電工測量技術 張若愚 主編 中國電力出版社 第一章 電工測量的基礎知識 第一節(jié) 電工測量概述 第二節(jié) 測量誤差 第三節(jié) 儀表的誤差及準確度 第四節(jié) 測量結果的處理 第五節(jié) 電工測量儀表的基礎知識 第六節(jié) 指示儀表的組成和工作原理 第一節(jié) 電工測量概述 一、電工測量的意義 電工測量技術是以電磁學的基本規(guī)律為基礎的測量技術 ,它具有準確、靈敏、操作簡便、反應迅速、測量范圍廣、易于實現(xiàn)遙測和便于連續(xù)測量等優(yōu)點。 二、電工測量的定義 電工測量，就是將被測的電量或磁量與作為測量單位的同類電量或磁量進行比較，以確定被測的電量或磁量的值的過程。 三、電工測量的分類 （ 1）直接測量 （ 2）間接測量 （ 3）組合測量 （ 1）直讀法 零值法 （ 2）比較法 差值法 替代法 四、電工測量的度量器 度量器按照精度和用途的不同，分為基準度量器、標準度量器和工作量具三種。 五、電工測量的過程 第二節(jié) 測量誤差 一、測量誤差 測量結果與被測量的實際值之間的差異。 二、測量誤差的分類 符號和數(shù)值固定或者按照一定的規(guī)律變化的誤差，稱為系統(tǒng)誤差。 （ 1）工具誤差 （ 2）影響誤差 （ 3）方法誤差 （ 4）人員誤差 偶然誤差又叫隨機誤差，具有以下四個特點： （ 1）有界性 （ 2）對稱性 （ 3）單峰性 （ 4）抵償性 由于測量人員的疏忽而造成的誤差，稱為疏失誤差或粗大誤差。 系統(tǒng)誤差越小，正確度就越高；偶然誤差越小，精密度就越高。 系統(tǒng)誤差和偶然誤差均很小，則精密度和正確度都高，總稱為精確度或準確度高。 精確度或準確度反映了系統(tǒng)誤差和偶然誤差的綜合結果。 三、減少測量誤差的方法 第三節(jié) 儀表的誤差及準確度 一、儀表誤差的分類 儀表的指示值與實際值之間的差異，稱為儀表的誤差。 規(guī)定的正常工作條件下，由于儀表本身結構不夠準確而固有的誤差，又叫工具誤差。 非正常工作條件下使用儀表而產生的誤差，又叫影響誤差。 二、誤差的表示方法 儀表指示值與被測之量的實際值之間的代數(shù)差值，稱為絕對誤差 ，即 在計算時 ， 可以用準確度等級高的標準表的指示值作為被測量的實際值 ， 即 絕對誤差有正負，有單位。 絕對誤差比較直觀 。 0AA x AA x 絕對誤差 與被測之量的實際值 稱為相對誤差 ， 以百分數(shù)來表示 ， 即 常用測量值 進行計算，即 相對誤差表明了誤差對測量結果的相對影響，它可以對不同測量結果的誤差進行比較，所以它是誤差計算中最常用的一種表示方法。 %1 0 0 A%1 0 0絕對誤差 與儀表的量限 為引用誤差，又叫相對額定誤差。引用誤差也以百分數(shù)來表示，即 根據(jù)我國國家標準規(guī)定，引用誤差用來表示電測量儀表的基本誤差。 最大的絕對誤差 為最大引用誤差，又叫最大相對額定誤差。 n%1 0 0m 最大引用誤差以百分數(shù)來表示，即 三、儀表的準確度 工程上規(guī)定以最大引用誤差來表示儀表的準確度，準確度用百分數(shù)來表示，即 式中， K 儀表的準確度。共劃分為七個等級，即： 準確度表明了儀表基本誤差最大允許范圍。 %100 %100%第四節(jié) 測量結果的處理 一、數(shù)據(jù)處理 從測量數(shù)據(jù)的左邊第一個非零數(shù)字到最后一位近似數(shù)字止，其間所有的數(shù)碼均為有效數(shù)字。 （ 1）當?shù)?n+1位數(shù)字大于 5時則入。 （ 2）當?shù)?n+1位數(shù)字小于 5時則舍。 （ 3）當?shù)?n+1位數(shù)字恰好等于 5時應使用“偶數(shù)原則”：若第 進 1；若第 舍去第 n+1位，總之，要使末位湊成偶數(shù)。 （ 4）若需舍去的尾數(shù)超過兩位及以上，不得進行連續(xù)修約，而是應該根據(jù)準備舍去的數(shù)字中，左邊第一個數(shù)字的大小，按上述規(guī)則，一次修約出結果。 （ 1）加減運算 （ 2）乘除運算 （ 3）平均值 二、工程上對測量誤差的估算 （ 1）最大絕對誤差 （ 2）最大相對誤差 儀表的測量誤差為上述最大相對誤差與附加誤差之和。 （ 1）被測量為中間量和的和 （ 2）被測量為中間量和的差。 K %1 0 0%1 0 0 1 21 （ 3）被測量為中間量和的積 （ 4）被測量為中間量和的商 21 21 第五節(jié) 電工儀表的基礎知識 一、電工儀表的分類 （ 1）按工作原理分 磁電系儀表及磁電系比率表； 動磁系儀表及動磁系比率表； 電磁系儀表及電磁系比率表； 極化電磁系儀表； 電動系儀表及電動系比率表； 鐵磁電動系儀表及鐵磁電動系比率表； 感應系儀表及感應系比率表； 磁感應系儀表； 靜電系儀表； 振簧系儀表； 熱線系儀表； 雙金屬系儀表； 熱電系儀表 (接觸式或不接觸式熱電變換器 )； 整流系儀表 (半導體或機械整流器 )； 電子系儀表。 （ 2）按工作電流分 直流表； 交流表； 交直流兩用表。 （ 3）按被測量的名稱（單位）分 電流表（安培表、毫安表、微安表）； 電壓表（伏特表、毫伏表）； 功率表（瓦特表）； 歐姆表； 高阻表（兆歐表）； 電度表（瓦時表） 相位表； 頻率表。 （ 4）按使用方式分 安裝式儀表（又叫配電盤式或開關板式）； 可攜式儀表（又叫攜帶式）。 （ 5）按可動部分支承方式分 軸尖 (軸頸 )軸承式儀表； 張絲式儀表； 吊絲式儀表。 （ 6）按讀數(shù)裝置的結構形式分 指針式儀表； 光指示器式儀表； 振簧式儀表。 （ 7）按標度尺特性分 均勻標度尺儀表； 不均勻標度尺儀表。 （ 8）按外殼的防護性能分 普通式； 防塵式； 防濺式； 防水式； 水密式； 氣密式； 隔爆式。 （ 9）按耐受機械力作用的性能分 普通的； 能耐受機械力作用的。 （ 10）按準確度等級分 （ 11）按防御外界磁場或電場的性能分 ； ； ； 。 （ 12）按使用條件分 A； B； C。 （ 13）按外形尺寸大小分 微型、小型、中型、大型。 （ 14）按工作位置分 水平使用；垂直使用。 二、電工儀表的標志和型號 常用電工儀表的標志符號見表 1 （ 1）安裝式 （ 2）可攜式 安裝式儀表型號的基本組成形式如下： 可攜式儀表型號的編制，就是把安裝式儀表型號中的前兩位形狀代號省略即可，而保留的后面三位代號，其組成形式和安裝式儀表完全相同。 三、電工儀表的主要技術要求 儀表的靈敏度 靈敏度的倒數(shù)稱為儀表常數(shù) 六節(jié) 電工測量儀表組成和工作原理 一、指示儀表的組成 二、測量機構的工作原理 測量機構的主要作用為： 二、測量機構的工作原理 測量機構的主要作用為： ),(1 （ 1）磁電系儀表 固定的永久磁鐵的磁場與通有直流電流的可動線圈之間的相互作用，產生轉動力矩。 （ 2）電磁系儀表 通有電流的固定線圈的磁場與鐵片之間的相互作用（或處在磁場中的兩個鐵片之間的相互作用），產生轉動力矩。 （ 3）電動系儀表 通有電流的固定線圈的磁場，與通有電流的可動線圈的磁場之間的相互作用，產生轉動力矩。 當轉動力矩和反抗力矩相等時，儀表的指針就停止下來，指示出被測量的數(shù)值。這時 于是有 當轉動力矩和反抗力矩相等時，偏轉角的大小反映了被測量的大小。 在直讀儀表中產生反抗力矩的方法有： （ 1）利用機械力 （ 2）利用電磁力