(参考)电工仪表与测量教案

课时授课计划

课程《电工仪表与测量》教师：吴亚丽

教具

复习旧课

1、常用电工仪表主要分哪几类？

2、电工指示仪表如何分类？

新课引入

电工仪表有测量时总有误差，因此就存在着误差处理和准确度的问题。

新课讲授

电工仪表的误差和准确度

一、仪表的误差及分类

在实际测量时，无论哪种电工仪表，也不论质量多高，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，这个差值叫做仪表的误差。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。误差值得大小可以用来反映仪表本身的准确程度。在仪表的技术参数中，仪表的准确度就被用来表示仪表的基本误差。

1、仪表误差：测量结果与被测量的实际值之间存在的差值叫误差。

2、仪表误差分类：

根据产生误差的原因，仪表误差分为两类：

（1）基本误差：

仪表在正常的工作条件下（指规定的温度和放置方式，没有外磁场和外电场的干扰等）由于仪表的结构、工艺等方面的不完善而产生的误差叫基本误差。

如：仪表活动部分的摩擦、标度尺刻度不准、零件装配不当等原因造成的误差，都是仪表的基本误差，它是仪表本身所固有的。

（2）附加误差：

仪表偏离了规定的工作条件（如温度、频率、波形的变化超出规定的条件，工作位置不当或存在外电场和外磁场的影响）而产生的误差叫附加误差。它是一种因外界工作改变而造成的额外误差。

二、误差的表示方法

误差通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。

1、绝对误差△：

仪表的指示值Ax与被测量的实际值Ao之间的差值，叫绝对误差，用△表示。

即：△=Ax-Ao （1—1）

例1－1 用一只标准电压表来校验甲、乙两只表，当标准表的指示值为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：由式（1－1）得

甲表的绝对误差△1＝Ax-A0＝220.5-220＝+0.5V

乙表的绝对误差△2＝Ax-A0＝219-220＝－1V

结果表明，绝对误差有正、负之分，并且单位与被测量一致。正误差说明仪表指示值比实际值大，负误差说明指示值比实际值小。

甲表指示值偏离实际值有0.5V，乙表偏离指示值有1V，说明甲表的测量结果比乙表更准确。实际中，我们在测量同一物理量时可以用绝对误差的绝对值|△|来比较不同仪表的准确度，|△|愈小的仪表愈准确。

实际应用中，对准确度较高的仪表，一般都给出该表的校正值，以便在测量过程中校正被测量的指示值，从而提高测量准确度。什么是校正值？

由（1－1）可得：

A0=Ax-△=Ax＋(-△)=Ax＋C

式中C=－△称为仪表的校正值。

当用不同的仪表来测量同一被测量时，可通过绝对误差的绝对值|△|来比较仪表测量结果的准确程度，但是用不同的仪表来测量不同的被测量时，就不能用绝对误差来比较了，而要用另外一种误差相对误差来比较了。

例：甲表测量200V电压时△1＝＋2V,乙表测量10V电压时△2＝＋1V,通过绝对误差的大小反映不出哪一个表的准确度更高一些。

2、相对误差γ：

绝对误差与被测量的实际值的比值的百分数叫相对误差。用γ表示。

即：γ＝△/A0×100% 没有单位

例：用甲表测量100V的电压，△甲＝2V；用乙表测量10V的电压，△乙＝1V，求其相对误差。

解：甲表：γ甲＝2/100×100％＝2％

乙表：γ乙＝1/10×100％＝10％

由以上结果可见乙表的测量结果要比甲表的测量结果要准确。在实际测量中，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。

3、引用误差γm

相对误差可以表示测量结果的准确程度，但却不能说明仪表本身的准确程度。对同一只仪表，在测量不同被测量时，由于摩擦等原因造成的绝对误差虽然变化不大，但被测量却可以在仪表的整个刻度范围内变化。显然，对应于不同大小的被测量，就有不同的相对误差。因此，不能用相对误差来全面衡量一只仪表的准确程度。工程上，一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。

绝对误差△与仪表量程Am比值的百分数，叫引用误差，

γm＝△/Am×100％

由上式可看出，引用误差实际上就是仪表在最大读数时的相对误差。因绝对误差△基本不变，仪表量程Am也不变，故引用误差γm可用来表示仪表的准确程度。

三、仪表的准确度

由于指示仪表在测量不同被测量时，绝对误差会多少有些变化，因而造成引用误差也随之有些变化。为使引用误差能包括仪表所有的基本误差，工程上规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。

仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百分数，叫仪表的准确度±K％

。 即：

±K ％＝△m/Am ×100％

式中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。显然，最大引用误差越小，仪表的基本误差越小。仪表的准确度等级与仪表的基本误差之间的关系如下：

若已知仪表的量程、准确度等级，可求出该仪表所允许的最大绝对误差△m ， 即

△m ＝

100

Am

K ⨯± 例1－3 计算准确度等级为1.5级，量程为250V 的电压表的最大绝对误差。 解：△m ＝

100Am K ⨯±＝100

250

5.1⨯±＝±3.75V 例1－4 用准确度等级为2.0级、量程为100A 的电流表，分别测量5A 和100A 的电流，求其相对误差各为多少？ 解：先求出该表的最大绝对误差 △m ＝

100Am K ⨯±＝100

1000.2⨯±＝±2.0A 测量5A 电流时出现的最大绝对误差为

1γ ＝

1x m A ∆×100％=5

.2±×100％=±40% 测量100A 电流时出现的最大绝对误差为