电气测量电工仪表与测量的基本知识

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。
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 %m
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
➢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。
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。
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，
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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Baidu Nhomakorabea。
8.265 8.26
• 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。
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
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：
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。
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
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
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？
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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