选择和使用电工仪表，还必须采用合理的测量方法，掌握熟练的操作技能，尽可能地减少测量误差。
为此，本章主要介绍电工仪表的基本知识，常用的电工测量方法，电工仪表的组成及主要技术指标等。
第一节常用的电工测量方法电工测量也和其他测量一样，都是采取不同的试验或手段，来确定被测量，其内容包括数量和单位两个部分。
因此，在国际上乃至各个国家都设有专门的计量机构，对各种测量单位进行规定、确认和统一，以保证在不同的时间、地点对同一量的测量，都能得到相同的测量结果，来满足人类生存、生产发展、科学研究及技术交流等方面的需要。
在实际测量中，往往是将被测量与作为测量单位的同类标准量进行比较的过程。
该标准量实际上是测量单位的复制体，称之为度量器。
为了保证测量的准确性，它具有足够的精确度和稳定性。
根据精确度和用途的不同，分为基准度量器和标准度量器两种。
基准器是现代技术水平所能达到的精确度最高的度量器。
而不同等级的标准度量器，则是用来进行比较测量和检定低一级的测量仪表。
常用的电工测量单位名称及符号参见表1-1。
表1-1 测量单位名称与符号根据度量器参与测量过程形式以及获取测量结果的方法不同，形成了不同的测量方法。
现将常用的电工测量方法介绍如下：1．直接测量法通过电工仪器、仪表直接读取被测量数值，且无需度量器参与的测量方法，称为直接测量法；如用电流表测电流，用电压表测电压等。
由于仪表的接入，会使被测电路的初始工作状态发生一定的变化。
因此，用此方法测得的数值准确度较低。
2．间接测量法当直接获取被测量有困难，而又与某些易测得的其他量存在一定的函数关系时，就可采用先获取其他量，再按函数式计算出被测量的方法，称为间接测量法。
例如通过欧姆定律用伏安法来测量电阻。
间接测量法通过计算中间环节造成的误差较大，一般是在准确度要求不高的场合才采用。
3．比较测量法将被测量与标准度量器进行比较的测量方法，称为比较测量法。
电工仪表与测量的基本知识
电工仪表与测量的基本知识一、引言电工仪表与测量是电力系统中非常重要的一环，它们用于测量和监控电力系统中的电压、电流、功率等参数，为电力系统的安全运行提供了必要的数据支持。
本文将介绍电工仪表与测量的基本知识，包括常见的电压表、电流表、电能表以及测量原理和注意事项等内容。
二、电压表电压表是一种用于测量电路中电压的仪表。
在电力系统中，常见的电压表有指针式电压表和数字式电压表。
指针式电压表通过指针的偏转角度来表示电压值，而数字式电压表则以数字的形式显示电压值。
无论是哪种类型的电压表，都需要根据测量范围选择合适的量程，并注意保护电压表的安全，避免超过其额定电压。
三、电流表电流表是一种用于测量电路中电流的仪表。
同样，常见的电流表也有指针式电流表和数字式电流表两种类型。
电流表的连接方式有串联和并联两种。
在测量电流时，应根据电路的特性和电流表的量程选择合适的连接方式，并注意保护电流表的安全，避免超过其额定电流。
四、电能表电能表是一种用于测量电路中电能消耗的仪表。
电能表通常采用电磁式测量原理，通过电流和电压的乘积来计算电能消耗。
电能表分为单相电能表和三相电能表两种类型，用于测量不同类型的电路。
在使用电能表时，要注意选择合适的额定电流和电压，并进行正确的接线，以确保测量结果准确可靠。
五、测量原理电工仪表的测量原理主要涉及电流、电压和电阻的关系。
根据欧姆定律，电流等于电压与电阻的比值，即I=U/R。
在测量过程中，通常采用电压法、电流法和电桥法等方法进行测量。
其中，电压法是利用电压表测量电路中的电压；电流法是利用电流表测量电路中的电流；电桥法是通过平衡电桥来测量电阻值。
六、注意事项在使用电工仪表进行测量时，需要注意以下几点：1. 选择合适的量程和额定值，避免超过仪表的测量范围；2. 正确接线，确保测量电路的连通性；3. 防止误差和干扰，避免外界因素对测量结果的影响；4. 保持仪表的良好状态，定期校准和维护；5. 遵守安全操作规程，注意电路的带电状态和防护措施。
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4.测量结果的评定
正确度、精密度、准确度 表征系统误差的大小。 指在多次精密测量中，测量读
数重复一致的程度，表征即随机误差的大 小。
表示测量中系统误差和随机误 差两者的综合影响，系统误差小称之为正 确度高，随机误差小称之为精密度高，准 确度高则是指系统误差和随机误差都比较 小。指既“正确”又“精密”的测量。可 见准确度可以表示测量结果与被测真值的
二、测量方法(即数据读取方法)分类
测 直读法 利用仪表直接读取测量数据。
量
方 法
比较法
将被测量与度量器放在比较仪器上进 行比较，从而求得被测量的数值。
零值法 较差法
比较仪表指零时，从度量器读出 被测量的数值
从比较仪求得差值，根据度量器数 值和比较差值，求得被测量的数值。
替代法
将已知量与被测量先后置于同一测 量装置中，若两次测量装置都处于 相同状态，可认为被测量等于已知 量，再从已知量读出被测量值。
A
x A
1用00实%际值A代替真值A0
示值相对误差：
x
x x
用测量值X
100%
代替实际值A
3. 引用误差
以绝对误差Δ与仪表上量限的比值所表示
的误差称为引用误差，其中绝对误差若取可
能出现的最大值则称为最大引用误差，可以
用来评价仪表性能,即仪表的准确度等级。我
国电工仪表共分七级 ：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，
第二节 电工仪表的分类
一、模拟指示仪表 模拟指示仪表是将被测电磁量转换为可
动部分的角位移，然后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。
二、数字仪表 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。
三、比较仪器 指使用电桥、补偿等方法，将标准度量
器与被测量置于比较仪器中进行比较，从而 求得被测量。这类仪器除需要仪表本体外 （如电桥、电位差计等）还需要检流设备、 度量器等参与。
被测电流I在可动线圈中流过时产 生电磁力F，使可动线圈以轴为中心转 动，由此产生与电流I成比例的驱动力 矩Md，带动指针偏转，从仪表的标尺 分度读数测得电流。
二、数字仪表的组成
问题：数字显示有几种？
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
本章要点
• 本章第一、二、三节主要介绍有关仪表 的基本概念与工作原理，掌握有关变换的 概念，了解各类仪表在测量过程中，都是 通过变换，把被测电磁量转换为可阅读的 数字或机械偏移，以达到测量的目的。
• 本章第四、五、六节主要是介绍产生误 差的原因、误差的估计、误差的表示方法， 以及如何在测量中减少误差。
第五节 工程上最大测量误差 的估计及系统误差的消除
一、直接测量方式的最大误差
若直接测量所用仪表的准确度为 K ，则直接 测量可能出现的相对误差最大值不会超过 K 值。
K %ห้องสมุดไป่ตู้
m 100 % Am
测量结果的数据处理
• 有效数据的舍入原则
8.256 8.26 通常采用如下的舍入原则：“四 舍六入，当等于五时采用偶数
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第三节 电工仪表的组成和基 本原理
一、模拟指示仪表的组成
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。
用测量值与被测量真值之间的差值所 表示的误差称为绝对误差。
⊿ AX A0
2.相对误差
绝对误差⊿与被测量真值之比，称为 相对误差。
100 % 或写成 100 %
A0
AX
相对误差分类
1）相对真误差、实际相对误差、示值相对误差
相对真误差： x 绝1对00误%差与被测量的真值之比
A0
实际相对误差：
数字脉冲
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数字脉冲 经
译码加到 显 示器
第四节 测量误差及其表示
方法
一、测量误差的分类
基本误差：由仪表结构造 成的误差
系统误差
测量误差 分类
随机误差：偶发 原因引起大小方 向都不确定的误 差
附加误差：偏离规定的工作 条件造成的误差
疏忽误差：测量 人员疏忽造成
二、测量误差的表示方法
1. 绝对误差
的法则，”即当在测量结果中
8.254 8.25 需要保留n位有效数字时，若第
n+1位恰好为5时，则要看第n位， 若第n位为偶数时，则第n+1位
8.255 8.26 舍去，若第n位为奇数时，则第
n位加1。例如右侧数据处理：
• 需要注意的是：测量数据中末 位的零代表的是测量结果的精
度（误差），因此，末位的零 不能去掉
8.265 8.26
2.5及5.0。如果仪表为K级，则说明该仪表的最大引
用误差不超过K% 引用误差:
m
m 100 % Am
在使用这类仪表测量时，应选择适当的量程，使示值尽可能接近于满值，
指针最好能偏转在不小于满度值2/3以上的区域。
测量点的最大相对误差:
x
Am Ax
S%
测量误差例题
[例]某待测电流约为100mA，现有0.5级量程为0～400mA 和1.5级量程为0～100mA的两个电流表，问用哪一个电 流表测量较好？
• 了解测量误差 • 了解测量数据处理的基本方法
第一节 测量方法的分类
一、测量方式分类
直接测量
指仪表读出值就是被测的电磁量，例
如用电流表测量电流，用电压表测量 电压。
测
指要利用某种中间量与被测量之间的
量 方 式
间接测量 函数关系，先测出中间量，再算出被 测量。例如用伏安法测电阻。
组合测量
指被测量与中间量的函数式中还有其 他未知数，须通过改变测量条件，得 出不同条件下的关系方程组，然后解 联立方程组求出被测量的数值。
➢用1.5级量程为0～100mA电流表测量100mA时的最
大相对误差为
x2
xm x
S%
100 100
1.5%
1.5%
4.、正确度、精密度、准确度 正确度： 表征系统误差的大小。 精密度： 指在多次精密测量中，测量读数重 复一致的程度，表征即随机误差的大小。 准确度： 表示测量中系统误差和随机误差两 者的综合影响，系统误差小称之为正确度高， 随机误差小称之为精密度高，准确度高则是指 系统误差和随机误差都比较小。指既“正确” 又“精密”的测量。可见准确度可以表示测量 结果与被测真值的一致程度。