電器產(chǎn)品質(zhì)檢第一章測量誤差和電測儀表基礎(chǔ)

第二章測量誤差和電測儀表基礎(chǔ)

電氣工程及其自動(dòng)化教研室1/9/20231本章講述主要內(nèi)容▲誤差的概念▲消除誤差的基本方法▲測量結(jié)果的有效數(shù)字▲測量儀表的基本原理▲磁電式儀表1/9/202321測量與誤差測量：被測量與同類單位基準(zhǔn)進(jìn)行比較，取得用數(shù)值和單位表示被測量值的結(jié)果。表示為：A=x/x0x為被測值，x0為基準(zhǔn)。誤差：測量值與真值存在的一定偏差。按表示方法分類：絕對(duì)誤差、相對(duì)誤差、引用誤差；按誤差的來源分類：系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差、粗大誤差。

1/9/20233絕對(duì)誤差：Δx=x-x0*不同儀表，測同一物體，測得Δx大即該儀表誤差大。*不同儀表，測不同物體，則無法比較。相對(duì)誤差

但對(duì)儀表來說，不同儀表量程不同，而在量程內(nèi)各點(diǎn)相對(duì)誤差也不一樣，也不能比較不同儀表的精度。引用誤差

Xm為儀表的量程1/9/20234儀表的定級(jí)：通常以最大引用誤差來表征儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)，如0.1，0.2，0.5，1.0等等。例1-1檢定一個(gè)1.5級(jí)100mA的電流表，發(fā)現(xiàn)在50mA處的誤差最大，為1.4mA，其他刻度處的誤差均小于1.4mA，問這塊表是否合格？

解：引用誤差，相對(duì)誤差（此處相對(duì)誤差大于引用誤差）1/9/20235儀表選用

若某儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)是S，滿刻度量程是Xm，被測量的真值為x0，測量的絕對(duì)誤差為Δx，在儀表合格的情況下，有：由式1－6可見，當(dāng)一個(gè)儀表的等級(jí)S選定后，測量中絕對(duì)誤差的最大值與儀表滿刻度量程Xm成正比，因此，所選的滿刻度量程不應(yīng)比被測量大得太多。在式1－7中，由于x0總是小于Xm，可見，當(dāng)儀表等級(jí)選定后，X0越接近Xm，測量的相對(duì)誤差就越小，因此，選用儀表時(shí)，量程的選擇應(yīng)使被測量數(shù)值盡可能在儀表滿刻度的2/3以上。1/9/20236例1－2若要測一個(gè)10V左右的電壓，手頭有兩塊電壓表，其中一塊量程為150V，1.5級(jí)；另一塊量程為15V，2.5級(jí)，問選用哪一塊較合適？解：比較用不同表可能帶來的絕對(duì)誤差。1/9/20237按誤差來源分類系統(tǒng)誤差設(shè)計(jì)儀表時(shí)，本身所具有的缺陷帶來的，誤差保持為常數(shù)或按一定的規(guī)律變化。隨機(jī)誤差同一被測量多次測量，受各種隨機(jī)因素（如溫度、濕度、電源電壓等）影響產(chǎn)生，不可預(yù)料。粗大誤差由于測量者粗心大意造成。1/9/20238誤差的消除系統(tǒng)誤差消除1.從設(shè)計(jì)者上考慮（使用好的方法，新的技術(shù)）2.使用者考慮（改變?cè)囼?yàn)方法，如替代法、交換法等等）隨機(jī)誤差消除數(shù)學(xué)方法（求平均值，方差、標(biāo)準(zhǔn)差）一般情況下，隨機(jī)誤差大都服從正態(tài)分布，σ越小，分布曲線越陡，隨機(jī)誤差分散程度越小，保證σ在某個(gè)置信區(qū)間即可。粗大誤差消除：1/9/20239測量結(jié)果的有效數(shù)字?jǐn)?shù)字規(guī)約四舍五入末位大于5進(jìn)位末位小于5去掉末位等于5偶數(shù)原則2.有效數(shù)字經(jīng)過修約后的近似數(shù)通常由兩部分組成，一部分是可靠數(shù)字，另一部分是欠準(zhǔn)數(shù)字。對(duì)這樣的數(shù)字，從它左面第一個(gè)不為零的數(shù)字算起，直到右面最后一個(gè)數(shù)字為止，中間的所以數(shù)碼都叫有效數(shù)字。0.0036，1.00×102，1×102，1.7，1.701/9/2023103.測量結(jié)果果及其有有效數(shù)字字的取舍舍1)測量結(jié)果果的誤差差一般只只需要一一位到二二位有效效數(shù)字表表示，而而測量結(jié)結(jié)果的表表示，其其最末位位應(yīng)與誤誤差保留留位數(shù)相相對(duì)齊并并截尾。。如：某測測量結(jié)果果表示為為2.718V，假設(shè)設(shè)測量儀儀表誤差差為0.15V，則有有效數(shù)字字最多保保留3位位即可，，取2.72即即可。2)一般測量量時(shí)，誤差可可由儀表的儀儀表等級(jí)來獲獲知，然后確確定最終的讀讀數(shù)。例：0.1級(jí)的儀儀表測得電阻阻為15萬歐歐姆，則記為為以下幾種形形式，請(qǐng)問哪哪些是不正確確。A.1500×102ΩB.0.1500MΩC.150000ΩD.15.00×104Ω15萬歐姆，，誤差為150歐姆12/29/202211電測儀表基礎(chǔ)礎(chǔ)按原理、用途途分類1.指示儀儀表（模擬儀儀表）2.積算儀儀表（與時(shí)間間累積有關(guān)））電度表、流量量表3.較量儀儀表（基于比比較法的儀器器）電橋、天平4.數(shù)字儀儀表12/29/202212電測指示儀表表的一般原理理測量機(jī)構(gòu)的構(gòu)構(gòu)成：固定部分（磁磁鐵或線圈））可動(dòng)部分（磁磁鐵或線圈或或軟鐵片）反作用力矩裝裝置阻尼力矩裝置置12/29/202213磁電系儀表表被測電流通通過可動(dòng)線線圈產(chǎn)生磁磁場與固定定磁場相互互作用，產(chǎn)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力力矩。（測測直流，交交流需要整整流處理））優(yōu)點(diǎn)：精度較高，，可做到0.5，0.05級(jí)級(jí)儀表缺點(diǎn)：受線圈容量量限制，不不容許較大大電流。12/29/202214電磁系儀表表被測電流通通過線圈產(chǎn)產(chǎn)生磁場磁磁化可動(dòng)鐵鐵心，當(dāng)兩兩鐵片磁化化極性一致致而相互排排斥產(chǎn)生力力矩。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，，成本低缺點(diǎn)：準(zhǔn)確度低，，約1.5到2.5級(jí)。12/29/202215電動(dòng)系儀表表利用載流的的可動(dòng)線圈圈和固定線線圈相互作作用而產(chǎn)生生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩矩的測量機(jī)機(jī)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：交直流兩用用，交流系系儀表精度度最高，可可測功率、、相位。缺點(diǎn)：靈敏度低，，抗干擾能能力弱12/29/202216功率率表表接接線線圖圖12/29/202217感應(yīng)應(yīng)式式電電能能表表12/29/20221812/29/202219數(shù)字儀儀表1）將將被測測量對(duì)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換為為0-5V/0-2.5V電電壓；；2）利利用AD轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器器將模模擬量量轉(zhuǎn)換換為數(shù)數(shù)字量量；3）處處理顯顯示。。12/29/202220思考題題請(qǐng)列舉舉出測測量電電壓、、電流流、功功率和和電能能的測測量儀儀表及及使用用方法