第1章--电气测量的基本知识概要优秀PPT.ppt

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1、电气测量技术电气测量技术 序论内容提要n课程介绍课程介绍n教学支配教学支配n测量的基础学问测量的基础学问1.课程介绍 课程名称：电气测量技术、电工测量、电磁测量、电工仪表与测量、电工仪表 主要内容：本课程是探讨常用仪表的原理、结构、运用操作技术；是各种电、磁量（电量+磁量）的测量方法；是测量误差与数据处理的技术。课程结构：电工仪表+测量技术；相关课程：电工理论、电子技术、检测与转换技术等。电磁测量技术的三个方面n电磁量的测量方法n电磁测量仪器仪表的设计制造n电磁量的量值传递1.课程介绍电气测量的对象：电气测量的对象：n电量：如电流、电压、功率、电能、频电量：如电流、电压、功率、电能、频率、电阻

2、、电感、电容以刚好间常数等。率、电阻、电感、电容以刚好间常数等。n磁量磁量：主要指磁场以及物质在磁场磁化下的各种磁特性，例如磁场强度、磁通、磁感应强度、磁势、磁导率、磁滞和涡流损耗等的测量。电测量和磁测量又可统称为电磁测量或电气测量。1.课程介绍应用领域应用领域 电工仪表及测量技术对从事电气技术电工仪表及测量技术对从事电气技术工作的人员来说是特别必要的；不论是电工作的人员来说是特别必要的；不论是电气设备的安装、调试、试验、运行、修理；气设备的安装、调试、试验、运行、修理；还是对电气产品进行检验、测试、鉴定都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。会涉及电磁测量方面的技

3、术问题。应用于工农业生产、生活、国防、科研等应用于工农业生产、生活、国防、科研等应用于工农业生产、生活、国防、科研等应用于工农业生产、生活、国防、科研等各领域。如，变电所、配电室、发电厂、电力各领域。如，变电所、配电室、发电厂、电力各领域。如，变电所、配电室、发电厂、电力各领域。如，变电所、配电室、发电厂、电力监控网、火箭放射中心、家用电能计量表等。监控网、火箭放射中心、家用电能计量表等。监控网、火箭放射中心、家用电能计量表等。监控网、火箭放射中心、家用电能计量表等。测量是相识客观事物,用数量描绘客观事物,进而驾驭事物本质的手段。门捷列夫说：“没有测量，就没有科学”所谓测量,就是被测量和同类标

4、准量进行比较的一个试验过程。日常生活中到处离不开测量,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。q生产发展离不开测量生产发展离不开测量 q农业社会中，须要丈量土地、衡量谷物，就农业社会中，须要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、面积、容积和重量的测量；驾产生了长度、面积、容积和重量的测量；驾驭季节和节候，出现了原始的时间测量器具，驭季节和节候，出现了原始的时间测量器具，并有了天文测量。并有了天文测量。q现代化的工业生产中，到处离不开测量。现代化的工业生产中，到处离不开测量。q例如，一个大型钢铁厂须要约例如，一个大型钢铁厂须要约2 2万个测量点。万个测量点。n古代运用的测量工具主要是

5、规、矩、准、绳。古代运用的测量工具主要是规、矩、准、绳。规就是画圆的圆规。矩是曲尺，可用于检查直规就是画圆的圆规。矩是曲尺，可用于检查直角，画长方形和正方形。木工现在还在运用曲角，画长方形和正方形。木工现在还在运用曲尺，学生和科研人员绘图用的三角板和丁字尺，尺，学生和科研人员绘图用的三角板和丁字尺，是矩的进一步发展。准是水准器，用于检查是是矩的进一步发展。准是水准器，用于检查是否水平。绳子可用于画直线和检测直线。准和否水平。绳子可用于画直线和检测直线。准和绳，现在仍是木工和建筑工人的主要测量工具绳，现在仍是木工和建筑工人的主要测量工具 n日晷，又称“日规”，是我国古代利用日影测得时刻的一种计时

6、仪器。其原理就是利用太阳投射的影子来测定并划分时刻。日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。这种利用太阳光的投影来计时的方法是人类在天文计时领域的重大独创，这项独创被人类沿用达几千年之久电气测量在生活中的应用：电子血压计n摘自维基百科n被命名为“和谐号”的高速动车组列车均为CRH系列，是中华人民共和国铁道部向庞巴迪、川崎重工业、阿尔斯通和西门子公司购买动车组技术，并通过技术转移方式，在中国国内生产有关高速铁路车辆，达到确定程度的国产化。目前共有六个大系列（CRH6型车在产中），分别是CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH6及CRH380系列。沟通传动机车沟通传动机车中华人民共和国铁道部亦

7、向西门子公司、阿尔中华人民共和国铁道部亦向西门子公司、阿尔斯通、东芝、庞巴迪等引进沟通传动技术，并斯通、东芝、庞巴迪等引进沟通传动技术，并通过技术转移方式，在中国国内生产最高速度通过技术转移方式，在中国国内生产最高速度120 km/h的的“和谐和谐”型大功率铁路机车车辆型大功率铁路机车车辆n中国铁道部号称自主研发世界领先的“动车防追尾系统”主要指自动闭塞系统。自动闭塞系统是一个智能化先进列车限制系统，它将充分利用当今的计算机技术、通信技术等高新技术，提高铁路的运营水平和火车的运输实力和运输效率，保证平安行驶。2011年7月23日，温州两列动车追尾事故，让很多乘客和网友纷纷质疑：为何号称世界领先

8、的“动车防追尾系统”在关键时刻没能发挥作用n自动闭塞系统的原理大致是这样的：铁轨上安装有一个个类似传感器一样的接收装置，只要前方列车的车轮压上钢轨，“前方有列车占用轨道”的信息，就会通过铁轨，传送给后方列车和调度中心。后方列车接到前方列车的位置信息后，调整速度，以保证两车之间有个平安的距离，这个平安距离也叫闭塞区。n据中国工程院院士、北京交通高校教授王梦恕介绍，自动闭塞系统要求6公里以内没车的时候才可以开行，距离前车4公里内就亮黄灯，提示减速。距离2公里时会显示红灯，提示要停车。q在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量q例如，每种新设计的飞机，

9、须要测试飞机高速飞行中受气流例如，每种新设计的飞机，须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状况，以验证和改进设计。振动分布状况，以验证和改进设计。电气测量的发展过程：电气测量的发展过程：仪器仪表的发展最能体现电气测量技术的发展。仪器仪表的发展最能体现电气测量技术的发展。仪器仪表的发展可以大致分为仪器仪表的发展可以大致分为三个阶段三个阶段:1.课程介绍（1）古典（机械式）古典（机械式）电电工工仪仪器器仪仪表表发发展展阶阶段段（2）数字式）数字式仪仪表表发发展展阶阶段段（3）自）自动测试动测试（智

10、能式）系（智能式）系统发统发展展阶阶段段。1.课程介绍发展趋势发展趋势l数字化数字化l网络化网络化l小型化小型化l智能化智能化电磁测量技术的特点n精确度高：误差可以小到n测量速度快：n测量的数值覆盖面广：n灵敏度高天空，海洋，地面还是进入人体内的细胞，到处都有用电磁测量技术解决测量问题的例子，电磁测量深深扎根国民经济和科学技术的各个领域。而且各个行业不同的测量时间快速推动电磁测量技术不断发展。湿度、压力，振动、速度、位移、液位，人的血压，湿度、压力，振动、速度、位移、液位，人的血压，地震波，飞行高度，潜水深度也都可以先变成与其地震波，飞行高度，潜水深度也都可以先变成与其成函数关系的电磁量或电路

11、参数再用电磁测量。成函数关系的电磁量或电路参数再用电磁测量。2.教材及参考资料l电气测量陈立周 l 机械工业出版社 2004.6l电气测量陶时澍l 哈尔滨工业高校出版社 1997.8l电磁测量 唐统一 赵伟l 清华高校出版社 1997.7 l 电气测量技术 申忠如 科学出版社4、电工仪表资源n n中华电工仪表网中华电工仪表网 :/elec.yibiao /:/elec.yibiao /n n中国仪器仪表国际网站中国仪器仪表国际网站 :/china-meter /:/china-meter /n n中国仪器网中国仪器网 :/www 17 /:/www 17 /n n中华电工仪器仪表信息网中华电工

12、仪器仪表信息网 :/tc104.org/:/tc104.org/n n电测与仪表杂志社电测与仪表杂志社 地址：哈尔滨市哈平路地址：哈尔滨市哈平路128128号号 邮编：邮编：150040 150040 电话：电话：0451-866934340451-86693434n n哈尔滨电工仪表探讨所哈尔滨电工仪表探讨所 :/habiaosuo /:/habiaosuo /n n全国电工仪器仪表标准化技术委员会全国电工仪器仪表标准化技术委员会n n中科院电工探讨所中科院电工探讨所 :/iee.ac/:/iee.ac/n n中国电力科学探讨院电中国电力科学探讨院电 测测 量量 研研 究究 所所 :/dem

13、.epri :/dem.epri 部分电工仪表图片部分电工仪表图片Fluke 570 系列手持式精密红外温度计系列手持式精密红外温度计产品简介产品简介Fluke 570非接触测温仪是可在任何距离为您非接触测温仪是可在任何距离为您在进行专业维护时读取温度值的志向诊断工在进行专业维护时读取温度值的志向诊断工具。具。Fluke 570系列红外测温仪能够测量表面系列红外测温仪能够测量表面温度，帮助快速定位润滑油问题、过载、短温度，帮助快速定位润滑油问题、过载、短路或线相错误和过热设备，削减工作和重复路或线相错误和过热设备，削减工作和重复时间，从而提高性能时间，从而提高性能激光测距仪激光测距仪电能质量分

14、析仪来自泰克的数字万用表，轻松完成多功能精密测量与分析来自泰克的数字万用表，轻松完成多功能精密测量与分析泰克泰克DMM4050和和DMM4040万用表供应了万用表供应了6.5位辨别率，可以以位辨别率，可以以0.0024%的基的基本本V DC精确度测量电压、电阻和电流。频率、周期、电容和温度集成测量功精确度测量电压、电阻和电流。频率、周期、电容和温度集成测量功能意味着您可以运用一台仪器进行多种测量。您还可以监测和记录测量指标能意味着您可以运用一台仪器进行多种测量。您还可以监测和记录测量指标在测量期间的变更或环境范围，查看统计值，了解电路性能如何变更。此外，在测量期间的变更或环境范围，查看统计值，

15、了解电路性能如何变更。此外，专用前面板按钮可以快速进入常用功能和参数，缩短设置时间。专用前面板按钮可以快速进入常用功能和参数，缩短设置时间。DMM4050/4040万用表为您最苛刻的测量供应了多功能工具和所需的精确万用表为您最苛刻的测量供应了多功能工具和所需的精确TDS3000C数字荧光示波器系列数字荧光示波器系列您须要的性能，您承受得起的价格您须要的性能，您承受得起的价格泰克泰克TDS3000C系列示波器拥有高达系列示波器拥有高达500 MHz的带宽，在紧凑的电池供的带宽，在紧凑的电池供电的设计中供应了经济的性能。电的设计中供应了经济的性能。TDS3000C系列示波器现在配有系列示波器现在配

16、有USB主机端口和主机端口和PC连接软件，同时供连接软件，同时供应了熟悉的操作和简洁的导航功能，您可以用更少的时间学习和重新学应了熟悉的操作和简洁的导航功能，您可以用更少的时间学习和重新学习怎样运用示波器，用更多的时间完成手头的任务。习怎样运用示波器，用更多的时间完成手头的任务。第1章测量的基本学问2测量方式分类测量方式分类1测量基本学问测量基本学问u度量器及电学基准度量器及电学基准u国际单位制国际单位制u测量单位测量单位u什么是电工测量（电气测量、电磁测量）什么是电工测量（电气测量、电磁测量）?u什么是测量什么是测量?u比较测量（也可包含在干脆测量中）比较测量（也可包含在干脆测量中）u组合测

17、量组合测量u间接测量间接测量u干脆测量干脆测量第1章测量的基本学问4仪表的精确度仪表的精确度3误差的基本概念误差的基本概念什么叫误差什么叫误差什么叫误差什么叫误差确定误差确定误差确定误差确定误差相对误差相对误差相对误差相对误差引用误差引用误差引用误差引用误差最大引用误差最大引用误差最大引用误差最大引用误差 1.1 测量的基本概念1、什么是测量：、什么是测量：所谓测量，是指用试验的方法，将被测（未知量）与已知的标准量进行比较，以得到被测量大小的过程；是对被测量定量相识的过程。1.1 测量的基本概念2、什么是电气测量？什么是电气测量？是指把被测的电量或磁量干脆或间接地与测量单位的同类物理量（或者可

18、以推算出被测量的异类物理量）进行比较的过程。1.1 测量的基本概念3、测量单位测量单位（unitofmeasurement）把测量中的标准量定义为把测量中的标准量定义为“单位单位”，单位单位是一个选定的标准量（或参是一个选定的标准量（或参考量）。考量）。独立定义的单位称独立定义的单位称“基本单位基本单位”；由物理关系导出的单位称由物理关系导出的单位称“导出单位导出单位”。测量结果可以由两部分组成，即测量单位和纯数式中式中X表示被测量表示被测量 表示测量所得的数字值，即单位的倍数表示测量所得的数字值，即单位的倍数 X0表示测量单位表示测量单位1.2国际单位制（SI）1960年第十一届国际计量大会

19、上正式通过国际单位制年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。注：注：SI 是国际单位制的国际通用符号。是国际单位制的国际通用符号。l目，国际单位制下目，国际单位制下7个基本单位：个基本单位：u长长 度度 米米 M u质质 量量 千克（公斤）千克（公斤）Kgu时时 间间 秒秒 Su电电 流流 安安培培 Au热力学温度热力学温度 开开尔文尔文 K u物质的量物质的量 摩摩尔尔 Molu发光强度发光强度 坎坎德拉德拉 cd法文：LeSystme International dUnits(SI)英文：International System of Units1.2国际单位制1.2.1 SI1.

20、2.1 SI基本单位的定义基本单位的定义基本单位的定义基本单位的定义米：米：米：米：光在真空中（光在真空中（光在真空中（光在真空中（1/299792458s1/299792458s1/299792458s1/299792458s）时间间隔内所经过路）时间间隔内所经过路）时间间隔内所经过路）时间间隔内所经过路径的长度。径的长度。径的长度。径的长度。第第第第17171717届国际计量大会（届国际计量大会（届国际计量大会（届国际计量大会（1983198319831983）19601960年第十一届国际计量大会：年第十一届国际计量大会：年第十一届国际计量大会：年第十一届国际计量大会：“米的长度等于氪米

21、的长度等于氪米的长度等于氪米的长度等于氪8686原子的原子的原子的原子的2P102P10和和和和5d15d1能级之间跃迁的辐射在真空中波长的能级之间跃迁的辐射在真空中波长的能级之间跃迁的辐射在真空中波长的能级之间跃迁的辐射在真空中波长的165076316507637373倍倍倍倍”。千克：千克：千克：千克：国际千克原器的质量。国际千克原器的质量。国际千克原器的质量。国际千克原器的质量。第第第第1 1 1 1届国际计量大会届国际计量大会届国际计量大会届国际计量大会（1889188918891889）和第）和第）和第）和第3 3 3 3届国际计量大会（届国际计量大会（届国际计量大会（届国际计量大会

22、（1901190119011901）1.2国际单位制1.2.1 SI1.2.1 SI基本单位的定义基本单位的定义基本单位的定义基本单位的定义开尔文：开尔文：水三相点热力学温度的水三相点热力学温度的水三相点热力学温度的水三相点热力学温度的1/273.161/273.16。第第第第1313届国际届国际届国际届国际计量大会（计量大会（计量大会（计量大会（19671967），决议），决议），决议），决议44摩尔：摩尔：是一系统的物质的量，该系统中所包含的基是一系统的物质的量，该系统中所包含的基是一系统的物质的量，该系统中所包含的基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

23、他粒子，或本单元（原子、分子、离子、电子及其他粒子，或本单元（原子、分子、离子、电子及其他粒子，或本单元（原子、分子、离子、电子及其他粒子，或这些粒子的特定组合）数与这些粒子的特定组合）数与这些粒子的特定组合）数与这些粒子的特定组合）数与0.012 kg0.012 kg碳碳碳碳-12-12的原子数的原子数的原子数的原子数目相等。目相等。目相等。目相等。第第第第1414届国际计量大会（届国际计量大会（届国际计量大会（届国际计量大会（19711971），决议），决议），决议），决议33坎德拉：坎德拉：是一光源在给定方向上的发光强度，该光源是一光源在给定方向上的发光强度，该光源是一光源在给定方向上的

24、发光强度，该光源是一光源在给定方向上的发光强度，该光源发出频率为发出频率为发出频率为发出频率为5401012 Hz5401012 Hz的单色辐射，且在此方向上的单色辐射，且在此方向上的单色辐射，且在此方向上的单色辐射，且在此方向上的辐射强度为（的辐射强度为（的辐射强度为（的辐射强度为（1/6831/683）W/srW/sr。第第第第1616届国际计量大会届国际计量大会届国际计量大会届国际计量大会（19791979），决议），决议），决议），决议33秒：秒：秒：秒：铯铯铯铯-133-133-133-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应原子基态的两个超

25、精细能级之间跃迁所对应原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的的辐射的的辐射的的辐射的9192631770919263177091926317709192631770个周期的持续时间。个周期的持续时间。个周期的持续时间。个周期的持续时间。第第第第13131313届国际届国际届国际届国际计量大会（计量大会（计量大会（计量大会（1967196719671967），决议），决议），决议），决议1111安培：在真空中，截面积可忽视的两根相距安培：在真空中，截面积可忽视的两根相距安培：在真空中，截面积可忽视的两根相距安培：在真空中，截面积可忽视的两根相距1 m1 m1 m1 m的无限的无限的无限的

26、无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互长平行圆直导线内通以等量恒定电流时，若导线间相互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作用力在每米长度上为作用力在每米长度上为作用力在每米长度上为210-7 N210-7 N210-7 N210-7 N，则每根导线中的电，则每根导线中的电，则每根导线中的电，则每根导线中的电流为流为流为流为1 A1 A1 A1 A。国际计量委员会（国际计量委员会（国际计量委员会（国际计量委员会（1946194619461946）决议）决议）决议）决议2 2 2 2。第。第。第。第9

27、9 9 9届国际届国际届国际届国际计量大会（计量大会（计量大会（计量大会（1948194819481948）批准）批准）批准）批准 国际单位制（SI）的导出单位n电荷量库仑Cn电位（电压、电动势）伏特Vn电容法拉Fn电阻欧姆n电导西门子Sn电感亨利Hn功率（辐射通量）瓦特Wn磁通量韦伯Wbn磁通量密度磁感应强度特斯拉TH1.国际单位制（国际单位制（SI）2.1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制制SI。3.1984年年2月国务院颁布了中华人民共和国法定计量月国务院颁布了中华人民共和国法定计量单位，确定我国法定计量单位以国际单位制为基础。单位，

28、确定我国法定计量单位以国际单位制为基础。4.表0-1电磁学单位的部分SI导出单位国际单位制（SI）的导出单位l国际单位制中具有特地名称的导出单位量l平面角弧度radl立体角球面度srl频率赫兹Hzl力（重力、压力）牛顿Nl压强（应力）帕斯卡Pal能量（功、热）焦耳J国际单位制（SI）的导出单位n摄氏温度摄氏度0Cn光通量流明lmn光照度勒克斯lxn放射性活度贝可勒尔Bqn吸取剂量戈瑞Gyn剂量当量希沃特Sv国国际际单单位位制制 是是由由国国际际单单位位制制单单位位、国国际际单单位位制制词词头头 和和国国际单位制的十进倍数单位三部分组成。际单位制的十进倍数单位三部分组成。国际单位制词头表示使单位

29、增大或缩小的十进倍数。国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。例：例：5.4X105.4X10-9-9s=5.4nss=5.4ns 1.3.电学单位新基准及度量器n基准：能最精确地复现或保存单位的物理现象或实物叫基准。n实物基准：能最精确地复现或保存单位的实物叫实物基准（如国际千克原器，原子钟等）。n自然基准：能最精确地复现或保存单位的物理现象叫自然基准。1.3.电学单位新基准及度量器度量器度量器1、什么叫度量器？、什么叫度量器？在测量过程中实际运用的标准量，是测量单在测量过程中实际运用的标准量，是测量单位的复制体，称作度量器（即实物基准）。度量位的复制体，称作度量器（即实物基准）。度量

30、器可以是测量单位本身，也可以是测量单位的分器可以是测量单位本身，也可以是测量单位的分数倍或整数倍。数倍或整数倍。2、度量器分类：、度量器分类：依据度器在量值传递上的作用和精确度不同，依据度器在量值传递上的作用和精确度不同，分为基准器（自然基准或实物基准）、标准器和工分为基准器（自然基准或实物基准）、标准器和工作量具三种，其中基准器是精度高的测量单位复制作量具三种，其中基准器是精度高的测量单位复制体，一般由国际或国家计量部门拥有和管理，而日体，一般由国际或国家计量部门拥有和管理，而日常测量用的是工作量具。常测量用的是工作量具。1.3.电学单位新基准电学单位新基准及度量器及度量器1.3.2 “1.

31、3.2 “伏特伏特伏特伏特”和和和和“欧姆欧姆欧姆欧姆”电学单位新基准电学单位新基准电学单位新基准电学单位新基准 过去的电学基准是用标准电池组复现电过去的电学基准是用标准电池组复现电过去的电学基准是用标准电池组复现电过去的电学基准是用标准电池组复现电动势或电压的单位动势或电压的单位动势或电压的单位动势或电压的单位“伏特伏特伏特伏特”，标准电阻复现，标准电阻复现，标准电阻复现，标准电阻复现电阻的单位电阻的单位电阻的单位电阻的单位“欧姆欧姆欧姆欧姆”。年月日国际上正式启用电年月日国际上正式启用电年月日国际上正式启用电年月日国际上正式启用电学计量新基准。学计量新基准。学计量新基准。学计量新基准。约瑟

32、夫森效应约瑟夫森效应约瑟夫森效应约瑟夫森效应（P-3/0-3-1P-3/0-3-1）和和和和冯冯冯冯 克里青效应克里青效应克里青效应克里青效应（P-3/0-3-1P-3/0-3-1）（也称量子化）（也称量子化）（也称量子化）（也称量子化霍尔效应），复现霍尔效应），复现霍尔效应），复现霍尔效应），复现“伏特伏特伏特伏特”和和和和“欧姆欧姆欧姆欧姆”单位。单位。单位。单位。它具有复现精确度高、稳定性好的优点它具有复现精确度高、稳定性好的优点它具有复现精确度高、稳定性好的优点它具有复现精确度高、稳定性好的优点(0-3-1)两块弱连接的超导体在微波频率的照射下，就会出现阶梯式伏安特性，如图0-3-1所

33、示。这种超导体的结构称为约瑟夫森结。在第n个阶梯处的电压与微波频率有如下关系:这个公式是复现和保存国家电压单位“伏特”的理论基础。通过细心测量微波频率就可确定Vn的数值。1、约瑟夫森效应当通过元件的电流I固定时，会出现磁感应强度变更而霍尔电压不变的区域称为霍尔平台。RH是物理常数。一旦确定i，冯克里青效应就可用于复现、保存电阻单位“欧姆”。h:普朗克常数e:电子电荷量子化霍尔电阻与平台序数i的关系如下:(0-3-3)式中，RH为冯克里青常数。(0-3-4)(0-3-2)霍尔电阻RH(i)，即(2)冯克里青效应(量子化霍尔效应)标准电池是复现电压或电动势单位伏特的器具性能极其标准电池是复现电压或

34、电动势单位伏特的器具性能极其稳定的化学电池。电动势在稳定的化学电池。电动势在1.0186V左右。左右。按电解液的浓度划分为饱和式和不饱和式标准电池。按电解液的浓度划分为饱和式和不饱和式标准电池。（3）、标准电池标准电池英文名称：standardcell定义1：将化学能转换成电能，能复现并保存电压单位伏特的量值的标准量具(1)要依据标准电池的等级,在规定要求的温度下存放和运用。(3)标准电池严禁摇摆和振动,严禁倒置。经运输后要放置足够时间后再运用。标准电池在运用时应留意下列事项。(2)标准电池不能过载标准电池不能过载,严禁用电压表或万用表去测量标准严禁用电压表或万用表去测量标准电池的电动势。电池

35、的电动势。(4)检定证书和历年的检定数据是衡量一只标准电池好坏的依据,应留意保存。通常标准电阻是锰铜丝绕制的。标准电阻能够精确复现欧姆量值。（4）标准电阻高电阻标准电阻有时制成三端钮形式。其中,一个端钮是屏蔽端钮,如图0-3-5所示。在运用时给屏蔽端确定的电位,可减小漏电的影响。电阻上的电流不流电阻上的电流不流过电位端钮，减小了端钮接触电阻对标准电阻阻值得影响过电位端钮，减小了端钮接触电阻对标准电阻阻值得影响。阻值低于阻值低于10W W的电阻通常是四端钮结构的电阻通常是四端钮结构。即分别有即分别有电流端电流端 钮和钮和电位端电位端钮。其接线钮。其接线如图如图0-3-4所示。所示。电阻器的四端钮

36、结构第一节第一节 测量方法的分类测量方法的分类一、一、测量方式分类测量方式分类测测量量方方式式干脆测量干脆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他未知数，须通过变更测量条件，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。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，再算出被测量。例如用伏安法测电阻。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。1.4 测量方式分类n干脆测量：干脆测量：干脆测量指的是被测量与度量器干脆进行比较，或干脆测量指的是被测量与度量器干脆进行比较，或者接受事先刻好刻度数的仪器进行测量，从而在测

37、量过者接受事先刻好刻度数的仪器进行测量，从而在测量过程中干脆求出被测量的数值。这种方式称为干脆测量。程中干脆求出被测量的数值。这种方式称为干脆测量。n间接测量：间接测量：如被测量不便于干脆测定，或干脆测量该被测量的如被测量不便于干脆测定，或干脆测量该被测量的仪器不够精确，那么就可以利用被测量与某种中间量之仪器不够精确，那么就可以利用被测量与某种中间量之间的函数关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算间的函数关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量的值，这种方式称为间接测量。如测长、宽求出被测量的值，这种方式称为间接测量。如测长、宽求面积；测电流电压求功率等。面积；测电流电压求功率等。1

38、.4 测量方式分类n组合测量：组合测量：假如被测量有多个，虽然被测量（未知量）与某种假如被测量有多个，虽然被测量（未知量）与某种中间量存在确定函数关系，但由于函数式有多个未知量，中间量存在确定函数关系，但由于函数式有多个未知量，对中间量的一次测量是不行能求得被测量的值。这时可对中间量的一次测量是不行能求得被测量的值。这时可以通过变更测量条件来获得某些可测量的不同组合，然以通过变更测量条件来获得某些可测量的不同组合，然后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量。后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量。n比较测量：比较测量：比较法是指被测量与已知的同类度量器在比较器比较法是指被测量

39、与已知的同类度量器在比较器上进行比较，从而求得被测量的一种方法。这种方法上进行比较，从而求得被测量的一种方法。这种方法用于高精确度的测量用于高精确度的测量 。1.5测量误差n真值：真值：n 在确定条件下，物理量符合其定义的真实值，称在确定条件下，物理量符合其定义的真实值，称为真值。为真值。1.5.1 误差的基本学问误差的基本学问n约定真值：约定真值：n 真值无法得到，通常只能在确定条件下得到真值无法得到，通常只能在确定条件下得到与真值最接近的可运用的值，称为约定真值。与真值最接近的可运用的值，称为约定真值。n误差误差：是测量值与（约定）真值相差的程度。是测量值与（约定）真值相差的程度。n误差公

40、理：测量的过程必定存在着误差，误差自误差公理：测量的过程必定存在着误差，误差自始至终存在于一切科学试验和测量的过程之中。因始至终存在于一切科学试验和测量的过程之中。因此探讨误差规律，并尽量减小误差是测量的任务之此探讨误差规律，并尽量减小误差是测量的任务之一。一。1.5 测量误差关于关于约定真值约定真值n另一种方法是在相同条件下多次重复测量的算术平另一种方法是在相同条件下多次重复测量的算术平均值来代表真值。均值来代表真值。n一种方法是接受相应的高一级精度的计量器具所复一种方法是接受相应的高一级精度的计量器具所复现的被测量值来代表真值，现的被测量值来代表真值，n另外在产品检测中，某项被测量的设计指

41、标，既标另外在产品检测中，某项被测量的设计指标，既标称值视作已知真值，而测量值与标称值之差，就是产称值视作已知真值，而测量值与标称值之差，就是产品制作误差（留意：这里的测量值与其算术平均值之品制作误差（留意：这里的测量值与其算术平均值之差才是测量误差）。差才是测量误差）。事实上，真值是难于得到的，实际中，人们通常用事实上，真值是难于得到的，实际中，人们通常用两种方法来近似确定真值，并称之为约定真值。两种方法来近似确定真值，并称之为约定真值。1.5 1.5 测量测量误差1.5.2 误差的产生缘由误差的产生缘由n试验方法所限；方法不同结果不一样。如抽样试验方法所限；方法不同结果不一样。如抽样调查中

42、的代表性误差（抽样平均误差）。调查中的代表性误差（抽样平均误差）。n仪器本身；因为任何仪器都有确定的灵敏度和仪器本身；因为任何仪器都有确定的灵敏度和精确度。精确度。n环境的变更；如温度，纬度，湿度，电磁场的环境的变更；如温度，纬度，湿度，电磁场的变更。变更。n操作人员的素养。每个人生理条件的不同，受操作人员的素养。每个人生理条件的不同，受教化，训练的程度不同。教化，训练的程度不同。n值得强调的是，误差不是错误，测量结果包含值得强调的是，误差不是错误，测量结果包含了误差范围恰恰是测量结果正确和科学的表达。了误差范围恰恰是测量结果正确和科学的表达。测量结果数值要用有效数字来表示。测量结果数值要用有

43、效数字来表示。测量误差及其表示方法测量误差及其表示方法 一、测量误差的分类一、测量误差的分类测量误差分类系统误差基本误差：由仪表结构造成的误差附加误差：偏离规定的工作条件造成的误差随机误差：偶发缘由引起大小方向都不确定的误差疏忽误差：测量人员疏忽造成 1.5 1.5 测量测量误差误差 误差的表示方法误差的表示方法n确定误差确定误差n相对误差相对误差n最大引用最大引用误差差 nmn引用引用误差差n 1.5 测量误差n确定误差：测量值确定误差：测量值确定误差：测量值确定误差：测量值AxAx与被测量真值与被测量真值与被测量真值与被测量真值A0A0之差之差之差之差 n相对误差：确定误差相对误差：确定误

44、差 与真值与真值A0A0之比，并用百分之比，并用百分数表示。（用来反映测量结果）数表示。（用来反映测量结果）(0-4-1)(0-4-2)因为因为因为因为A A0 0难以测得，有时用难以测得，有时用难以测得，有时用难以测得，有时用A Ax x代替代替代替代替A A0 0，则，则，则，则(0-4-3)由此可见，前者的相对误差小些，测量的精确度要高些。所以，一般都用它来表示误差。例题：用两个伏特表测量两个电压，一个电压的测量值为150伏，确定误差为1.5伏；另一个的测量值为10伏，确定误差为0.5伏。从确定误差角度来看，前者比后者大，但从相对误差来看呢？从确定误差角度来看，前者比后者大，但从相对误差

45、来看呢？(0-4-4)=(0-4-5)例题前者为：前者为：后者为：后者为：式中式中式中式中,n n为仪表的引用误差；为仪表的引用误差；为仪表的引用误差；为仪表的引用误差；为仪表的确为仪表的确为仪表的确为仪表的确定误差；定误差；定误差；定误差；AmAm为仪表的量限。为仪表的量限。为仪表的量限。为仪表的量限。(0-4-6)通常用引用误差来衡量仪表的精确度。1.5 测量误差n引用误差：仪表某一刻度点读数的确定误差引用误差：仪表某一刻度点读数的确定误差 比比上仪表量程上限上仪表量程上限Am Am，并用百分数表示。，并用百分数表示。1.5 测量误差n最大引用误差：最大引用误差：留意：留意：留意：留意：m

46、m可以是正的，也可以是负的。可以是正的，也可以是负的。可以是正的，也可以是负的。可以是正的，也可以是负的。仪表在整个量程范围内的最大确定误差仪表在整个量程范围内的最大确定误差仪表在整个量程范围内的最大确定误差仪表在整个量程范围内的最大确定误差mm比仪表量比仪表量比仪表量比仪表量程上限程上限程上限程上限Am Am，并用百分数表示，称为最大引用误差（用来，并用百分数表示，称为最大引用误差（用来，并用百分数表示，称为最大引用误差（用来，并用百分数表示，称为最大引用误差（用来反映仪表质量）。反映仪表质量）。反映仪表质量）。反映仪表质量）。（0 04 47 7）1.6 仪表的精确度l仪表的误差：仪表的误

47、差：仪表指示值与被测量真值仪表指示值与被测量真值 之间相差程度之间相差程度l仪表误差的分类仪表误差的分类 （2）附加误差：在规定条件之外，所）附加误差：在规定条件之外，所产生的误差；产生的误差；（1）基本误差：在规定条件下，仪表）基本误差：在规定条件下，仪表本身所产生的误差；本身所产生的误差；1.6 仪表的精确度准确度等级准确度等级 a0.10.20.51.01.52.55.0基本误差基本误差 (%)0.10.20.51.01.52.55.0n仪表的精确度：仪表的精确度：n nGB776-76GB776-76电测量指示仪表通用技术条件给仪表规电测量指示仪表通用技术条件给仪表规定了定了7 7个等

48、级精确度。个等级精确度。（048）表示仪表指示值与被测量真值之间接近的程度。表示仪表指示值与被测量真值之间接近的程度。表示仪表指示值与被测量真值之间接近的程度。表示仪表指示值与被测量真值之间接近的程度。国家标准规定，仪表的精确度等级用最大引用误差的国家标准规定，仪表的精确度等级用最大引用误差的国家标准规定，仪表的精确度等级用最大引用误差的国家标准规定，仪表的精确度等级用最大引用误差的确定值来确定。即：确定值来确定。即：确定值来确定。即：确定值来确定。即：1.6 1.6 仪表的精确度仪表的精确度（1）最大可能的确定误差：）最大可能的确定误差：ma%Am (0-4-9)（2）最大可能的相对误差：最

49、大可能的相对误差：最大可能的相对误差：最大可能的相对误差：（0-4-10）仪表精确度与测量误差估算：仪表精确度与测量误差估算：例0-4-1用量限为10安，精确度为0.5级的电流表去测量10安和5安的电流，求测量的最大相对误差。解：（解：（1）测量）测量10安电流时所产生的最大可能的确定误差安电流时所产生的最大可能的确定误差:测量测量10安电流时所产生的最大可能相对误差：安电流时所产生的最大可能相对误差：误差估算例题由由由由A得得得得（2）测量测量5安时：安时：用同一只表测量不同的数值，相对误差却不样，用同一只表测量不同的数值，相对误差却不样，为什么？为什么？例题分析 此例说明，假如量程选择恰当

50、，用此例说明，假如量程选择恰当，用.级级仪表比用仪表比用.级仪表测量误差还小。因此，在级仪表测量误差还小。因此，在选用仪表时，应依据被测量的大小，兼顾仪表的选用仪表时，应依据被测量的大小，兼顾仪表的等级和量程或测量上限，合理地选择仪表。等级和量程或测量上限，合理地选择仪表。为充分利用仪表的精确度，被测量的值应为充分利用仪表的精确度，被测量的值应在仪表量程上限的在仪表量程上限的%-9%-9%为好。为好。补充例题 例例例例1.11.1：用以电压表测量某电压，其读数为用以电压表测量某电压，其读数为用以电压表测量某电压，其读数为用以电压表测量某电压，其读数为201V201V，而标准表的读数（认为是真值