第7章电工测量 备用优秀课件.ppt
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1、第第7章电工测量章电工测量 备用备用第1页,本讲稿共74页教学内容:7.1 电工测量与仪表的基本知识电工测量与仪表的基本知识7.2 电工仪表的型式(选讲)电工仪表的型式(选讲)7.3 各种常见电量的测量各种常见电量的测量7.4 非电量的测量与电工测量新技术非电量的测量与电工测量新技术 2学时学时第2页,本讲稿共74页1.了解常用电工测量仪表的基本结构和工作原理,并能够正确使用;2.了解测量误差和仪表准确度等级的意义,以及量程范围和选用方法;3.了解非电量的电测法;了解非电量的电测法;4.了解现代智能仪器和虚拟仪器法。教学目的:教学目的:第3页,本讲稿共74页教学重点1.了解常用电工测量仪表的基
2、本结构和工作原理,并能够正确使用;2.了解测量误差和仪表准确度等级的意义,以及量程范围和选用方法;3.了解非电量的电测法;4.了解现代智能仪器和虚拟仪器法。了解现代智能仪器和虚拟仪器法。第4页,本讲稿共74页教学难点1.了解常用电工测量仪表的基本结构和工作原理,并能够正确使用;2.了解测量误差和仪表准确度等级的意义,以及量程范围和选用方法;3.了解非电量的电测法;4.了解现代智能仪器和虚拟仪器法。第5页,本讲稿共74页每一件事只有当可以测量时才能被认识。每一件事只有当可以测量时才能被认识。Thomson Joseph JohnThomson Joseph John第6页,本讲稿共74页学习要点
3、学习要点电工仪表的类型、误差和准确度电工仪表的类型、误差和准确度电电流流、电电压压、电电功功率率、电电阻阻及及电电能能的的测测量方法量方法电电流流表表、电电压压表表、功功率率表表、万万用用表表、兆兆欧欧表及电度表的使用方法表及电度表的使用方法磁磁电电式式、电电磁磁式式及及电电动动式式仪仪表表的的结结构构和工作原理和工作原理第7页,本讲稿共74页部分电工仪表图片部分电工仪表图片第8页,本讲稿共74页部分电工仪表图片部分电工仪表图片第9页,本讲稿共74页7.1 电工测量与仪表的基本知识电工测量与仪表的基本知识7.1.1 测量的概念测量的概念所谓测量,是指用实验的方法,将被测量(未知量)与已知的标准
4、量进行比较,以得到被测量大小的过程。第10页,本讲稿共74页7.1.1 测量的概念测量的概念测量的结果包括两部分:量值和单位。量值单位被测量第11页,本讲稿共74页7.1.2 测量的误差及其分析测量的误差及其分析在一定条件下,被测量客观存在的确定值,称在一定条件下,被测量客观存在的确定值,称为为真值真值。误差误差是测量值与真值相差的程度。是测量值与真值相差的程度。误差误差公理:测量的过程必然存在着误差,误差公理:测量的过程必然存在着误差,误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。中。第12页,本讲稿共74页误差的产生原因误差的产生原因仪器本身:任何
5、仪器都有一定的灵敏域和精确度。仪器本身:任何仪器都有一定的灵敏域和精确度。环境的变更:如温度,纬度,湿度,电磁场的变环境的变更:如温度,纬度,湿度,电磁场的变化。化。实验方法:方法不同结果不一样。实验方法:方法不同结果不一样。操作人员的素质:每个人生理条件的不同,受教操作人员的素质:每个人生理条件的不同,受教育,训练的程度不同。育,训练的程度不同。值得强调的是:误差不是错误,测量结果包含了误值得强调的是: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。差范围恰恰是测量结果正确和科学的表达。第13页,本讲稿共74页测量值的误差表示方法测量值的误差表示方法系统误差系统误差偶然误
6、差(随机误差)偶然误差(随机误差)疏失误差疏失误差绝对误差绝对误差相对误差相对误差第14页,本讲稿共74页绝对误差:绝对误差:测量值测量值x x与被测量真值与被测量真值A A之差之差测量值真值绝对误差第15页,本讲稿共74页用准确测量的实际值用准确测量的实际值x x0 0代替真值代替真值A A。绝对误差具有大小、正负和量纲。测量结果可表达为:第16页,本讲稿共74页修正值:修正值:第17页,本讲稿共74页相对误差:绝对误差相对误差:绝对误差x x与真值与真值A A之比,之比,用百分数表示。用百分数表示。相对误差无量纲,是一个纯数的量。相对误差无量纲,是一个纯数的量。第18页,本讲稿共74页仪表
7、和仪器的误差及准确度仪表和仪器的误差及准确度仪器的引用误差,也称基准误差。仪器的容许误差:仪器的容许误差:第19页,本讲稿共74页机电式指针仪表的准确等级与容许机电式指针仪表的准确等级与容许误差的关系误差的关系精度等级a0.10.20.51.01.52.55.0容许误差%0.10.20.51.01.52.55.0第20页,本讲稿共74页例例例例如如如如:用用一一量量程程为为150V的的电电压压表表在在正正常常条条件件下下测测某某电电路路的的两两点点间间电电压压U,示示值值为为100V,绝绝对对误误差差为为1V。这这时时U的的真真值值为为1001=99V,相相对对误误差差r=1%。如如果果示示值
8、值为为10V,绝绝对对误误差差为为0.7V。则则其其真真值值为为10.7V,相相对对误误差差7%。如如果果已已知知该该电电压压表表可可能能发发生生的最大绝对误差为的最大绝对误差为1.5V,则仪表的最大引用误差为:,则仪表的最大引用误差为:注意注意注意注意:被测量比仪表量程小得越多,测量结果可能出现的最大相:被测量比仪表量程小得越多,测量结果可能出现的最大相对误差值也越大。例如用对误差值也越大。例如用1.0级量程为级量程为150V的电压表测量的电压表测量30V的的电压,可能出现的最大相对误差为电压,可能出现的最大相对误差为5,而改用,而改用1.0级量程为级量程为50V的电压表测量的电压表测量30
9、V的电压,可能出现的最大相对误差为的电压,可能出现的最大相对误差为1.67。所以选用仪表的量程时应使读数在所以选用仪表的量程时应使读数在23量程以上。量程以上。所以该仪表的准确度等级为所以该仪表的准确度等级为1.0级。级。第21页,本讲稿共74页7.1.3 电工测量仪表的基础知识电工测量仪表的基础知识机电式机电式电子式电子式按工作原理磁电系、电磁系、电动系、动磁系、感应系、振簧系、热电系、整流系按被测量电流表、电压表功率表、电度表相位表、频率计欧姆表、兆欧表磁通表、万用表电工测量仪表的分类第22页,本讲稿共74页直流表直流表交流表交流表交直两用表交直两用表按被测量性质按精确度0.1级0.2级0
10、.5级1.0级1.5级2.5级5.0级按对外电磁防御I级II级III级IV级按使用场合ABC电工测量仪表的分类第23页,本讲稿共74页7.1.3 电工测量仪表的基础知识电工测量仪表的基础知识电工测量仪表的技术指标准确度恒定性灵敏度第24页,本讲稿共74页电工仪表标记符号电工仪表标记符号电流表安培表 毫安表电压表 千伏表 功率表瓦特表 电能表电度表 第25页,本讲稿共74页电电工工仪仪表表标标记记符符号号第26页,本讲稿共74页7.2 电工仪表的型式电工仪表的型式电电工工测测量量中中常常用用的的指指针针式式仪仪表表有有磁磁电电式式、电电动动式式、电电磁磁式式3种种。这这些些仪仪表表的的结结构构虽
11、虽然然不不同同,但但工工作作原原理理却却是是相相同同的的,都都是是利利用用电电磁磁现现象象使使仪仪表表的的可可动动部部分分受受到到电电磁磁转转矩矩的的作作用用而而转转动,从而带动指针偏转来指示被测量的大小。动,从而带动指针偏转来指示被测量的大小。第27页,本讲稿共74页7.2.1 磁电系仪表磁电系仪表直直流流电电流流I通通过过可可动动线线圈圈时时,线线圈圈与与磁磁场场相相互互作作用用使使线线圈圈产产生生转转动动力力矩矩,带带动动指指针针偏偏转转。指指针针偏偏转转后后扭扭紧紧弹弹簧簧游游丝丝,使使游游丝丝产产生生反反抗抗力力矩矩。当当反反抗抗力力矩矩和和转转动动力力矩矩相相平平衡衡时时,线线圈圈
12、和和指指针针便便停停止止偏偏转转。由由于于在在线线圈圈转转动动的的范范围围内内磁磁场场均均匀匀分分布布,因因此此线线圈圈的的转转动动力力矩矩与与电电流流的的大大小小成成正正比比。又又由由于于游游丝丝的的反反抗抗力力矩矩与与线线圈圈的的偏偏转转角角度度成成正正比比,所所以以仪仪表表指指针针的的偏偏转转角角度度与与流流过过线线圈圈的的电流的大小成正比,即:电流的大小成正比,即:=KI 磁电式仪表标尺上的刻度是均匀的。磁电式仪表标尺上的刻度是均匀的。第28页,本讲稿共74页磁电系仪表磁电系仪表第29页,本讲稿共74页磁电系仪表磁电系仪表产生转动力矩示意图产生转动力矩示意图第30页,本讲稿共74页磁电
13、系仪表优缺点磁电系仪表优缺点优优点点:刻刻度度均均匀匀、灵灵敏敏度度高高、准准确确度度高高、消消耗耗功功率小、受外界磁场影响小等。率小、受外界磁场影响小等。缺缺缺缺点点点点:结结构构复复杂杂、造造价价较较高高、过过载载能能力力小小,而而且且只能测量直流,不能测量交流。只能测量直流,不能测量交流。注注意意事事项项:电电表表接接入入电电路路时时要要注注意意极极性性,否否则则指指针针反反打打会会损损坏坏电电表表。通通常常磁磁电电式式仪仪表表的的接接线线柱柱旁均标有旁均标有+、记号,以防接错。、记号,以防接错。第31页,本讲稿共74页R1R2双量程直流电流表原理图双量程直流电流表原理图第32页,本讲稿
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