电工仪表与测量的基本知识.ppt

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1、电工工仪表与表与测量的基本知量的基本知识研究对象：研究对象：电气测量技术对从事电气技术工作的人员来说是十分必要的；不论是电气设备的安装、调试、实验、运行、维修；还是对电气产品进行检验、测试、鉴定都会涉及电磁测量方面的技术问题。应用于工农业生产、生活、国防、科研等各领域。如，变电所、配电室、发电厂、电力监控网、火箭发射中心、家用电能计量表等。电气测量仪器的发展的阶段电气测量仪器的发展的阶段1.20世纪世纪50年代以前，机械式的模拟指示仪器年代以前，机械式的模拟指示仪器（如指针式万用表、晶体管电压表等）；（如指针式万用表、晶体管电压表等）；2.20世纪世纪50年代左右，电子式的模拟指示仪器年代左右

2、，电子式的模拟指示仪器（如数字式电压表、数字频率计等）；（如数字式电压表、数字频率计等）；3.20世纪世纪70年代初，智能仪器；年代初，智能仪器；4.20世纪世纪80年代以后，虚拟仪器（检测技术与年代以后，虚拟仪器（检测技术与计算机技术有机结合）；计算机技术有机结合）；数字化网络化智能化小型化第一节 测量方法的分类第二节 电工仪表的分类第三节 电工仪表的组成和基本原理第四节 测量误差及其表示方法第五节 工程上最大测量误差的估计及 系统误差的消除第六节 随机误差的估计 本章要点2本章第一、二、三节主要介绍有关仪表的基本本章第一、二、三节主要介绍有关仪表的基本本章第一、二、三节主要介绍有关仪表的基

3、本本章第一、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，了解概念与工作原理，掌握有关变换的概念，了解概念与工作原理，掌握有关变换的概念，了解概念与工作原理，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，把被各类仪表在测量过程中，都是通过变换，把被各类仪表在测量过程中，都是通过变换，把被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，以测电磁量转换为可阅读的数字或机械偏移，以测电磁量转换为可阅读的数字或机械偏移，以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。达到测量的目的。达到测量的目的。达到测量的目的。2本章第四、五

4、、六节主要是介绍产生误差的原本章第四、五、六节主要是介绍产生误差的原本章第四、五、六节主要是介绍产生误差的原本章第四、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，以及如何因、误差的估计、误差的表示方法，以及如何因、误差的估计、误差的表示方法，以及如何因、误差的估计、误差的表示方法，以及如何在测量中减少误差。在测量中减少误差。在测量中减少误差。在测量中减少误差。1、测量的意义 日常生活中处处离不开测量科学的进步和发展离不开测量，离开测量就不会有真正的科学。一、测量的基本概念一、测量的基本概念一、测量的基本概念一、测量的基本概念没有望远镜就没有没有望远镜就没有天文学，没有显微天文

5、学，没有显微镜就没有细胞学，镜就没有细胞学，没有指南针就没有没有指南针就没有航海事业航海事业 生产发展离不开测量 农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。现代化的工业生产中，处处离不开测量。例如，一个大型钢铁厂需要约2万个测量点。在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中受气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、机翼的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。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，

6、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。二、测量的定义二、测量的定义二、测量的定义二、测量的定义 测量结果测量数值测量结果测量数值.测量单位，测量单位，即：即：测量的内涵 测量对象：被测客体中的相应的量值信息；测量目的：从被测对象取得一个定量的认识；测量过程:通过实验去认识对象的过程测量方法：比较；A.直接比较 B.间接比较；C.需要测量仪器；测量标准：同类已知单位。测量结果：最终能表示给测量主体（人）被测物体的重量等于标被测物体的重量等于标准砝码的重量准砝码的重量被被被被测测测测物物物物体体体体的的的的重重重重量量量量从从从从度度度度盘盘盘盘上上上上

7、读读读读数数数数，因因因因为为为为，弹弹弹弹簧簧簧簧秤秤秤秤度度度度盘盘盘盘上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。上的刻度是事先与标准量进行比较的结果。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。例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息，还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。广义测量原理可以从信息获取过程来说明，包括信息的感知和信息识

8、别两个环节。1.测量的基本要素 三、测量的基本要素三、测量的基本要素三、测量的基本要素三、测量的基本要素被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境被测对象、测量仪器、测量技术、测量人员和测量环境2.测量过程基本要素之间的互动关系论证阶段测量的主体（测量人员）根据测试任务的要求、被测对象的特点、属性，及现有仪器设备状况，拟定合理的测试方案。设计阶段*选择测试仪器，组建测试系统。*制定出测试策略（测量算法）和操作步骤（测试程序）实施阶段*对仪器和系统实施测试操作（发控制命令），按照逻辑和时序完成测

9、量过程，取得测量数据;*分析测量误差并显示测量出结果。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手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。6.测试技术测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技术。根据定义而令系数为1的量称为单位。单位是表征测量结果的重要组成部分，又是对两个同类量值进行比较的基础。四、单位和单位制四、单位和单

10、位制四、单位和单位制四、单位和单位制1980年由国际计量大会（CGPM）采纳和推荐的一种一贯单位制。注：SI是国际单位制的国际通用符号。目前，国际单位制下7个基本单位：长 度 米 M 质 量 千克（公斤）Kg时 间 秒 S电 流 安培 A热力学温度 开尔文 K 物质的量 摩尔 Mol发光强度 坎德拉 cd米：光在真空中（1/299792458s）时间间隔内所经过路径的长度。第17届国际计量大会（1983）千克：国际千克原器的质量。第1届国际计量大会（1889）和第3届国际计量大会（1901）秒：铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。第13

11、届国际计量大会（1967），决议1安培：在真空中，截面积可忽略的两根相距1 m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互作用力在每米长度上为210-7 N，则每根导线中的电流为1 A。国际计量委员会（1946）决议2。第9届国际计量大会（1948）批准开尔文：水三相点热力学温度的1/273.16。第13届国际计量大会（1967），决议4摩尔：是一系统的物质的量，该系统中所包含的基本单元（原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合）数与0.012 kg碳-12的原子数目相等。第14届国际计量大会（1971），决议3坎德拉：是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为5

12、401012 Hz的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为（1/683）W/sr。第16届国际计量大会（1979），决议3 国际单位制中具有专门名称的导出单位量平面角 弧度 rad立体角 球面度 sr频率 赫兹 Hz力（重力、压力）牛顿 N压强（应力）帕斯卡 Pa能量（功、热）焦耳 J功率（辐射通量）瓦特 W电荷量 库仑 0C电位（电压、电动势）伏特 V电容 法拉 F电阻 欧姆 电导 西门子 S磁通量 韦伯 Wb磁通量密度磁感应强度 特斯拉 TH电感 亨利 H摄氏温度 摄氏度 0C光通量 流明 lm光照度 勒克斯 lx放射性活度 贝可勒尔 Bq吸收剂量 戈瑞 Gy剂量当量 希沃特 Sv一、测量方式

13、分类一、测量方式分类一、测量方式分类一、测量方式分类测测量量方方式式直接测量直接测量间接测量间接测量组合测量组合测量指被测量与中间量的函数式中还有其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。联立方程组求出被测量的数值。指要利用某种中间量与被测量之间的指要利用某种中间量与被测量之间的函数关系，先测出中间量，再算出被函数关系，先测出中间量，再算出被测量。例如用伏安法测电阻。测量。例如用伏安法测电阻。指指仪仪表表读读出出值值就就是是被被测测的的电电磁磁量量

14、，例例如如用用电电流流表表测测量量电电流流，用用电电压压表表测测量量电压。电压。二、测量方法二、测量方法二、测量方法二、测量方法(即数据读取方法即数据读取方法即数据读取方法即数据读取方法)分类分类分类分类测测量量方方法法直读法直读法比较法比较法利用仪表直接读取测量数据。利用仪表直接读取测量数据。零值法零值法较差法较差法替代法替代法将已知量与被测量先后置于同一测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。量，再从已知量读出被测量值。从比较仪求得差值，根据度量器数从

15、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。值和比较差值，求得被测量的数值。比较仪表指零时，从度量器读出比较仪表指零时，从度量器读出被测量的数值被测量的数值将被测量与度量器放在比较仪器上进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。行比较，从而求得被测量的数值。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。一、模拟指示仪表一、模拟指示仪表一、模拟指示仪表一、模拟指示仪表二、数字仪表二、数字仪表二、数字仪表二、数字仪表2 2数字仪表是将被测电磁量转换为电压，数字仪表是将被测电磁量转换为电压，数字仪表是将

16、被测电磁量转换为电压，数字仪表是将被测电磁量转换为电压，再转换为数字量，并以数字方式直接再转换为数字量，并以数字方式直接再转换为数字量，并以数字方式直接再转换为数字量，并以数字方式直接显示。显示。显示。显示。（1）根据测量机构的工作原理分类 可以把仪表分为电磁系、磁电系、电动系、感应系、静电系和整流系等。磁电式C、整流式L、热偶式E、电磁式T、电动式、铁磁电动式D、感应式G、静电式Q（2）根据测量对象分类 可以分为电流表（包括安培表、毫安表、微安表）、电压表（包括伏特表、毫伏表、微伏表、千伏表）、功率表（又叫瓦特表）、电度表、欧姆表、相位表等。（3）根据仪表工作电流的性质分类 可以分为直流仪表

17、、交流仪表和交直流两用仪表。（4）按仪表的使用方式分类 可以分为安装式仪表（或称板式仪表）和可携式仪表等。（5）按仪表使用条件分类 分为A、A1、B、B1和C五组。（A组：工作环境为0+40，相对湿度在85%以下。B组：工作环境为-20+50，相对湿度在85%以下。C组：工作环境为-40+60，相对湿度在98%以下）有关各组仪表使用条件的规定可查阅国家标准GB/T 776-1976电气测量指示仪表通用技术条件。（6）按仪表的准确度等级分类 分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共7个准确度等级。除以上分类以外，还可以按外壳的防护性能及耐受机械力作用的性能分类，读者可查阅GB

18、/T 776-1976中的有关规定。电工仪表的型号 1安装式仪表的型号组成用途代号派生号系列代号形状第一位代号 形状第二位代号 改进代号形状第一位代号：按仪表面板形状最大尺寸编制形状第二位代号：按仪表外壳形状尺寸编制系列代号：按仪表的工作原理编制 C:表示磁电系 T:表示电磁系 D:表示电动系 G:表示感应系 L:表示整流式 Q:表示静电系用途号：按被测量编制 如：V:电压表 A:电流表 W:功率表举例：举例：42C3-A42C3-A 设计序号为3的磁电系电流表，形状代号42可在产品目录查得其外形尺寸和安装开孔尺寸。便携式仪表的型号组成 举例：T62-V 设计序号为62的电磁系电压表另有：系列

19、代号前加一个汉语拼音字母 表示类别 如：Q 表示电桥P 表示数字式 Z 表示电阻D 表示电能表 设计序号系列代号指使用电桥、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。三、比较仪器三、比较仪器三、比较仪器三、比较仪器电工仪表标志的识别 不同的电工仪表具有不同的技术特性，为了便于选择和正确使用仪表，通常还用各种不同的图形符号来表示这些技术特性，并标注在仪表面板的显著位置上，这些图形符号叫做仪表的标志。2.仪表工作原理的图形符号3准确度等级的符号4端钮及调零器的符号6电流种类的符号5工作位置的符

20、号7绝缘强度的符号1.GB/T 3925-1983 2.0级交流电度表的验收方法2.GB/T 3927-1983 直流电位差计 3.GB/T 3928-1983 直流电阻分压箱 4.GB/T 3929-1983 标准电池5.GB/T 3930-1983 测量电阻用直流电桥 6.GB/T 5691-1985 数据处理用的模块化仪器系统 CAMAC 系统 7.GB/T 5693-1985 CAMAC 多机箱系统结构分支信息公路和A1型CAMAC 机箱控制器规范8.GB/T 5694-1985 CAMAC 系统中的块传送；9.GB 6738-1986 电测量指示和记录仪表及其附件的安全要求；10.G

21、B/T 7521-1987 多个控制器在一CAMAC机箱中；11.GB/T 7522-1987 CAMAC串行信息公路接口系统；12.GB/T 9090-1988 标准电容器；13.GB/T 9091-1988 感应分压器；14.GB/T 9093-1988 测量用稳定电源装置；15.GB/T 11149-1989 标准电容箱；16.GB/T 11151-1989 交流电桥；17.GB/T 11161-1989 电测量仪表标度盘与标度尺；18.GB/T 11167-1989 直接动作电测量记录仪；19.GB/T 13743-1992 直流磁电系检流计；20.GB/T 13865-1992 电力

22、定量器；21.GB/T 13970-1992 数字仪表基本参数系列；22.GB/T 14913-1994 直流数字电压表及直流模数变换器；23.GB/T 15282-1994 无功电度表；24.GB/T 15283-1994 0.5、1和2级交流有功电度表；25.GB/T 9092-1998 费率和负载控制时间开关；26.GB/T 17441-1998 交流电度表符号；27.GB/T 17442-1998 1级和2级直接接入静止式交流有功电度表验收检验；28.GB/T 13850-1998 交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器；29.GB/T 7676.1-1998 直接作用模拟指示电

23、测量仪表及其附件 第1部分:定义和通用要求；30.GB/T 7676.2-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第2部分:电流表和电压表的特殊要求；31.GB/T 7676.3-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第3部分:功率表和无功率表的特殊要求；32.GB/T 7676.4-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第4部分:频率表的特殊要求；33.GB/T 7676.4-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第4部分:频率表的特殊要求；34.GB/T 7676.5-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第5部分:相位表、功率因数表和同步指示器的特殊

24、要求；35.GB/T 7676.6-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第6部分:电阻表(阻抗表)和电导表的特殊要求；36.GB/T 7676.7-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第7部分:多功能仪表的特殊要求；37.GB/T 7676.8-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第8部分:附件的特殊要求；38.GB/T 7676.9-1998 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件 第9部分:推荐的试验方法；39.GB/T 17563-1998 可程控测量设备标准数字接口的标准代码、格式、协议和公共命令；40.GB/T 17860.1-1999 电测量仪器 X-t记

25、录仪 第1部分:定义和要求；41.GB/T 17860.2-1999 电测量仪器 X-t记录仪 第2部分:推荐的附加试验方法；42.GB/T 17882-1999 2和3级静止式交流无功电度表 GB/T 17883-1999 0.2S和0.5S级静止式交流有功电度表；43.GB/T 17884-1999 费率和负荷控制用电子式纹波控制接收机；44.GB/T 1242-2000 安装式指示和记录电测量仪表的尺寸；45.GB/T 18216.1-2000 交流1 000 V和直流1 500 V以下低压配电系统电气安全 防护检测的试验、测量或监控设备 第1部分:通用要求；46.GB/T 11150-

26、2001 电能表检验装置；47.GB/T 18460.1-2001 IC卡预付费售电系统 第1部分:总则；48.GB/T 18460.2-2001 IC卡预付费售电系统 第2部分:IC卡及其管理；49.GB/T 18460.3-2001 IC卡预付费售电系统 第3部分:预付费电度表；50.GB/T 15284-2002 多费率电能表 特殊要求；51.GB/T 17215-2002 1级和2级静止式交流有功电能表；52.GB/T 18216.2-2002 交流1000V和直流1500V以下低压配电系统电气安全 防护检测的试验、测量或监控设备 第2部分:绝缘电阻；53.GB/T 776-1976

27、电气测量指示仪表通用技术条件；54.GB/T 6592-1996 电工和电子测量设备性能表示；55.GB/T 9317-1988 脉冲信号发生器技术条件；56.GB/T 9318-1988 脉冲信号发生器测试方法57.GB/T 13978-1992 数字多用表通用技术条件 电工指示仪表主要由测量机构和测量线路两部分组成。测量机构是仪表的核心，由固定部分和可动部分组成。一、模拟指示仪表的组成一、模拟指示仪表的组成一、模拟指示仪表的组成一、模拟指示仪表的组成电工指示仪表的测量机构测量机构转动力矩装置反作用力矩装置阻尼力矩装置读数装置支撑装置模拟指示仪表中的三大部件：1.产生转动力矩M的装置：使指针

28、偏转 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Ma的装置：平衡转动力矩。主要有游丝、悬丝等。3.产生阻尼力矩的装置：尽快指示出被测量的数值 可以利用电磁阻尼、空气阻尼、油阻尼等。读数装置由指示器和刻度盘组成。指示器分指针式和光标式两种。指针又分矛形和刀形。大、中型安装式仪表多采用矛形指针，以便远距离读数。小型安装式仪表及便携式仪表多采用刀形指针，以利于精确读数。光标式指示器适用于一些高灵敏度和高准确度的仪表。矛形指针 刀形指针 光标指示器 刻度盘是一个画有标度尺和仪表标志符号的面板，为了消除视觉误差，有些便携式精密仪表在标度尺下面还

29、安装一块反射镜，如图所示。当看到指针和指针在镜中的影像重合时才能读数。这样做的目的是为了消除视觉误差。刻度盘（表盘）5支撑装置 测量机构中的可动部分要随被测量大小而偏转，就必须有支撑装置。常见的支撑方式有两种。一种是轴尖轴承支撑方式，一种是张丝弹片支撑方式。许多检流计都采用了张丝弹片支撑方式。a）轴尖轴承支撑装置 b）张丝弹片支撑方式 支撑装置示意图二、数字仪表的组成二、数字仪表的组成二、数字仪表的组成二、数字仪表的组成 通过通过A/D 转换转换将电压转换为将电压转换为数字脉冲数字脉冲由于由于A/D 转换的对象必转换的对象必须是电压须是电压,所以需要测量所以需要测量线路将被测量转换为电线路将被

30、测量转换为电压压数字脉冲经译码数字脉冲经译码加到显示器加到显示器被测线路被测线路被测线路被测线路A/DA/D转换转换转换转换数字显示器数字显示器数字显示器数字显示器被测量被测量被测量被测量x x电压电压电压电压 U U一、测量误差的分类一、测量误差的分类一、测量误差的分类一、测量误差的分类测测测测 量量量量 误误误误差差差差 分分分分 类类类类 系统误差系统误差系统误差系统误差 基基基基本本本本误误误误差差差差：由由由由仪仪仪仪表表表表结结结结构造成的误差构造成的误差构造成的误差构造成的误差附附附附加加加加误误误误差差差差：偏偏偏偏离离离离规规规规定定定定的的的的工作条件造成的误差工作条件造成

31、的误差工作条件造成的误差工作条件造成的误差随随随随机机机机误误误误差差差差：偶偶偶偶发发发发原原原原因因因因引引引引起起起起大大大大小小小小方方方方向向向向都都都都不不不不确确确确定的误差定的误差定的误差定的误差疏疏疏疏 忽忽忽忽 误误误误 差差差差：测测测测 量量量量 人人人人 员员员员 疏疏疏疏忽造成忽造成忽造成忽造成 二、测量误差的表示方法1.绝对误差 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。例 测量两个电压，实际值U1=100V，U2=20V，仪表的示值分别为Ux1=101V，Ux2=21V。其绝对误差分别为：U1=Ux1-U1=101-100=+1V U2=Ux2-U

32、2=21-20=+1V44很显然，虽然二者的绝对误差相同，但是二者测量的精确度却相很显然，虽然二者的绝对误差相同，但是二者测量的精确度却相很显然，虽然二者的绝对误差相同，但是二者测量的精确度却相很显然，虽然二者的绝对误差相同，但是二者测量的精确度却相差甚远，因此有必要引入相对误差的概念。差甚远，因此有必要引入相对误差的概念。差甚远，因此有必要引入相对误差的概念。差甚远，因此有必要引入相对误差的概念。2.2.相相对误对误差差2 2定义：定义：定义：定义：44绝对误差与被测量实际值之比的百分数称为相对误差，即：绝对误差与被测量实际值之比的百分数称为相对误差，即：绝对误差与被测量实际值之比的百分数称

33、为相对误差，即：绝对误差与被测量实际值之比的百分数称为相对误差，即：例例 用一电压表测量用一电压表测量用一电压表测量用一电压表测量200V200V电压时，其绝对误差为电压时，其绝对误差为电压时，其绝对误差为电压时，其绝对误差为+1V+1V；用另一电；用另一电；用另一电；用另一电压表测量另一电压读数为压表测量另一电压读数为压表测量另一电压读数为压表测量另一电压读数为20V20V时，其绝对误差为时，其绝对误差为时，其绝对误差为时，其绝对误差为+1V+1V。求它们的。求它们的。求它们的。求它们的相对误差。相对误差。相对误差。相对误差。解：解：解：解：3.引用误差以绝对误差与仪表上量限的比值所表示的误

34、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。例例 检定一个满刻度为检定一个满刻度为检定一个满刻度为检定一个满刻度为5A5A的的的的1.51.5级电流表，若在级电流表，若在级电流表，若在级电流表，若在2.0A2.0A刻度处的绝对误差最大，刻度处的绝对误差最大，刻度处的绝对误差最大，刻度处的绝对误差最大，问此问此问此问此电流表准确度是否合理？电流表准确度是否合理？电流表准确度是否合理？电流表准确度是否合理？解：此电流表的最大引用误差解：此电流表的最大引用误差解：此电流表的最大引用误差解：此电流表的最大引用误差 因为因为因为因为2.0

35、%2.0%1.5%1.5%，即该表的的基本误差超，即该表的的基本误差超，即该表的的基本误差超，即该表的的基本误差超 出出出出1.51.5级表的允许值，所以该表的准确度不合格。级表的允许值，所以该表的准确度不合格。级表的允许值，所以该表的准确度不合格。级表的允许值，所以该表的准确度不合格。但该表最大引用误差小于但该表最大引用误差小于但该表最大引用误差小于但该表最大引用误差小于2.52.5级表的允许值，若其级表的允许值，若其级表的允许值，若其级表的允许值，若其 他性能合格，可作为他性能合格，可作为他性能合格，可作为他性能合格，可作为2.52.5级表使用。级表使用。级表使用。级表使用。4.正确度、精

36、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。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。一、直接测量方式的最大误差一、直接测量方式的最大误差一、直接测量方式的最大误差一、直接测量方式的最大误差最大绝对误差：最大绝对误差：最大绝对误差：最大绝对误差：最大相对误差：

37、最大相对误差：最大相对误差：最大相对误差：直接测量直接测量:测量结果中的误差即是所使用仪表本身的基本误差。可以根据仪表的准确度等级计算，指示仪表的准确度等级用最大引用误差表示。例例 校验一只量限为150V的电压表，发现50V处的误差最大，其值m=1V，求该表的准确度等级。解解 因此准确度等级K为1.0级。例例 用1.5级、量限为30A的电流表测量某电流时，其读数为10A，试求测量可能出现的最大相对误差为多少？解解 由式（1-4）可得，该表的最大绝对误差为由式(1-2)可得，该表测量的最大相对误差为由此可知，测量结果的准确度（最大相对误差）和仪表的准确度是不同的两个概念，不能把仪表的准确度与不能

38、把仪表的准确度与测量的准确测量的准确度看成是一回事度看成是一回事。例例 在上例中，若改用0.5级、100A的电流表，如果其读数仍然为10A，则此时的最大相对误差又为多少？解解 该表的最大绝对误差为测得10A时，其最大相对误差为由此可见，仪表的准确度虽然提高了，但测量结果的误差反而增大了。这是因为仪表准确度一定时，量限越大的仪表其最大绝对误差越大。所以，不能只片面追求仪表的准确度不能只片面追求仪表的准确度等级，还应根据对测量的要求，合理选择仪表量程，测量时等级，还应根据对测量的要求，合理选择仪表量程，测量时使被测量尽量大于量限的使被测量尽量大于量限的1/2或或2/3以上，才能使仪表的准确以上，才

39、能使仪表的准确度得以充分发挥，测量的准确度才能得到比较满意的结果。度得以充分发挥，测量的准确度才能得到比较满意的结果。二、间接测量方式的最大误差二、间接测量方式的最大误差1、被测量y为n个中间量之和设x1,x2,x3为被测量有关的中间量，被测量y为x1,x2,x3之和，1,2,3为测量中间量可能产生的相对误差则y可能产生的相对误差为：最大误差出现在各中间量的相对误差符号相同时，即：2.被测量y为两个中间量之差若被测量y为中间量x1，x2之差，1,2为测量每个中间量可能产生的误差，则被测量可能产生的相对误差为：最大误差不仅与各中间量的相对误差有关，而且与中间量之差有关，差越小，被测量 y 的相对

40、误差就越大。例如在并联电路中，用测到的总电流与一个支路电流去求得另一支路的电流，这种方法不可取。3.若被测量为若干中间量之积或商若被测量y为若干中间量 xn1,xm2,xp3,之积或商1,2,3为测量中间量可能产生的相对误差，则y可能产生的相对误差为：最不利情况发生在符号相同时，即：从制造角度：改进仪表结构和制造工艺，如减少转动部分的摩擦，加强对外界电磁场的屏蔽等。这也是消除系统误差最根本的办法。从使用角度；使用者无法改变仪表的结构，只能在使用中采用比较法、正负误差补偿法等来减小误差，例如测量后将仪表调转 180，重测一次，用两次测量平均值作为测量值，以消除地磁的影响，或利用校正值求得被测量的

41、真值。三、系统误差的消除方法三、系统误差的消除方法三、系统误差的消除方法三、系统误差的消除方法系统误差产生原因及消除办法1.仪表本身结构造成的误差:这种误差可通过改善材料性能与制造工艺来消除.例如摩擦误差,是仪表的可动部分采用转轴式结构必然会产生的一种误差.只要改善转轴材料或采用悬丝结构或选用数字显示形式代替.误差就可以减小或消除.2.外界干扰造成的误差:如电磁干扰,地磁干扰.可以在结构上采用屏蔽法、或在测量方法上采取比较法、正负误差补偿法，减少或消除干扰所造成的影响.3.环境条件变化造成的误差:只要改善环境条件，例如使用空调,或在内部结构中进行补偿,例如电阻温度的的正负补偿，都能使误差得以减

42、少或消除。随机误差是由一些偶发原因引起的误差，例如电磁场微变、热起伏、空气扰动、大地微振等。在一组测量数据列中，随机误差通常呈正则分布，表现为有界性、单峰性和正负误差出现几率相等的特点。随机误差值一般都比较小，工程上的测量可以不予考虑。只有在精密实验时才需要 进行计算。计算前首先要 进行多次测量，取得大量 数据，然后按以下步骤进行。一一一一.随机误差的特点随机误差的特点随机误差的特点随机误差的特点第一步：先从多次测量值中求得其算术平均值。第二步：求出每次测量值的剩余误差，并且只 有测量列的剩余误差总和为 0 时，才说明所计算的算术平均值是正确的。否则必须重算。二、计算步骤二、计算步骤二、计算步

43、骤二、计算步骤第三步：用贝塞尔公式求出标准差的估计值。第四步：三倍标准差的估计值称为极限误差，应检查测量列中的剩余误差，是否有超过极限误差 的数据，如有则该项测量值属于坏值应予剔除，然后按以上步骤重新计算。第五步：求算术平均值的标准差，并用 表示测量结果的可信赖程度。小小 结结1、电气测量的研究对象。、电气测量的研究对象。2、常用电工仪表测量方法。、常用电工仪表测量方法。3、常用电工仪表的分类、型号及标志。、常用电工仪表的分类、型号及标志。4、模拟指示仪表的组成及三大部件。、模拟指示仪表的组成及三大部件。5、测量误差的分类及表示方法。、测量误差的分类及表示方法。6、工程上最大测量误差的计算。、

44、工程上最大测量误差的计算。7、系统误差的消除方法。、系统误差的消除方法。8、随机误差的估计与计算。、随机误差的估计与计算。1、测量方式有哪些类型？2、电工仪表主要有哪些类型？3、模拟指示仪表按准确等级可分为哪些类型？4、模拟指示表按工作原理可分为哪些类型？5、模拟指示仪表按被测对象可分为哪些类型？6、模拟指示仪表有哪两部分组成？核心是什么？7、数字仪表的由哪些部分组成？各部分 作用是什么？8、测量误差类型有哪些？各误差的含义是什么？9、测量误差 表示方法有哪些？10、什么是绝对误差？什么是相对误差？什么是引用误差？11、会进行绝对误差、是相对误差、引用误差的计算。12、绝对误差和相对误差对衡量误差对测量结果的影响是什么？13、仪表的准确度与什么有关？谢谢大家！