电工测量(第一章)

电工测量 主编王剑平 主讲邢景富 总学时 46 其中 理论 26 实验 20 另外实训一周 课程性质 考查课 第1章测量的基本知识 1 1测量 一 电工测量的意义 在电能的生产 传输 变配以及使用过程中 必须通过各种电工仪表对电能的质量及负载运行情况进行测量 并对测量结果进行分析 以保证供电及用电设备和线路可靠 安全 经济地运行 电工测量广泛应用于工农业生产 国防建设和科学研究等各个领域 二 测量的定义 测量是将未知的被测量和已知的标准单位进行比较 从而得到被测量为某一数值的过程 比较的结果一般包括两部分 一部分是数字值 另一部分是单位名称 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 高压变电站内部 工厂的低压配电房 配电柜上的电工仪表 常见的电工仪表 仪表生产车间 电工仪表的发展概况 19世纪20年代 相继制造出检流计 惠斯登电桥等电工指示仪表 1895年设计制造出世界上第一台感应系电能表 1952年制造出世界上第一台电子管数字式电压表 60年代生产出晶体管数字式电压表 70年代研制出集成电路的数字式电压表 目前 电工测量技术正向自动化 智能化的方向发展 三 分类 一 按测量方式分类 1 直接测量2 间接测量3 组合测量 二 按测量方法分类 1 直读法2 比较法根据比较方式的不同 比较法可分三类 1 零值法 2 差值法 3 替代法 1 2测量误差的分析 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 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 测量误差的分类 测量误差按性质和特点可分为三类 一 系统误差 在相同的测试条件下 多次测量同一被测量时 大小和符号都保持恒定或按一定规律变化的误差 系统误差产生的原因有 1 工具误差 2 方法误差 3 影响误差 4 人员误差 二 随机误差 偶然误差 在相同条件下 对同一被测量多次测量时 误差值的大小和符号均发生变化 时大时小 没有任何确定的规律 三 粗大误差 疏忽误差 是指在规定条件下 测量结果显著地偏离实际值时所对应的误差 消除系统误差的方法 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 采用正负误差补偿法 采用替代法 引入校正值 偶然误差消除方法 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 疏失误差消除方法 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 二 误差的表示方法 一 绝对误差 被测量的测量值 仪表的读数 与被测量的真实值之差 即 注意 在一般的测量中用标准表的读数代替真实值 例1 1某电路的电流为10A 用甲电流表测量时的读数为9 8A 用乙电流表测量时的读数为10 3A 试求两次测量的绝对误差 并由此判断哪只表更准确 二 相对误差 表达式为 或 注意 在实际测量中都用相对误差来评价测量结果的准确性 例1 2用甲表测量10V电压时 绝对误差为0 5V 用乙表测量100V电压时 绝对误差为1V 试求它们的相对误差 并比较哪一只电压表测量准确度高 三 引用误差 一般用来表示仪表的准确性 表达式为 式中 表示仪表的测量上限 即仪表的满刻度值 三 仪表的准确度 指示仪表的准确度 是用仪表的最大引用误差来表示的 因此 工程上规定以最大引用误差来表示仪表的准确度 准确度用百分数来表示的表达式 式中 K 仪表的准确度 仪表绝对误差的最大值 仪表的测量上限 引用误差的最大值 显然 准确度表明了仪表基本误差最大允许范围 国家标准GB776 76中规定各个准确度等级的仪表 在规定的使用条件下测量时 其基本误差不应超过表1 1中的规定值 例1 3准确度为0 5级 量限为5A的电流表 在规定的条件下测量某一电流 读数为1 0A 求测量结果的准确度 例1 4用例1 3电表测量另一电流 读数为5A 求测量结果的准确度 1 3测量数据的处理 测量的任务是获取被测量的数据 如何从所得到的原始数据中求出被测量的最佳估计值 并计算其精度 这就是测量数据的处理 被测量结果的表示方法 数字 图表 公式 一 有效数字的处理 1 有效数字 7 71V7 72V7 73V 确切数字 存疑数字 有效数字 二 测量结果的表示 测量结果的数字表示方法有 测量值加不准确度法 有效数字法 有效数字和安全数字法三种 三 测量数据的处理 第一章习题及思考题1 1什么是测量 测量仪表有哪些种类 1 2测量误差分哪几类 各是怎样产生的 1 3误差的表达方式有哪几种 各表示什么含义 1 4有两只直流电压表 甲表为2 5级 0 75V 乙表为1 0级 0 250V 现要测量50V的电压 为了减小测量误差 选用哪只表好 为什么 1 5用0 5级 上量限为250V的电压表测220V和110V电压 试计算其最大相对误差 本题对选择仪表量限有何启发 1 6欲测量