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1、第1章 电工测量基础 (34学时),第二节 电工指示仪表的误差及准确度,一、仪表的误差及分类,二、误差的表示方法,三、仪表的准确度,在电工测量中,无论哪种电工仪表,也不论其准确度多高,它的指示值与被测量的实际值之间总会存在一定的差值,这个差值叫做仪表的误差,即任何仪表都存在或多或少的误差。而通常准确度表示仪表的指示值与实际值的接近程度。可见,仪表的准确度越高,误差越小。,一、仪表的误差及分类,仪表的误差,基本误差是指仪表在正常工作条件下,由于仪表本身的结构设计不合理、制造工艺不够完善等原因而造成的误差。基本误差是仪表本身所固有的误差,一般无法消除。,附加误差实际上是一种因仪表外界工作条件改变而
2、造成的误差。附加误差一般可以设法消除。,二、误差的表示方法,绝对误差,相对误差,引用误差,绝对误差,仪表的指示值Ax与被测量实际值Ao之间的差值,叫做绝对误差。 =AXAo 在计算值时,通常可用标准表的指示值作为被测量的实际值。 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,其值越小的仪表越准确。,例11 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10V。甲、乙两表的读数分别为10.5V和9.8V,求甲、乙两表的绝对误差各为多少?哪只表测量更准确? 解 代入绝对误差的定义式得 甲表的绝对误差 AX1Ao =10.510+0.5V 乙表的绝对误差
3、AX2Ao =9.8100.2V 计算结果表明,绝对误差有正负之分。正误差说明仪表指示值比实际值大,负误差说明指示值比实际值小。另外,乙表的指示值偏离实际值较小,只有0.2V;而甲表偏离实际值较大,有0.5V。显然,乙表的指示值比甲表更准确。,由 AXA0可得 A0AXAX()AX C 上式中的C称为仪表的校正值。实际测量中,只要知道仪表的校正值C,就可以对仪表的指示值进行校正,从而得到被测量的实际值Ao。,仪表的校正值,相对误差,绝对误差与被测量实际值Ao比值的百分数,叫做相对误差,即 一般情况下实际值Ao难以确定,而仪表的指示值AXA0,故可用以下公式计算 由于相对误差是一个比值,因此相对
4、误差没有单位。,当被测量不是同一个值时,就不能用绝对误差来表示测量的准确度,只能用相对误差来比较测量结果的准确度。 实际测量中,通常采用相对误差来比较测量结果的准确程度。,例12 已知甲表测量200V电压时l+2V,乙表测量10V电压时2+0.5V,试比较两表的相对误差,并比较哪一只电压表的测量准确度高些? 解 甲表相对误差为 乙表相对误差为,由上述结果可以看出,虽然甲表的绝对误差l比乙表绝对误差2的大,但从绝对误差对测量结果的影响来看,甲电压表的相对误差却比乙表的小得多,说明甲表比乙表的测量准确度高。由于相对误差定量揭示了仪表基本误差对测量结果的影响程度,因此,工程上通常采用相对误差来比较测
5、量结果的准确程度。,引用误差,相对误差可以表示测量结果的准确程度,但却不能说明仪表本身的准确程度。,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,引用误差实际上就是仪表在最大读数时的相对误差,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,因此引用误差也基本上是一个常数,故引用误差m可以用来表示一只仪表的准确程度。,工程中一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。,三、仪表的准确度,电工指示仪表在测量值不同时,考虑到仪表各刻度位置上的绝对误差会多少有些变化,因而造成引用误差也随之有微小变化。所以,国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。,仪表的最大绝对误差m
6、与仪表量程Am比值的百分数,叫做仪表的准确度(K)。即 式中,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。通常情况下,每只出厂的仪表都标明了准确度等级和量程,因此可求得其绝对误差 ,即,表l3 仪表的基本误差,例13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 V 测量50V电压时产生的相对误差为 测量500V电压时产生的相对误差为,由以上计算结果可以看出,在一般情况下,测量结果的准确度(即最大相对误差)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。在例13中
7、,当被测量远小于仪表量程时,测量结果的误差高达50。显然,即使同一只仪表,由于被测量不同,其测量结果的误差也不会相同。因此,绝不能把仪表的准确度与测量结果的准确度混为一谈。,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。,小 结,按产生误差的原因不同,仪表的误差可分基本误差和附加误差。基本误差是指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。附加误差是指仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的误差。 误差通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。实际中在测量同一被测量时,可以用绝对误差的绝对值来比较不同仪表的准确程度。实际测量中,通常采用相对误差来比较测量结果的准确程度。工程中一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。 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,通常测量时要使电工指示仪表指针处在满刻度的后三分之一段。,思考与练习,1.仪表误差分哪几类?产生的原因各是什么?是否都能消除? 2.误差的表示方法有哪几种?各适用于什么场合? 3为什么不能说仪表的准确度越高,测量结果一定越准确?为保证测量结果的准确度,测量中应注意哪些问题?,