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1、1.4 1.4 电工测量基本知识电工测量基本知识测量测量：是指人们用实验的方法，借助于一定的仪是指人们用实验的方法，借助于一定的仪器或设备，将被测量与同性质的单位标准量进行器或设备，将被测量与同性质的单位标准量进行比较，并确定被测量对标准量的倍数，从而获得比较，并确定被测量对标准量的倍数，从而获得被测量的定量信息。被测量的定量信息。测量结果：测量结果：数值大小数值大小(包括符号）和包括符号）和测量单位测量单位测量测量过程过程包括包括：比较、示差、平衡和读数：比较、示差、平衡和读数电工测量电工测量：借助于测量设备，将被测量的电量与电工测量：借助于测量设备，将被测量的电量与电工测量：借助于测量设备
2、，将被测量的电量与电工测量：借助于测量设备，将被测量的电量与作为测量单位的同类标准进行比较，从而确定作为测量单位的同类标准进行比较，从而确定作为测量单位的同类标准进行比较，从而确定作为测量单位的同类标准进行比较，从而确定被测电量的过程。被测电量的过程。被测电量的过程。被测电量的过程。电工测量关键：电工测量关键：电工测量关键：电工测量关键：测量方法的选择；测量方法的选择；测量方法的选择；测量方法的选择；数据的分析和处理；数据的分析和处理；数据的分析和处理；数据的分析和处理；测量设备的选用。测量设备的选用。测量设备的选用。测量设备的选用。n n一一一一种种种种是是是是直直直直接接接接测测测测量量量
3、量法法法法，即即即即用用用用电电电电工工工工仪仪仪仪表表表表直直直直接接接接测测测测出出出出被被被被测测测测量量量量的大小，所用的仪表称为直读式仪表；的大小，所用的仪表称为直读式仪表；的大小，所用的仪表称为直读式仪表；的大小，所用的仪表称为直读式仪表；n n另另另另一一一一种种种种是是是是比比比比较较较较测测测测量量量量法法法法，即即即即把把把把被被被被测测测测量量量量与与与与“ “较较较较量量量量仪仪仪仪器器器器” ”中中中中的已知标准量进行比较而确定未知量的大小。的已知标准量进行比较而确定未知量的大小。的已知标准量进行比较而确定未知量的大小。的已知标准量进行比较而确定未知量的大小。n n还
4、还还还有有有有一一一一种种种种是是是是间间间间接接接接测测测测量量量量法法法法，即即即即根根根根据据据据被被被被测测测测量量量量和和和和其其其其它它它它量量量量的的的的函函函函数数数数关关关关系系系系，先先先先测测测测得得得得其其其其它它它它量量量量，然然然然后后后后按按按按函函函函数数数数式式式式把把把把被被被被测测测测量量量量计算出来的一种方法叫间接测量法。计算出来的一种方法叫间接测量法。计算出来的一种方法叫间接测量法。计算出来的一种方法叫间接测量法。1 1、电工测量方法、电工测量方法n n测量误差的基本概念测量误差的基本概念 2 2、测量误差及分类、测量误差及分类 v三角形内角之和等于三
5、角形内角之和等于180度度 v水的沸点为水的沸点为100 指示值指示值: :由测量器具指示的被测量值称为测量器具的指示值由测量器具指示的被测量值称为测量器具的指示值 约定真值约定真值: :由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准（或基准），以法令的形式指定其所体现的量值作为计（或基准），以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的约定值量单位的约定值客观真值客观真值: :被测量本身所具有的真正值称之为真值被测量本身所具有的真正值称之为真值误差公理误差公理: :一切测量都具有误差，误差自始至终存在一切测量都具有误差，误差自始至终存在于所有科学实验之中于所有科学
6、实验之中标称值标称值: :计量或测量器具上标注的量值。计量或测量器具上标注的量值。测量误差的来源测量误差的来源测量误差：测量值与真值之间的差值测量误差：测量值与真值之间的差值测量误差的来源：测量误差的来源：v工具误差工具误差v环境误差环境误差v方法误差方法误差v人员误差人员误差测量误差的表示：绝对误差绝对误差相对误差相对误差引用误差引用误差绝对误差：被测量的示值与其真值之差。绝对误差：被测量的示值与其真值之差。修正值修正值C C：与绝对误差大小相等，方向相反的量：与绝对误差大小相等，方向相反的量： C= C=- -A A 被测量可表示为：被测量可表示为： 绝对误差愈小，说明指示值越接近真值，测
7、量越准确。绝对误差愈小，说明指示值越接近真值，测量越准确。例1：某电流表的量程为1mA。通过检定知其修正值为-0.02mA。用该电流表测量某一电流，示值为0.78mA，问被测电流的实际值和测量中存在的绝对误差各位多少？例2： 假设你分别在三家商店购买假设你分别在三家商店购买假设你分别在三家商店购买假设你分别在三家商店购买100kg100kg大米、大米、大米、大米、10kg10kg苹果、苹果、苹果、苹果、1kg1kg巧克力，发现均缺少约巧克力，发现均缺少约巧克力，发现均缺少约巧克力，发现均缺少约0.5kg0.5kg，你对哪个商店意见最大，为什么？，你对哪个商店意见最大，为什么？，你对哪个商店意见
8、最大，为什么？，你对哪个商店意见最大，为什么？ 相对误差：相对误差：绝对误差绝对误差绝对误差绝对误差与被测量的与被测量的与被测量的与被测量的真值真值真值真值的比值的比值的比值的比值 引用误差引用误差: :绝对误差与仪表量程的比值绝对误差与仪表量程的比值 则仪表的精度等级为则仪表的精度等级为1.01.0级级 电测量仪表的精度等级有：电测量仪表的精度等级有：0.10.1级、级、0.20.2级、级、0.50.5级、级、1.01.0级、级、1.51.5级、级、2.52.5级、级、5.05.0级级 仪表的精度等级仪表的精度等级S S仪表使用时所产生的最大可能误差：仪表使用时所产生的最大可能误差： 某指针
9、式电压表的精度为某指针式电压表的精度为2.52.5级，用它来测量电压时级，用它来测量电压时可能产生的最大引用误差为可能产生的最大引用误差为2.5%2.5%。例例3 3：某指针式万某指针式万用表的面板如图所用表的面板如图所示，问：用它来测示，问：用它来测量量直流直流、交流交流（）电压时，可电压时，可能产生的最大引用能产生的最大引用误差分别为多少？误差分别为多少？例4：某1.5级电压表，量程为300V，当测量值别为60V、150V、200V时，试求这些测量值的最大绝对误差和示值相对误差。例例例例5 5 5 5：用指针式万用用指针式万用用指针式万用用指针式万用表的表的表的表的10V10V量程测量一量
10、程测量一量程测量一量程测量一只只只只1.5V1.5V干电池的电压，干电池的电压，干电池的电压，干电池的电压，示值如图所示，问：示值如图所示，问：示值如图所示，问：示值如图所示，问：选择该量程合理吗？选择该量程合理吗？选择该量程合理吗？选择该量程合理吗？此时的绝对误差和示此时的绝对误差和示此时的绝对误差和示此时的绝对误差和示值相对误差分别为多值相对误差分别为多值相对误差分别为多值相对误差分别为多少？少？少？少？例例6：用：用2.5V量程测量程测量同一只量同一只1.5V干电干电池的电压，绝对误池的电压，绝对误差、示值相对误差差、示值相对误差分别为多少？与例分别为多少？与例5比较，用哪个量程比较，用
11、哪个量程测量该电池更好一测量该电池更好一些？些？测量误差的分类：测量误差的分类：随机误差、粗大误差和系统误差随机误差、粗大误差和系统误差l随机误差随机误差 ： 又称偶然误差，在相同条件下，多次测量同一量时，其误差的大小和符号以不可预见的方式变化l粗大误差粗大误差： 粗大误差是指在一定条件下测量结果显著地偏离其实际值所对应的误差l系统误差系统误差： 在相同条件下，多次重复测量同一量时，误差保持为常数或按一定规律变化例例7：用万用表测：用万用表测量一只干电池的量一只干电池的电压如图所示，电压如图所示，则绝对误差、示则绝对误差、示值相对误差分别值相对误差分别为多少？为多少？随机误差随机误差 它它反反
12、映映了了测测量量值值离离散散性性的的大大小小。随随机机误误差差是是测测量量过过程程中中许许多多独独立立的的、微微小小的的、偶偶然然的的因因素素引引起起的的综综合合结结果。果。 存在随机误差的测量结果中，虽然单个测量值误存在随机误差的测量结果中，虽然单个测量值误差的出现是随机的，既不能用实验的方法消除，也不差的出现是随机的，既不能用实验的方法消除，也不能修正，但是就误差的能修正，但是就误差的整体整体而言，多数随机误差都服而言，多数随机误差都服从从正态分布正态分布规律规律。随机误差的正态分布规律随机误差的正态分布规律长度相对测量值长度相对测量值次次数数统统计计粗大误差粗大误差 产生原因：产生原因：
13、测量人员的粗心大意及电子测量测量人员的粗心大意及电子测量仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如测仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如测错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的误差。成的误差。处理：处理：就数值大小而言，粗大误差明显超过就数值大小而言，粗大误差明显超过正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应予以予以剔除剔除。 系统误差：系统误差： 系统误差反映了测量值偏离真值的程度。系统误差反映了测量值偏离真值的程度。凡误差的凡误差的数值固定数值固定或或按一定规律变化按一定规律变化者，均属者，均属于系统误差。于系统误差。
14、系统误差是有规律性的，因此可以通过实系统误差是有规律性的，因此可以通过实验的方法或引入修正值的方法计算修正，也可验的方法或引入修正值的方法计算修正，也可以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。以重新调整测量仪表的有关部件予以消除。 系统误差的消除和减小系统误差的消除和减小（1 1）从产生系统误差的来源上考虑）从产生系统误差的来源上考虑）从产生系统误差的来源上考虑）从产生系统误差的来源上考虑 （2 2）利用特殊的测量方法消除系统误差）利用特殊的测量方法消除系统误差）利用特殊的测量方法消除系统误差）利用特殊的测量方法消除系统误差交换法；代替法；对称测量法；补偿法交换法；代替法；对称测量法；补偿法交换法；代替法；对称测量法；补偿法交换法；代替法；对称测量法；补偿法作业P333P333：2 2、9 9、1212、1313
