電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度

1、電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度 誤差：在電工測(cè)量中，無論哪種電工儀表，也不論其質(zhì)量多高，它的測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量的實(shí)際值之間總會(huì)存在一定的差值，這個(gè)差值叫做誤差。 準(zhǔn)確度：是指儀表的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值的接近程度。 可見，儀表的準(zhǔn)確度越高，誤差越小。誤差值的大小可以用來反映儀表本身的準(zhǔn)確程度。一、儀表的誤差 基本誤差：儀表在正常工作條件下，由于儀表本身的結(jié)構(gòu)、制造工藝等方面的不完善而產(chǎn)生的誤差叫基本誤差?；菊`差是儀表本身所固有的誤差，一般無法消除。 附加誤差：儀表因?yàn)槠x了規(guī)定的工作條件而產(chǎn)生的誤差叫附加誤差。附加誤差實(shí)際上是一種因外界工作條件改變而造成的額外誤差，一般可以設(shè)法消除。二、誤差的表示方法絕

2、對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差絕對(duì)誤差：儀表的指示值A(chǔ)x與被測(cè)量實(shí)際值A(chǔ)0之間的差值，叫做絕對(duì)誤差。 AxA0在計(jì)算值時(shí)，通?？捎脴?biāo)準(zhǔn)表的指示值作為被測(cè)量的實(shí)際值。 將上式變形可得 A0AxAx+（）Ax +C 上式中的C稱為儀表的校正值。實(shí)際中在測(cè)量同一被測(cè)量時(shí)，我們可以用絕對(duì)誤差的絕對(duì)值來比較不同儀表的準(zhǔn)確程度，越小的儀表越準(zhǔn)確。用一只標(biāo)準(zhǔn)電壓表來校驗(yàn)甲、乙兩只電壓表，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)表的指示值為220V時(shí)，甲、乙兩表的讀數(shù)分別為220.5V和219V，求甲、乙兩表的絕對(duì)誤差。 解：代入絕對(duì)誤差的定義式得 甲表的絕對(duì)誤差 1Ax1A0 220.52200.5V 乙表的絕對(duì)誤差 2Ax2A0 219220

3、1V相對(duì)誤差 絕對(duì)誤差與被測(cè)量實(shí)際值A(chǔ)0比值的百分?jǐn)?shù)，叫做相對(duì)誤差，即 一般情況下實(shí)際值A(chǔ)0難以確定，而儀表的指示值A(chǔ)xA0，故可用以下公式計(jì)算實(shí)際測(cè)量中，相對(duì)誤差不僅常用來表示測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，而且便于在測(cè)量不同大小的被測(cè)量時(shí)，對(duì)其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度進(jìn)行比較。已知甲表測(cè)量200V電壓時(shí)l+2V，乙表測(cè)量10V電壓時(shí)2+1V，試比較兩表的相對(duì)誤差。解：甲表相對(duì)誤差為 乙表相對(duì)誤差為在測(cè)量不同大小的被測(cè)量時(shí)，不能簡(jiǎn)單地用絕對(duì)誤差來判斷測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。只能用相對(duì)誤差來比較測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確程度。引用誤差絕對(duì)誤差與儀表量程（最大讀數(shù)）Am比值的百分?jǐn)?shù)，叫做引用誤差m，即工程中，一般采用引用誤差來反

4、映儀表的準(zhǔn)確程度。引用誤差實(shí)際上就是儀表在最大讀數(shù)時(shí)的相對(duì)誤差，即滿度相對(duì)誤差。因?yàn)榻^對(duì)誤差基本不變，儀表量程Am也不變，故引用誤差m可以用來表示一只儀表的準(zhǔn)確程度。三、儀表的準(zhǔn)確度國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定以最大引用誤差來表示儀表的準(zhǔn)確度。 儀表的準(zhǔn)確度：儀表的最大絕對(duì)誤差m與儀表量程Am比值的百分?jǐn)?shù)，叫做儀表的準(zhǔn)確度（±K）。即 K表示儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)，它的百分?jǐn)?shù)表示儀表在規(guī)定條件下的最大引用誤差。 最大引用誤差越小，儀表的基本誤差越小，準(zhǔn)確度越高。 儀表的基本誤差準(zhǔn)確度等級(jí)0.10.20.51.01.52.55.0基本誤差（%）±0.1±0.2±0.5

5、7;1.0±1.5±2.5±5.0若已知儀表量程，可求出不同準(zhǔn)確度等級(jí)儀表所允許的最大絕對(duì)誤差m，即例用準(zhǔn)確度等級(jí)為5.0級(jí)、量程為500V的電壓表，分別測(cè)量50V和500V的電壓。求其相對(duì)誤差各為多少?解：先求出該表的最大絕對(duì)誤差 測(cè)量50V電流時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)誤差為 測(cè)量500V電流時(shí)產(chǎn)生的相對(duì)誤差為 由以上計(jì)算結(jié)果可以看出: 一般情況下,測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度并不等于儀表的準(zhǔn)確度，只有當(dāng)被測(cè)量正好等于儀表量程時(shí)，兩者才會(huì)相等。 實(shí)際測(cè)量時(shí)，為保證測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性，不僅要考慮儀表的準(zhǔn)確度，還要選擇合適的量程。測(cè)量誤差及消除方法 根據(jù)產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因不同，測(cè)量誤差可分為

6、： 系統(tǒng)誤差、偶然誤差、 疏失誤差一、系統(tǒng)誤差定義：指在相同條件下多次測(cè)量同一量時(shí)，誤差的大小和符號(hào)均保持不變，而在條件改變時(shí)遵從一定規(guī)律變化的誤差。系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因 測(cè)量?jī)x表的誤差。包括基本誤差和附加誤差。 測(cè)量方法的誤差。 儀表受外磁場(chǎng)的影響。 儀表本身不完善和外界因素影響造成的誤差。消除系統(tǒng)誤差的方法 重新配置合適的儀表或?qū)x表進(jìn)行校正。 采用合理的測(cè)量方法。 采用正負(fù)誤差補(bǔ)償法。 采用替代法。 引入校正值。二、偶然誤差定義：偶然誤差是一種大小和符號(hào)都不固定的誤差，又稱為“隨機(jī)誤差”。偶然誤差產(chǎn)生的原因及消除方法原因：偶然誤差主要由外界環(huán)境的偶發(fā)性變化引起。 消除方法：采用增加重復(fù)測(cè)量

7、次數(shù)取算術(shù)平均值的方法來消除偶然誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。 三、疏失誤差定義：疏失誤差是一種嚴(yán)重歪曲測(cè)量結(jié)果的誤差。疏失誤差產(chǎn)生的原因及消除方法原因：主要由于操作者的粗心和疏忽造成。另外也包括由于操作者素質(zhì)太差，不懂正確讀數(shù)而造成的誤差。 消除方法：對(duì)含有疏失誤差的測(cè)量結(jié)果應(yīng)拋棄不用。消除疏失誤差的根本方法是加強(qiáng)操作者的工作責(zé)任心，倡導(dǎo)認(rèn)真負(fù)責(zé)的工作態(tài)度，同時(shí)要提高操作者的素質(zhì)和技能水平。 電工指示儀表的技術(shù)要求電工指示儀表的技術(shù)要求要有足夠的準(zhǔn)確度要有合適的靈敏度要有良好的讀數(shù)裝置要有良好的阻尼裝置儀表本身消耗功率小要有足夠的絕緣強(qiáng)度要有足夠的過載能力儀表的變差要小一、要有足夠的準(zhǔn)確度 標(biāo)準(zhǔn)表或

8、精密測(cè)量時(shí)可選用0.1級(jí)或0.2級(jí)的儀表。 實(shí)驗(yàn)室一般選用0.5級(jí)或1.0級(jí)的儀表。 一般的工程測(cè)量可選用1.5級(jí)以下的儀表。儀表的靈敏度 在電工指示儀表中，儀表可動(dòng)部分偏轉(zhuǎn)角的變化量與被測(cè)量的變化量x之比值叫做儀表的靈敏度。用S表示。即 靈敏度描述了儀表對(duì)被測(cè)量的反應(yīng)能力，即反映了儀表所能測(cè)量的最小被測(cè)量。二、要有合適的靈敏度 在實(shí)際測(cè)量中，要根據(jù)被測(cè)量的要求選擇合適的靈敏度。 例如萬用表的測(cè)量機(jī)構(gòu)就要選用靈敏度較高的儀表，而一般工程測(cè)量就不要選用靈敏度較高的儀表，以降低成本。三、要有良好的讀數(shù)裝置 良好的讀數(shù)裝置是指儀表的標(biāo)度尺刻度應(yīng)盡量均勻，以便于準(zhǔn)確讀數(shù)。對(duì)刻度不均勻的標(biāo)度尺，應(yīng)標(biāo)明讀

9、數(shù)的起點(diǎn)，并用符號(hào)“· ”表示。 四、要有良好的阻尼裝置 良好的阻尼裝置是指當(dāng)儀表接入電路后，指針在平衡位置附近擺動(dòng)的時(shí)間要盡可能短，在儀表測(cè)量時(shí)指針能夠均勻地、平穩(wěn)地指向平衡位置,以便迅速讀數(shù)。 若阻尼裝置失效，則儀表會(huì)出現(xiàn)指針在平衡位置左右擺動(dòng)，長(zhǎng)時(shí)間不能停留在平衡位置，從而延長(zhǎng)讀數(shù)的時(shí)間。 五、儀表本身消耗功率小 如果儀表本身消耗功率太大，輕者會(huì)改變被測(cè)電路原有的工作狀態(tài)，從而產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差，重者可能造成儀表損壞。 六、要有足夠的絕緣強(qiáng)度 使用中嚴(yán)禁測(cè)量電路的電壓超過儀表的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓，否則將引起危害人身和設(shè)備安全的事故。 七、要有足夠的過載能力 在實(shí)際使用中，由于某些

10、原因使儀表過載的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生，因此要求儀表具有足夠的抗過載能力，以延長(zhǎng)儀表的使用壽命。否則儀表一旦過載，輕者指針被打彎，重者可能損壞儀表。 八、儀表的變差要小 儀表在反復(fù)測(cè)量同一被測(cè)量時(shí)，由于摩擦等原因造成的兩次讀數(shù)不同，它們的差值稱為“變差”。 一般要求儀表的“變差”不應(yīng)超過其基本誤差的絕對(duì)值。 常用電工測(cè)量方法 實(shí)踐證明，測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確與否，除了與所使用的電工儀表有關(guān)之外，還與所選擇的測(cè)量方法有關(guān)。 所謂電工測(cè)量就是把被測(cè)的電量、磁量或電參數(shù)與同類標(biāo)準(zhǔn)量(即度量器)進(jìn)行比較，從而確定被測(cè)量大小的過程。一、直接測(cè)量法 特點(diǎn)：凡能用直接指示的儀器儀表讀取被測(cè)量數(shù)值，而無需度量器直接參與的測(cè)量方法

11、，叫做直接測(cè)量法。 適用范圍：適用于準(zhǔn)確度要求不太高的場(chǎng)合。直接測(cè)量法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：方法簡(jiǎn)便，讀數(shù)迅速。 缺點(diǎn)：由于儀表接入被測(cè)電路后，會(huì)使電路工作狀態(tài)發(fā)生變化，因而這種測(cè)量方法的準(zhǔn)確度較低。 舉例：電流表測(cè)量電流，電壓表測(cè)量電壓，功率表測(cè)量功率等。二、間接測(cè)量法特點(diǎn)：測(cè)量時(shí)先測(cè)出與被測(cè)量有關(guān)的電量，然后通過計(jì)算求得被測(cè)量數(shù)值的方法，叫做間接測(cè)量法。 適用范圍：在準(zhǔn)確度要求不高的特殊場(chǎng)合。間接測(cè)量法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：在準(zhǔn)確度要求不高的一些特殊場(chǎng)合應(yīng)用十分方便。 缺點(diǎn)：誤差較大。 舉例：伏安法測(cè)量電阻；通過測(cè)量晶體三極管發(fā)射極電壓求得放大器靜態(tài)工作點(diǎn)IC的方法。 三、比較測(cè)量法 特點(diǎn)：凡在測(cè)量過

12、程中需要度量器的直接參與，并通過比較儀表來確定被測(cè)量數(shù)值的方法叫做比較測(cè)量法。 適用范圍：適用于測(cè)量要求準(zhǔn)確度較高的場(chǎng)合。 比較測(cè)量法的分類 零值法：在測(cè)量過程中，通過改變標(biāo)準(zhǔn)量，使其與被測(cè)量相等（即兩者差值為零），從而確定被測(cè)量數(shù)值的方法叫零值法。如用電橋測(cè)量電阻就屬于這種方法。 差值法：利用被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量的差值作用于測(cè)量?jī)x表，從而確定被測(cè)量數(shù)值的方法，叫差值法。如用不平衡電橋測(cè)量電阻就屬于這種方法。 代替法：在測(cè)量過程中，用已知標(biāo)準(zhǔn)量代替被測(cè)量，若維持儀表原來的讀數(shù)不變，則被測(cè)量必等于已知標(biāo)準(zhǔn)量，這種測(cè)量方法叫做代替法。比較測(cè)量法的優(yōu)缺點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)：準(zhǔn)確度高。 缺點(diǎn)：設(shè)備復(fù)雜，價(jià)格較高，操作麻

13、煩。 舉例：電橋測(cè)量電阻。電工指示儀表的組成測(cè)量機(jī)構(gòu)是整個(gè)儀表的核心為使儀表指針的偏轉(zhuǎn)角能夠正確反映被測(cè)量的數(shù)值，要求偏轉(zhuǎn)角一定要與被測(cè)電量（過渡電量）保持一定的函數(shù)關(guān)系。 二、測(cè)量機(jī)構(gòu)的主要裝置轉(zhuǎn)動(dòng)力矩裝置 、反作用力矩裝置 、阻尼力矩裝置 、讀數(shù)裝置 、支撐裝置 轉(zhuǎn)動(dòng)力矩裝置 產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的裝置都由固定部分和可動(dòng)部分組成。 轉(zhuǎn)動(dòng)力矩M的大小與被測(cè)量x及指針偏轉(zhuǎn)角成某種函數(shù)關(guān)系。 反作用力矩裝置反作用力矩Mf一般由游絲產(chǎn)生。其方向總是與轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的方向相反，大小在游絲的彈性范圍內(nèi)與指針偏轉(zhuǎn)角成正比。 阻尼力矩裝置 為了縮短可動(dòng)部分?jǐn)[動(dòng)的時(shí)間以利于盡快讀數(shù)，儀表中還必須有產(chǎn)生阻尼力矩的裝置。 電工指示儀表中常用的阻尼力矩有空氣阻尼器和磁感應(yīng)阻尼器兩種。 阻尼力矩特點(diǎn) 阻尼力矩Mz只在儀表可動(dòng)部分運(yùn)動(dòng)時(shí)才能產(chǎn)生。Mz的大小與運(yùn)動(dòng)速度成正比，方向與可動(dòng)部分的運(yùn)動(dòng)方向