1电工测量与指示仪表的基本知识

基础知识基础知识1-1-3电工测量与指示仪表的根底学问电工试验中常常需要用到各种指示仪表对电压、电流、功率等物理量进展测量，本章主要介绍常用电工测量及其指示仪表的一些根本学问。电工测量一．电工测量电工测量，是利用电工仪表，获得被测电量〔电压、电流、功率等〕或磁量〔磁感应强度、磁通等〕数值的过程。电工测量主要分两类：直接测量：从一次测量的试验数据中直接获得数据的测量方法；间接测量：先测量与被测物理量有函数关系的中间物理量、再利用中间物理量的数值去计算被测物理量的测量方法。二．测量误差电工测量无论承受怎样的仪器仪表和测量方法，都会有测量误差，它是测量结果与被测物理量实际值〔真值〕之间的差异。系统误差系统误差是测量结果有肯定规律地向某一方向偏离，如相对于真实值偏大或偏小：仪表误差：仪表在规定的正常工作条件下进展测量时所具有的误差，仪表的正常工作条件是指：A．指针该调零时应调到零位；B．按规定位置放置；C．在规定的温度、湿度下工作；D．除地磁场外没有超过规定强度的外来磁场；E．沟通仪表的被测电流规定为肯定频率范围内的正弦波形。方法误差〔理论误差〕：是由于测量方法本身的合理性、严密性所引起的差异；偶然误差偶然误差是由于环境干扰等某种偶然因素，使得测量结果在一样测量条件下无规律地消灭偏差。三．仪表误差仪表误差的分类〔依据仪表误差的产生缘由〕根本误差：；它主要是由仪表的构造性能和制作性能不完善引起的准确程度差异，这是仪表本身固有的，即使再周密的仪表也会有。附加误差：仪表不在规定的正常工作条件下进展测量而引起的误差。仪表误差的表示形式〔1〕确定误差：△＝测量值AX－被测量对象实际值AO〔2〕相对误差：γ＝〔/AO〕×100%≈〔/AX〕×100%X 〔因AO较难确定，故工程上常用A代替AX 〔3〕引用误差：γn＝〔△/A〕×100%〔A：仪表的最大测量范围——量程〕m m仪表的准确度等级准确度等级K反映的是仪表的根本误差，其实质是最大引用误差〔γn〕m：m m ±K%=〔γn〕m＝〔m m

/A〕×100%〔△ ：仪表在整个测量范围内最大确定误差〕m由此可得：最大相对误差γm＝〔±K%Am

/A〕×100%X国家规定的仪表准确度等级有7级〔1-1所示〕，准确度等级数值越大，仪表相应的准确程度就越低、精度就越差。X1-1仪表的准确度等级与根本误差准确度等级K0.10.20.51.01.52.55.0根本误差〔%〕±0.1±0.3±0.5±1.0±1.5±2.5±5.0留意：仪表的准确度不完全等同于仪表指示值的准确程度〔当被测量值等于满刻度值时，两者一样；当被测量值越小于满刻度值，仪表指示值的准确程度越低，所以测量时要兼顾准确度等级与量程，仪表指示值应尽量大于量程的一半〕[思考题]在规定的正常工作条件下进展测量，用量程20mA15mA的电流，其指示值为15.3mA，求：〔1〕测量确实定误差、相对误差；〔2〕假设该确定误差就是最大确定误差，无视仪表内阻，该电流表的准确度等级？在规定的正常工作条件下进展测量，分别用0.5300V量程、1.075V量程的电压表50V的电压，计算并比较其最大相对误差，得出相应的结论。指示仪表一．指示仪表的分类电工测量的指示仪表有多种分类方式，主要类别如下：按仪表的电路形式：模拟式〔机械式〕电工测量指示仪表：这类仪表将被测模拟物理量变换为机械位移〔如指针或光标的角位移等〕，再通过指示器指示出被测物理量的值；数字式电工测量指示仪表：这类仪表将被测模拟物理量通过模-数转换器变换为数字量，再通过数码显示被测物理量的值。按仪表测量的物理量：电流表、电压表、功率表、电度表、兆欧表、转速表等。按仪表的工作原理：磁电系、电磁系、电动系等。按仪表测量的电流：直流表、沟通表、交直流两用表等。按仪表的准确度等级：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七级。按仪表使用的环境温度和湿度：A、B、C三组。按仪表防范外磁场干扰力量：I、II、III、IV级。基础知识二．指示仪表的型号指示仪表的型号一般标注在仪表外表或刻度盘上，通常由外形尺寸代号、系列代号、用途代号、设计序号等组成。常用的用途代号：A—电流表，V—电压表，W—功率表；常用的系列代号：C—磁电系，T—电磁系，D—电动系。三．传统指示仪表的外表标记在电工测量中，应按指示仪表的外表标记正确选用仪表，并符合仪表的正常工作条件。1-2-1传统指示仪表的外表标记1-4基础知识四．指示仪表的根本原理磁电系仪表1-2-1所示，在固定123间的气隙中，46偏转的角度α与电流I成正比：α＝KI〔K-比例系数〕，可见仪表的偏转角度与被测量成线性关系，故刻度盘上的刻度是均匀的。 图1-2-1磁电系仪表测量机构磁电系仪表的优点是准确度和灵敏度高、功耗 1-永磁铁2-极掌3-铁心小、防外磁场力量强，缺点是过载力量差；该类仪 4-动圈5-游丝6-指针表主要用于测量直流电压和电流的，也可制成高精度直流标准表。电磁系仪表1-2-2所示，在固定123，每个铁片的磁性强弱与通过线圈的电流I成正比、偏转角度α与I的平方成正比：α＝KI2，可见仪表的偏转角度与被测量成非线性关系，故刻度盘上的刻度是不均匀的。电磁系仪表构造简洁、本钱低，但准确度低；该类仪表可主要用于测量沟通电压和电流。 图1-2-2磁电系仪表测量机构电动系仪表 1-线圈2-固定铁片3-可动铁片4-空气阻尼器1-2-3所示，它有两个1〔电流线圈〕，之间有一个可122〔电压线圈〕，固定线圈中通入电流I、可动线圈中通入电流I，指针的偏转角度α与两个线圈中电12流的乘积成比例：α＝KII。12电动系仪表可以测量与两个被测量有关的物理量，但线路繁琐、过载力量差、防外磁场力量弱；该仪表主要用于测 图1-2-3磁电系仪表测量机构量电路的功率、功率因数等，也可作高精度沟通标准表。1-固定线圈2-可动线圈3-游丝4-指针1-5基础知识五．指示仪表的使用规章1．选择仪表的准确度，应保证测量结果的误差不超过允许范围，通常的选择依据如表1-2-1所示：准确度等级使用范围0.1~0.2级准确度等级使用范围0.1~0.2级标准表、周密测量用仪表0.5~1.5级试验室测量仪表1.0~5.0级一般工业生产仪表0.1~2.5级发电厂、变配电所仪表应满足仪表的正常工作条件。测量前应在将仪表指针调零。对于单向偏转的直流仪