电工仪表第一章综述

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1、第一节第二节第三节 第四节第五节 第一章 第六节 电工仪表与测量的基本知识 常用电工仪表的分类、型号和标志 第一节 电工测量就是将被测的电量、磁量 或电参数与同类标准量进行比较，从而 确定出被测量大小的过程。 在电工测量中，除了应根据测量对 象正确选择和使用电工仪表外，还必须 采取合理的测量方法，掌握正确的操作 技能，才能尽可能地减小测量误差。 一、常用电工仪表的分类 在电工测量中，测量各种电量、磁量 及电路参数的仪器仪表统称为电工仪表。 电工仪表种类很多,按结构和用途不同 ,主要分为指示仪表、比较仪表、数字仪表 和智能仪表四大类。 指示仪表 特点：能将被测量转换为仪表可动部分的机械 偏转角，

2、并通过指示器直接指示出被测量的大 小，故又称为直读式仪表。 按工作原理分类 ： 主要有磁电系仪表、电磁系 仪表、电动系仪表和感应系仪表。此外,还有整 流系仪表、铁磁电动系仪表等。 典型仪表：安装式仪表、便携式仪表 常见的安装式仪表 便携式仪表 比较仪表 比较仪表的特点：在测量过程中，通过 被测量与同类标准量进行比较，然后根 据比较结果才能确定被测量的大小。 比较仪表分类：直流比较仪表和交流比 较仪表。直流电桥和电位差计属于直流 比较仪表，交流电桥属于交流比较仪表 。 典型仪表：比较式直流电桥 比较式直流电桥 数字仪表 数字仪表的特点：采用数字测量技术， 并以数码的形式直接显示出被测量的大 小。

3、 数字仪表的分类：常用的有数字式电压 表、数字式万用表、数字式频率表等。 典型仪表：数字式电压表 数字式电压表 智能仪表 智能仪表的特点：利用微处理器的控制和计算 功能，这种仪器可实现程控、记忆、自动校正 、自诊断故障、数据处理和分析运算等功能。 智能仪表的分类：智能仪表一般分为两大类： 一类是带微处理器的智能仪器；另一类是自动 测试系统。 典型仪表：数字式存储示波器 数字式存储示波器 二、电工指示仪表的型号 安装式指示仪表的型号 便携式指示仪表的型号 电能表的型号 安装式仪表型号的编制规则 42 C10A 形 状 第 二 位 代 号 形 状 第 一 位 代 号 系 列 代 号 设 计 序 号

4、 用 途 号 表示一块设计序号为10的安装式磁电系电流表 便携式仪表型号的编制规则 系 列 代 号 设 计 序 号 用 途 号 表示一块设计序号为表示一块设计序号为1919的便携式电磁系电流表的便携式电磁系电流表 T19A 注意：便携式仪 表和安装式仪表 的区别在于其系 列代号前面是否 有数字！ 电能表型号的编制规则 系 列 代 号 设 计 序 号 表示一块设计序号为表示一块设计序号为282282的单相电能表的单相电能表 DD282 系列代号中 DD单相电能表 DS三相电能表 DX无功电能表 三、电工仪表的标志 不同的电工仪表具有不同的技术特性， 为方便选择和使用仪表，规定用不同的 符号来表示

5、这些技术特性，并标注在仪 表的面板上，这些图形符号叫做仪表的 标志。 测量单位的符号 按外界条件分组的符号 识别电流表的表盘上的符号 上面仪表面板上的型号符号及图形符号的含 义是什么？ 思考与练习 电工仪表按结构和用途的不同，分为哪 几类？各自的特点是什么？ 电工指示仪表按工作原理分为哪几类？ 画出各自的标志图形符号。 解释下列电工仪表型号的含义： 45T1cosj T62V DS36 DT12 D3Hz DD862 返回章目录 电工指示仪表的误差和准确度 第二节 误差：在电工测量中，无论哪种电工仪 表，也不论其质量多高，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，这个差值叫做误差

6、。 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 差值的大小可以用来反映仪表本身的准确程度 。 一、仪表的误差 基本误差：仪表在正常工作条件下，由于仪 表本身的结构、制造工艺等方面的不完善而 产生的误差叫基本误差。基本误差是仪表本 身所固有的误差，一般无法消除。 附加误差：仪表因为偏离了规定的工作条件 而产生的误差叫附加误差。附加误差实际上 是一种因外界工作条件改变而造成的额外误 差，一般可以设法消除。 绝对误差 相对误差 引用误差 二、误差的表示方法 仪表的指示值Ax与被测量实际值A0之间 的差值，叫做绝对误差。 AxA0 在计算值时，通常可用标准表

7、的指示值作 为被测量的实际值。 将上式变形可得 A0AxAx+（）Ax +C 上式中的C称为仪表的校正值。 绝对误差 实际中在测量同一被测量时， 我们可以用绝对误差的绝对值来比 较不同仪表的准确程度，越小的仪 表越准确。 例 用一只标准电压表来校验甲、乙两只电压表，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：代入绝对误差的定义式得 甲表的绝对误差 1Ax1A0 220.52200.5V 乙表的绝对误差 2Ax2A0 2192201V 绝对误差与被测量实际值A0比值的百 分数，叫做相对误差，即 一般情况下实际值A0难以确定，而仪表

8、 的指示值AxA0，故可用以下公式计算 相对误差 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。 例 已知甲表测量200V电压时l+2V， 乙表测量10V电压时2+1V，试比较两 表的相对误差。 解：甲表相对误差为 乙表相对误差为 在测量不同大小的被测量时， 不能简单地用绝对误差来判断测 量结果的准确程度。只能用相对误 差来比较测量结果的准确程度。 绝对误差与仪表量程（最大读数）Am 比值的百分数，叫做引用误差m，即 工程中，一般采用引用误差来反映仪 表的准确程度。 引用误差 引用误差实际上就是仪表在最 大读数时

9、的相对误差，即满度相对 误差。因为绝对误差基本不变， 仪表量程Am也不变，故引用误差m 可以用来表示一只仪表的准确程度 。 国家标准中规定以最大引用误差来 表示仪表的准确度。 三、仪表的准确度 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，叫做仪表的准 确度（K）。即 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。 最大引用误差越小，仪表的基本误差越小， 准确度越高。 准确度 等级 0.10.20.51.01.52.55.0 基本误差 （%） 0.10.20.51.01.52.55.0 仪表的基本误差 若已知仪表量程，可求出不同准确 度等级仪表所允许

10、的最大绝对误差m， 即 例用准确度等级为5.0级、量程为500V的电压表，分别 测量50V和500V的电压。求其相对误差各为多少? 解：先求出该表的最大绝对误差 测量50V电流时产生的相对误差为 测量500V电流时产生的相对误差为 由以上计算结果可以看出: 一般情况下,测量结果的准确度并不等于 仪表的准确度，只有当被测量正好等于仪 表量程时，两者才会相等。 实际测量时，为保证测量结果的准确性， 不仅要考虑仪表的准确度，还要选择合适 的量程。 通常测量时要使仪表指针处在满刻度 的后三分之一段。 仪表指针的正确位置 思考与练习 仪表的误差分哪几类？外磁场变化引起 的误差叫什么误差？能否消除？ 误差

11、的表示方法有哪几种？各自适用于 哪些场合？ “仪表的准确度越高，测量准确度也越高 ”这话对吗？为什么？ 什么叫“合适的仪表量程”？ 返回章目录 测量误差及消除方法 第三节 根据产生测量误差的原因不同，测量误 差可分为： 系统误差 偶然误差 疏失误差 定义：指在相同条件下多次测量同 一量时，误差的大小和符号均保持 不变，而在条件改变时遵从一定规 律变化的误差。 一、系统误差 测量仪表的误差。包括基本误差和 附加误差。 测量方法的误差。 仪表受外磁场的影响。 仪表本身不完善和外界因素影响造 成的误差。 系统误差产生的原因 重新配置合适的仪表或对仪表进行校正 。 采用合理的测量方法。 采用正负误差补

12、偿法。 采用替代法。 引入校正值。 消除系统误差的方法 二、偶然误差 定义：偶然误差是一种大小和符号都 不固定的误差，又称为“随机误差”。 偶然误差产生的原因及消除方法 原因：偶然误差主要由外界环境的偶发 性变化引起。 消除方法：采用增加重复测量次数取算 术平均值的方法来消除偶然误差对测量 结果的影响。 定义：疏失误差是一种严重歪曲测量 结果的误差。 三、疏失误差 疏失误差产生的原因及消除方法 原因：主要由于操作者的粗心和疏忽造 成。另外也包括由于操作者素质太差， 不懂正确读数而造成的误差。 消除方法：对含有疏失误差的测量结果 应抛弃不用。消除疏失误差的根本方法 是加强操作者的工作责任心，倡导

13、认真 负责的工作态度，同时要提高操作者的 素质和技能水平。 以前学过的各种误差小结 基本误差 附加误差 绝对误差 误差的表示方法 相对误差 引用误差 系统误差 测量误差 偶然误差 疏失误差 仪表误差 思考与练习 什么叫测量误差？它分为哪几类？ 测量误差和仪表误差之间有什么关系？ “正负误差补偿法可以消除系统误差”， 这句话对吗？为什么？ 如何消除偶然误差？ 如何消除疏失误差？ 返回章目录 电工指示仪表的技术要求 第四节 电工指示仪表的技术要求 要有足够的准确度 要有合适的灵敏度 要有良好的读数装置 要有良好的阻尼装置 仪表本身消耗功率小 要有足够的绝缘强度 要有足够的过载能力 仪表的变差要小

14、一、要有足够的准确度 标准表或精密测量时可选用0.1级或 0.2级的仪表。 实验室一般选用0.5级或1.0级的仪表 。 一般的工程测量可选用1.5级以下的 仪表。 仪表的灵敏度 在电工指示仪表中，仪表可动部分偏转角 的变化量与被测量的变化量x之比值 叫做仪表的灵敏度。用S表示。即 灵敏度描述了仪表对被测量的反应能力， 即反映了仪表所能测量的最小被测量。 二、要有合适的灵敏度 在实际测量中，要根据被测量的要求选 择合适的灵敏度。 例如万用表的测量机构就要选用灵敏度 较高的仪表，而一般工程测量就不要选 用灵敏度较高的仪表，以降低成本。 三、要有良好的读数装置 良好的读数装置是指仪表的标度尺刻度 应

15、尽量均匀，以便于准确读数。对刻度 不均匀的标度尺，应标明读数的起点， 并用符号“ ”表示。 均匀刻度便于读数 不均匀刻度易出现 读数误差 四、要有良好的阻尼装置 良好的阻尼装置是指当仪表接入电路后 ，指针在平衡位置附近摆动的时间要尽 可能短，在仪表测量时指针能够均匀地 、平稳地指向平衡位置,以便迅速读数。 若阻尼装置失效，则仪表会出现指针在 平衡位置左右摆动，长时间不能停留在 平衡位置，从而延长读数的时间。 五、仪表本身消耗功率小 如果仪表本身消耗功率太大，轻者会改 变被测电路原有的工作状态，从而产生 较大的测量误差，重者可能造成仪表损 坏。 六、要有足够的绝缘强度 使用中严禁测量电路的电压超过仪表的 绝缘强度试验电压，否则将引起危害人 身和设备安全的事故。 七、要有足够的过载能力 在实际使用中，由于某些原因使仪表过 载的现象经常发生，因此要求仪表具有 足够的抗过载能力，以延长仪表的使用 寿命。否则仪表一旦过载，轻者指针被 打弯，重者可能损坏仪表。 八、仪表的变差要小 仪表在反复测量同一被测量时，由于摩 擦等原因造成的两次读数不同，它们的 差值称为“变差”。 一般要求仪表的“变差”不应超过其基本 误差的绝对值。 思考与练习 仪表的准确度越高越好吗？为什么？ 为什么仪表要有良好的读数装置？ 仪表不