电工仪表发展史

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电工仪表的发展概况

19世纪20年代，相继制造出检流计、惠斯登电桥等电工指示仪表；

1895年设计制造出世界上第一台感应系电能表；

1952年制造出世界上第一台电子管数字式电压表；

60年代生产出晶体管数字式电压表；

70年代研制出集成电路的数字式电压表；

目前，电工测量技术正向自动化、智能化的方向发展

常用电工仪表的分类、型号和标志

电工测量就是将被测的电量、磁量或电参数与同类标准量进行比较，从而确定出被测量大小的过程。

在电工测量中，除了应根据测量对象正确选择和使用电工仪表外，还必须采取合理的测量方法，掌握正确的操作技能，才能尽可能地减小测量误差。

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。

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。

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

比较仪表

•比较仪表的特点：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。

•典型仪表：比较式直流电桥

数字仪表

•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

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

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

系列代号中

DD—单相电能表

DS—三相电能表

DX—无功电能表

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。测量单位的符号

按外界条件分组的符号

•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。

可见，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。

一、仪表的误差

•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。

二、误差的表示方法

绝对误差

相对误差

引用误差

绝对误差：仪表的指示值A x与被测量实际值A0之间的差值，叫做绝对误差。

△＝A x－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＝A x－△＝A x+（－△）＝A x +C

上式中的C＝－△称为仪表的校正值。

实际中在测量同一被测量时，我们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。

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＝A x1－A0 ＝－220＝

乙表的绝对误差△2＝A x2－A0 ＝219－220＝－1V

相对误差：

•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

• 一般情况下实际值A 0难以确定，而仪表的指示值Ax ≈A0，故可用以下公式计算

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。

［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

乙表相对误差为

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。

引用误差

绝对误差△与仪表量程（最大读数）A m 比值的百分数，叫做引用误差γm ，即

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。因为绝对误差△基本不变，仪表量程A m 也不变，故引用误差γm 可以用来表示一只仪表的准确程度。

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A m 比值的百分数，叫做仪表的准确度（±K ％）。即

%100x ⨯∆=

A γ%1%100200

2%1000111+=⨯+=⨯∆=A γ%10%10010

1%1000222+=⨯+=⨯∆=A γ%100m

m ⨯∆=A γ%100%m

m ⨯∆=±A K