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1、电 学 计 量一、基本知识一、基本知识 P11、特点、特点 电学计量技术具有测量灵敏度、准确度高，易电学计量技术具有测量灵敏度、准确度高，易于实现直接、连续和远距离测量等特点，而且电信于实现直接、连续和远距离测量等特点，而且电信号特别便于传播、转换、分配和控制，若与测量传号特别便于传播、转换、分配和控制，若与测量传感器相配合，可将位移、速度、加速度、重量、压感器相配合，可将位移、速度、加速度、重量、压力、温度、湿度、声、光、力、温度、湿度、声、光、X射线、气体等转换为射线、气体等转换为电压、电流、频率和脉冲等各种模拟或数字信号进电压、电流、频率和脉冲等各种模拟或数字信号进行处理。这使得几何量、
2、力学、温度、声学、光学、行处理。这使得几何量、力学、温度、声学、光学、电力辐射等各类计量领域，越来越多的依靠电学计电力辐射等各类计量领域，越来越多的依靠电学计量的特点，将各种非电量转换为电信号进行测量。量的特点，将各种非电量转换为电信号进行测量。2、电学单位的复现、电学单位的复现 P8（1）电流）电流目前采用的方法有电流天目前采用的方法有电流天平法、电动力计法和核磁共振法。电流单平法、电动力计法和核磁共振法。电流单位复现的三种方法都将使用线圈和天平，位复现的三种方法都将使用线圈和天平，绝对测量的不确定度约为绝对测量的不确定度约为10-6 数量级。数量级。（2）电压）电压电压的绝对测量，一般采电
3、压的绝对测量，一般采用测量静电引力的方法来实现。常用方法用测量静电引力的方法来实现。常用方法有电压天平法和液体静电计法。有电压天平法和液体静电计法。（3）电阻）电阻电阻的绝对测量，采用计算电阻的绝对测量，采用计算电容法和计算电感法。电容法和计算电感法。P10（4）电容和电感）电容和电感电感单位的复现采用电感单位的复现采用计算电感法和计算电容法。计算电感法和计算电容法。3、电学单位的保存、电学单位的保存电压单位的实物基准主要是惠斯顿饱和标电压单位的实物基准主要是惠斯顿饱和标准电池，这是一种化学原电池。准电池，这是一种化学原电池。P114、常用误差理论在电学计量中的应用、常用误差理论在电学计量中的
4、应用（1）绝对误差、相对误差、引用误差、）绝对误差、相对误差、引用误差、修正值修正值（2）相关结论）相关结论 当仪表的等级指数选定后，被测量的当仪表的等级指数选定后，被测量的值愈接近仪表的测量上限，测量的准确度值愈接近仪表的测量上限，测量的准确度就愈高。就愈高。如何选择测量仪表如何选择测量仪表 实际测量中，应根据被测量的大小，同实际测量中，应根据被测量的大小，同时考虑仪表的准确度等级和测量范围，合时考虑仪表的准确度等级和测量范围，合理地选择仪表。为了尽可能的保证仪表测理地选择仪表。为了尽可能的保证仪表测量的准确度，应使被测量大于仪表测量上量的准确度，应使被测量大于仪表测量上限的三分之二。限的三
5、分之二。在用模拟指示仪表作为标准表检定仪在用模拟指示仪表作为标准表检定仪表时，标准表的测量测量上限和被检表的表时，标准表的测量测量上限和被检表的测量上限应尽可能相等。测量上限应尽可能相等。在使用模拟指示的万用表测量电阻时，在使用模拟指示的万用表测量电阻时，被测电阻值尽量等于所选量限的中心电阻被测电阻值尽量等于所选量限的中心电阻值。值。舍入误差舍入误差舍入误差应小于检定装置舍入误差应小于检定装置误差的误差的1/3，而检定装置误差要小于被检器，而检定装置误差要小于被检器具允许误差的具允许误差的1/3，故舍入误差应小于被检，故舍入误差应小于被检器具允许误差的器具允许误差的1/10。5、减小和消除系统
6、误差的测量技术、减小和消除系统误差的测量技术 P2729 （1）差值法）差值法（2）等值替代法）等值替代法（3）微差替代法）微差替代法（4）换位抵消法）换位抵消法 （5）正负误差抵消法）正负误差抵消法（6）等时距对称观测法）等时距对称观测法二、电学计量标准量具二、电学计量标准量具 P48一）标准电池一）标准电池1、标准电池是一种可逆原电池，正极是汞、标准电池是一种可逆原电池，正极是汞（液态），上面覆盖有硫酸亚汞固体作为（液态），上面覆盖有硫酸亚汞固体作为去极化剂；负极是含镉量去极化剂；负极是含镉量10%的镉汞齐的镉汞齐（固、液两相共存），电解液为硫酸镉饱（固、液两相共存），电解液为硫酸镉饱和溶
7、液。和溶液。2、标准电池的主要技术特性、标准电池的主要技术特性 P52（1）温度特性）温度特性（2）滞后效应）滞后效应 当温度突然变化时，其电动势来不及随当温度突然变化时，其电动势来不及随温度变化而变化，常偏离于新的温度下的温度变化而变化，常偏离于新的温度下的正常值一段时间称为标准电池的滞后效应。正常值一段时间称为标准电池的滞后效应。（3）标准电池的极化）标准电池的极化（4）光敏特性）光敏特性 标准电池内的去极化剂硫酸亚汞是一种标准电池内的去极化剂硫酸亚汞是一种光敏物质，在较强的光照下就会变质从而光敏物质，在较强的光照下就会变质从而失去极化作用。对于硫酸亚汞已经变质的失去极化作用。对于硫酸亚汞
8、已经变质的电池，可能仍具有正常的电动势，但致使电池，可能仍具有正常的电动势，但致使滞后现象严重，使标准电池电动势值的稳滞后现象严重，使标准电池电动势值的稳定性恶化。标准电池在制造时，把玻璃管定性恶化。标准电池在制造时，把玻璃管放置于黑色绝缘外壳中，使它受不到光，放置于黑色绝缘外壳中，使它受不到光，消除了光照的影响。消除了光照的影响。二）标准电阻器二）标准电阻器 P571、对直流标准电阻器的主要要求是：电阻、对直流标准电阻器的主要要求是：电阻值随时间的变化量要尽可能小；温度系数值随时间的变化量要尽可能小；温度系数要极小；实际值和名义值之间的偏差要小；要极小；实际值和名义值之间的偏差要小；对铜的热
9、电势要小；时间常数小；负载效对铜的热电势要小；时间常数小；负载效应、残余电感、分布电容要小；结构简单、应、残余电感、分布电容要小；结构简单、便于使用。便于使用。2、直流标准电阻器按结构分类有：（、直流标准电阻器按结构分类有：（1）密封式标准电阻器；（密封式标准电阻器；（2）非密封式标准电）非密封式标准电阻器阻器3、两端钮式标准电阻器、两端钮式标准电阻器 P57 在电测量技术中导线的电阻对不同的电在电测量技术中导线的电阻对不同的电阻值的影响也是不同的，对于低值电阻，阻值的影响也是不同的，对于低值电阻，导线电阻和接触电阻的影响显著；对于高导线电阻和接触电阻的影响显著；对于高值电阻，绝缘电阻的影响显
10、著；对于中值值电阻，绝缘电阻的影响显著；对于中值电阻，导线电阻、接触电阻、绝缘电阻均电阻，导线电阻、接触电阻、绝缘电阻均有影响。因此，作为标准电阻器一般不采有影响。因此，作为标准电阻器一般不采用两端钮式的。用两端钮式的。4、直流电阻箱、直流电阻箱 P64（1）开关式电阻箱的原理是通过改变电刷）开关式电阻箱的原理是通过改变电刷的位置来实现电阻值的调节。的位置来实现电阻值的调节。（2）电阻箱的使用）电阻箱的使用 P66 电阻箱应在规定的技术条件下使用电阻箱应在规定的技术条件下使用 应确保电阻箱的开关、端钮、插孔处于应确保电阻箱的开关、端钮、插孔处于正常工作状态，确保接触良好。正常工作状态，确保接触
11、良好。电阻箱在使用时，不得超过标称功率。电阻箱在使用时，不得超过标称功率。5、交流标准电阻器、交流标准电阻器 要得到较小的时间常数，一般有三种方要得到较小的时间常数，一般有三种方法：法：（1）使寄生电容及串联电感均减小到可）使寄生电容及串联电感均减小到可忽略的程度；忽略的程度；（2）使电感与电容的影响相互补偿；）使电感与电容的影响相互补偿；（3）用简单且形状规则的结构，使寄生）用简单且形状规则的结构，使寄生参数可以由几何尺寸计算得到。参数可以由几何尺寸计算得到。三）标准电容器三）标准电容器 P681、对其性能的特殊要求：、对其性能的特殊要求：（1）准确度应达到规定的准确度等级；）准确度应达到规
12、定的准确度等级；（2）介质损耗）介质损耗tan尽量小；尽量小；（3）尽可能高的绝缘电阻；）尽可能高的绝缘电阻；（4）结构要紧凑；）结构要紧凑；（5）电容器的电容值要稳定，即受各种影）电容器的电容值要稳定，即受各种影响因素如温度、湿度、频率和电压、辐射响因素如温度、湿度、频率和电压、辐射等的影响要小。等的影响要小。2、标准电容器按结构形式分为：平板形标、标准电容器按结构形式分为：平板形标准电容器、同轴形标准电容器、实体电容器准电容器、同轴形标准电容器、实体电容器和变压器等效电容。和变压器等效电容。3、石英电容器、石英电容器 目前，标准电容器的稳定度以熔融石英电目前，标准电容器的稳定度以熔融石英电
13、容器为最好，保存条件良好时，可以达到容器为最好，保存条件良好时，可以达到10-7/年量级。年量级。4、标准电容器的主要技术特性、标准电容器的主要技术特性 P7477（1）稳定性）稳定性（2）损耗因数）损耗因数D（3）标准电容器的绝缘性能）标准电容器的绝缘性能（4）标准电容器的容量温度特性）标准电容器的容量温度特性（5）标准电容器的电压特性）标准电容器的电压特性（6）标准电容器的频率特性）标准电容器的频率特性四）标准电感器四）标准电感器 801、标准电感器的主要要求是：、标准电感器的主要要求是：电感值随时间的变化要极其微小，稳电感值随时间的变化要极其微小，稳定性好；电感线圈的电阻值要尽量小，以定
14、性好；电感线圈的电阻值要尽量小，以提高其品质因数提高其品质因数Q；电感线圈的分布电容；电感线圈的分布电容要小；电感值受温度、湿度、频率和外磁要小；电感值受温度、湿度、频率和外磁场的影响要小；电感线圈及骨架中不应有场的影响要小；电感线圈及骨架中不应有铁磁物质；骨架中的涡流损耗要小。铁磁物质；骨架中的涡流损耗要小。2、标准电感器按结构分为：、标准电感器按结构分为：P81（1）同轴圆环形标准电感器；）同轴圆环形标准电感器；（2）纺车形标准电感器；）纺车形标准电感器；（3）环形标准电感器；）环形标准电感器；（4）组合式大电感标准器）组合式大电感标准器3、标准电感器的主要技术特性、标准电感器的主要技术特
15、性 P8283 （1）稳定性）稳定性 （2）品质因数）品质因数Q （3）温度特性）温度特性 （4）湿度影响）湿度影响 （5）频率特性）频率特性4、标准互感器、标准互感器 P85 互感线圈实质是两只紧密耦合的自感互感线圈实质是两只紧密耦合的自感线圈。互感线圈通常采用两种结构：一线圈。互感线圈通常采用两种结构：一种是双线并绕，另一种是原边和副边是种是双线并绕，另一种是原边和副边是各自独立的绕组，然后再将其同轴地方各自独立的绕组，然后再将其同轴地方在一起。在一起。四）标准电池的检定四）标准电池的检定 P125 标准电池的检定周期为一年，检定项标准电池的检定周期为一年，检定项目有外观检查，目有外观检查
16、，+20下电动势值的检定、下电动势值的检定、标准电池的电动势值的稳定度（年变化量）标准电池的电动势值的稳定度（年变化量）、标准电池的内阻等。、标准电池的内阻等。为了减少被检电池的放电次数，除首为了减少被检电池的放电次数，除首次检定必须测量内阻外，每两年测一次内次检定必须测量内阻外，每两年测一次内阻。阻。五）直流电阻器的检定五）直流电阻器的检定 P 1411、电阻基准器、标准器检定时的温度要、电阻基准器、标准器检定时的温度要求：求：P142 表表5-1 2、绝缘检测、绝缘检测（1）测量绝缘电阻应以电阻器的电路为）测量绝缘电阻应以电阻器的电路为一端，与电路无电气连接的外部金属点一端，与电路无电气连接的外部金属点（外壳）为一端。（外壳）为一端。（2）绝缘强度试验）绝缘强度试验 P143 绝缘强度的试验方法是使耐压测试仪绝缘强度的试验方法是使耐压测试仪在空载下，输出置于待试电压在空载下，输出置于待试电压Ut的的50%，然后接上被试电阻器，这时其输出电压不然后接上被试电阻器，这时其输出电压不应低于应低于Ut的的45%。进行绝缘强度试验的耐压测试仪的基进行绝缘强度试验的耐压测试仪的基本误差不应大于
