電工儀表格模板與測量基本知識

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工

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測

量

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本

知

識電工儀表和電工測量是從事電工專業(yè)的技術(shù)人員必須掌握的一門知識介電工測量和電工儀表的基本知識。第一節(jié)

電工測量基知識一電測的義電工測量就是借助于測量設(shè)備，把未知的電量或磁量與作為測量單位的同類標(biāo)準(zhǔn)電量或標(biāo)準(zhǔn)磁進(jìn)行比較，從而確定這個(gè)未知電量或磁量包括數(shù)值和單)的過程。一個(gè)完整的測量過程，通常包含如下幾個(gè)方面：1、測量對象電工測量的對象主要是反映電和磁特征的物理量，如電(I)電(V)電功(、電(W)及磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)；反映電路特征的物理量，如電、電容(C)、電感L)等；反映電和磁變規(guī)律的非電量，如頻f、相位(φ)功率因數(shù)cosφ)等。2、測量方式和量方法根據(jù)測量的目的和被測量的性質(zhì)，可選擇不同的測量方式和不同的測量方法（詳見本節(jié)二3、測量設(shè)備對被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的測量設(shè)備括測量儀器和作為測量單位參與測量的度量器行量或磁量測量所需的儀器儀表，統(tǒng)稱電工儀表。電工儀表是根據(jù)被測電量或磁量的性質(zhì)，按照一定原理成的。電工測量中使用的標(biāo)準(zhǔn)電量或磁量是電量或磁量測量單位的復(fù)制體為電學(xué)度量器學(xué)量器是電氣量設(shè)備的重要組成部分，它不僅作為標(biāo)準(zhǔn)量參與測量過程，而且是維持電磁學(xué)單位統(tǒng)一，保證量值準(zhǔn)確傳遞器具。電工測量中常用的電學(xué)度量器有標(biāo)準(zhǔn)電池。標(biāo)準(zhǔn)電阻、標(biāo)準(zhǔn)電容和標(biāo)準(zhǔn)電感等。除以上三個(gè)主要方面外測過中還必須建立測量設(shè)備所必須的工作條件重進(jìn)行操作認(rèn)記錄測量數(shù)據(jù)；并考慮測量條件的實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以確定測量結(jié)果和測量誤差。二測方和量法分1、測量方式的類測量方式主要有如下兩種：直測在測量過程中夠直接將被測量與同類標(biāo)量進(jìn)行比較能夠直接用事先刻度好的測量儀器對被測量進(jìn)行測量，從而直接獲得被測量的數(shù)值的測量方式稱為直接測量。例如，用電壓測量電壓、用電度表測量電能以及用直流電橋測量電阻等都是直接測量。直接測量方式廣泛應(yīng)用于工程測量中。間測當(dāng)被測量由于某種原因不能直接測量時(shí)通直接測量與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的物理量，然后按函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測量的數(shù)值，這種間接獲得測量結(jié)果的方式稱為間接測量。例如用伏安法測量電阻利電壓表和電流表分別量出電阻兩端的電壓和通過該電阻的電流后根據(jù)歐姆定律R=U/I算出被測電阻R的小。間接測量方式廣泛應(yīng)用于科研、實(shí)驗(yàn)室及工程測量中。2、測量方法的類在測量過程中作測量單位的量器可以直接參與也可以間接參與根據(jù)度量器參與測量過程方式可以把測量方法分為直讀法和比較法。直法用接指示被測量大小的指示儀表進(jìn)行測量直接從儀表刻度盤上讀取測量數(shù)值的測量方法，稱為直讀法。直讀法測量時(shí)，度量器不直接參與測量過程，而是間接地參與測量過程。如，用歐姆表測量電阻時(shí)從針在刻度尺上指的刻度可以直接讀出被測電阻的數(shù)值一數(shù)被認(rèn)為是可信因歐姆表刻度尺的刻度事先用標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行了校驗(yàn)電已將它的量值和單位傳遞給歐姆表地與了測量過程。直讀法測量的過程簡單，操作容易，讀數(shù)迅速，但其測量的準(zhǔn)確度不高。比法將測量與度量器在比較儀器中直接比較從而獲得被測量數(shù)值的方法稱為較法如用歡迎共閱

天平測量物體質(zhì)量時(shí)作為質(zhì)量量器的砝碼始終都直接參與了測量過程電工測量中比較具有很高的測量準(zhǔn)確度，可以達(dá)到土，測量時(shí)操作比較煩，相應(yīng)的測量設(shè)備也比較昂貴。根據(jù)被測量與度量器進(jìn)行比較時(shí)的不同特點(diǎn)又可將比較法分為零值法、較差法和替代法三種。（1）值又平法它是利用被測量對儀器的作用，與標(biāo)準(zhǔn)量對器的作用相互抵消，由指零儀表做出判斷的方法。即當(dāng)指零儀表指示為零時(shí)，表示兩者的作用相等，儀器達(dá)到平衡狀態(tài)；此時(shí)按定的關(guān)系可計(jì)算出被測量的數(shù)值。顯然，零值法測量的準(zhǔn)確度主要取決于度量器的準(zhǔn)確度和指零儀表的靈敏度。（）較法通測量被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的差值，或正比于該差值的量，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量來確定被測量的數(shù)值的方法。較差法可以達(dá)到較高的測量準(zhǔn)確度。（）替法分把被測量和標(biāo)準(zhǔn)量接入同一測量儀器，在標(biāo)準(zhǔn)量替代被測量時(shí)，調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)量，使儀器的工作狀態(tài)在替代前后保持一致然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量來確定被測量的數(shù)值用替代法測量時(shí)由替前后儀器的工作狀態(tài)是一樣的此器本身能和外界因素對替代前后的影響幾乎是相同的效克服了有外界因素對測量結(jié)果的影響。替代法測量的準(zhǔn)確度主要取決于度量器的準(zhǔn)確度和儀器的靈敏度。第二節(jié)

測量誤差在測量過程中，由于受到測量方法、測量設(shè)備、試驗(yàn)條件及觀測經(jīng)驗(yàn)等多方面因素的影響，測結(jié)果不可能是被測量的真實(shí)數(shù)值而只是它近似值即任何測量的結(jié)果與被測量的真實(shí)值之間總是存在著別種差別稱為測量誤差。一測誤的類根據(jù)產(chǎn)生測量誤差的原因，可以將其分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和疏失誤差三大類。1、系統(tǒng)誤差能夠保持恒定不變或按照一定規(guī)律變化的測量誤差為系統(tǒng)誤差系統(tǒng)誤差主要是由于測量設(shè)量方法的不完善和測量條件的不穩(wěn)定而引起的于系統(tǒng)誤差表示了測量結(jié)果偏離其真實(shí)值的程度反映了測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，所以在誤差理論中，經(jīng)常用準(zhǔn)確度來表示系統(tǒng)誤差的大小。系統(tǒng)誤差越小，測量果的準(zhǔn)確度就越高。2、偶然誤差偶然誤差又稱隨機(jī)誤差是種小和符號都不確定的誤差在同一條件下對同一被測量重復(fù)測量時(shí)次測量結(jié)果服從某種統(tǒng)計(jì)分布；這種誤差的處理依據(jù)概率統(tǒng)計(jì)方法。產(chǎn)生偶然誤差的原因很多如溫度、磁場、電源頻率等的偶然變化等都可能引起這種誤差一方面觀測者本身感官分辨能力的限制是然誤差的一個(gè)來源。偶然誤差反映了測量的精密度，偶然誤差越小，精密度就越高，反之則精密度越低。系統(tǒng)誤差和偶然誤差是兩類性質(zhì)完全不同的誤差統(tǒng)誤差反映在一定條件下誤差出現(xiàn)的必然性偶則反映在一定條件下誤差出現(xiàn)的可能性。3、疏失誤差疏失誤差是測量過程中操作、讀數(shù)、記錄和計(jì)算等方面的錯(cuò)誤所引起的誤差。顯然，凡是含有失誤差的測量結(jié)果都是應(yīng)該擯棄的。二測誤的除法測量誤差是不可能絕對消除的，但要盡可能減小誤差對測量結(jié)果的影響，使其減小到允許的范圍。消除測量誤差，應(yīng)根據(jù)誤差的來源和性質(zhì)，采取相應(yīng)的措施和方法。必須指出，一個(gè)測量結(jié)果既存在系統(tǒng)誤差，又存在偶然誤差，要截然區(qū)分兩者是不容易的。所以應(yīng)根據(jù)測量的要求和兩者對測量結(jié)的影響程度，選擇消除方法。一般情況下，在對精密度要求不高的工程測量中，主要考慮對系統(tǒng)誤差的消除；在科研、計(jì)量等對測量準(zhǔn)確度和精密度要求較高的測量中，必須同時(shí)考慮消除上述兩種誤差。1、系統(tǒng)誤差的除方法對量表行校在準(zhǔn)確度要求較高的測量結(jié)果中，引入校正值進(jìn)行修正。消產(chǎn)誤的根即正確選擇測量方法和測量儀器量測量儀表在規(guī)定的使用條件下工作除各種外界因素造成的影響。歡迎共閱

采用特殊的測量方法如負(fù)誤差補(bǔ)償法、替代法等。例如，用電流表測量電流時(shí)，考慮到外磁對讀數(shù)的影響，可以把電流表轉(zhuǎn)動度進(jìn)行兩次測量。在兩次測量中，必然出現(xiàn)一次讀數(shù)偏大，而另一次讀數(shù)偏小，取兩次讀數(shù)的平均值作為測量結(jié)果，其正負(fù)誤差抵消，可以有效地消除外磁場對測量的影響。2、偶然誤差的除方法消除偶然誤差可采用在同一條件下，對被測量進(jìn)行足夠多次的重復(fù)測量，取其平均值作為測量果的方法。根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理可知在足夠多的重復(fù)測量中正誤差和負(fù)誤差出現(xiàn)的可能性幾乎相同因此然誤差的平均值幾乎為零。所以，在測量儀器儀表選定以后，測量次數(shù)是保證測量精密度的前提。三測誤的示法測量誤差通常用絕對誤差和相對誤差表示。1、絕對誤差測量結(jié)果的數(shù)值與被測量的真實(shí)值的差值稱為絕對誤差于被測量的真實(shí)值往往是很難確定的以際測量中，通常用標(biāo)準(zhǔn)表的指示值或多次測量的平均值作為被測量的真實(shí)值。2、相對誤差測量的絕對誤差與被測量真實(shí)值之比為相對誤差際測量中通常用標(biāo)準(zhǔn)表的指示值或多次重復(fù)測量的平均值作為被測量的真實(shí)值，即或用百分誤差表示為百分誤差也稱為相對誤差。顯然，相對誤差越小準(zhǔn)確度越高。第三節(jié)

電工儀表的本知識電工儀表是實(shí)現(xiàn)電磁測量過程所需技術(shù)工具的總稱電工專業(yè)領(lǐng)域中經(jīng)常接觸的是電工指示表和校量儀器。一電指儀的本理組電工指示儀表的基本原理是把被測電量或非電量變換成儀表指針的偏轉(zhuǎn)角此也稱為機(jī)電式儀表用儀表指針的機(jī)械運(yùn)動來反映被測電量的大小工指示儀表通常由測量線路和測量機(jī)構(gòu)兩部分組量機(jī)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)電量轉(zhuǎn)換為指針偏轉(zhuǎn)角并兩者保持一定關(guān)系的機(jī)構(gòu)是電工指示儀表的核心部分測線路將被測電量或非電量轉(zhuǎn)換為測量機(jī)構(gòu)能直接測量的電量線路的構(gòu)成必須根據(jù)測量機(jī)構(gòu)能夠直接測量的電量與被測量的關(guān)系來確定；它一般由電阻、電容、電感或其它電子元件構(gòu)成。二電指儀的類標(biāo)和號1、電工指示儀的分類電工指示儀表可以根據(jù)原理、結(jié)構(gòu)、測量對象、使用條件等進(jìn)行分類。根測量機(jī)構(gòu)的工作原理分類以把儀表分為磁電系磁系電系感應(yīng)靜電系整流系等。根測量對象分類，可以分為電流表（安培表、毫安表、微安表表（伏表、毫伏表、微伏表以及千伏表率表（又稱瓦特表度表、歐姆表、相位表等。根儀表工作電流的性質(zhì)分類，可以分為直流儀表、交流儀表和交直流兩用儀。按表使用方式分類，可以分為安裝式儀表和可攜式儀表等。按表的使用條件分類，可以分為AA1和C五。有關(guān)各組的規(guī)定可以查閱國家標(biāo)準(zhǔn)—76電測量指示儀表通用技術(shù)條件按表的準(zhǔn)確度分類，有0.1、0.2、0.5、1.5、2.5和共個(gè)準(zhǔn)確等級。2、電工指示儀的標(biāo)志電工指示儀表的表盤上有許多表示其技術(shù)特性的標(biāo)志符號據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定一個(gè)儀表必有表示測量對象的單位、準(zhǔn)確度等級、工作電流的種類、相數(shù)、測量機(jī)構(gòu)的類別、使用條件級別、工作置、絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)電壓的大小、儀表型號和各種額定值等標(biāo)志符號?？蓞⒁姳?-1。歡迎共閱

3、電工指示儀的型號用途號（國際通用代號）設(shè)計(jì)序號（數(shù)字）系列號（漢語拼音字母）形狀第三位代號（數(shù)字“0”省略）形狀第一位代號（數(shù)字）圖安式儀表型號的編制規(guī)則安式儀表型號的組成如所其第一位代號按儀表面板形狀最大尺寸特征編制系列代號按測量機(jī)構(gòu)的系列編制，如磁電系代號為C磁系代號為T動代號為D”等?？墒絻x表型號的組成由可攜式儀表不存在安裝問題，所以將安裝式儀表型號中的形狀代號可省略，即是它的產(chǎn)品型號。表2-1

常見電工指示儀表和附件的表面標(biāo)志符號A、測量單位的符號名稱千安安培毫安微安千伏毫伏微伏

稱號KAAmAμAkVmVμV

名稱兆兆歐兆歐千歐歐姆毫歐微歐庫侖

稱號TΩMΩkΩΩμΩC

名稱千瓦瓦特兆乏千乏乏爾兆赫千赫

稱號kWWMvarvarMHzkHz

名稱毫韋伯/米微法微微法亨毫亨微亨攝氏度

稱號μHmHμH℃兆瓦兆瓦

MWMW

毫韋伯毫韋伯

mWbmWb

赫茲赫茲

三、工指示儀表誤差和確度、誤差電工指示儀表的誤差有基本誤差和附加誤差表基本誤差是指儀表在規(guī)定的使用條件下測量時(shí)于結(jié)構(gòu)上和制作上不完善引起的誤差例如儀表的可動部分的摩擦刻度尺刻度不均勻等原因引起的誤差均屬基本誤差。當(dāng)儀表不能在規(guī)定的使用條件下工作時(shí)，除了基本誤差外，由于溫度、外磁場等因素的影響，將產(chǎn)生附加誤差。2準(zhǔn)確度儀表的基本誤差通常用準(zhǔn)確度來表示，準(zhǔn)確度越高，儀表的基本誤差就越小。對于同一只儀表，測量不同大小的被測量，其絕對誤差變化不大，但相對誤差卻有很大變化，測量越小，相對誤差就越大，顯然，通常的相對誤差概念不能反映出儀表的準(zhǔn)確性能，所以，一般用引用差來表示儀表的準(zhǔn)確度性能。儀表測量的絕對誤差與該表量程的百分比，稱為儀表的引用誤差。儀表的準(zhǔn)確度就是儀表的最大引用誤差儀表量程范圍內(nèi)的最大絕對誤差與儀表量程的百分比然準(zhǔn)確度等級表明了儀表基本誤差最大允許的范圍。表是標(biāo)GB76—76中儀表在規(guī)定的使用條件下測量時(shí)，歡迎共閱

各準(zhǔn)確度等級的基本誤差范圍。表2-2

準(zhǔn)確度等級和基本誤差表準(zhǔn)確度等級基本誤差

0.1±0.1

0.2±0.2

0.5±0.5

1.0±1.0

1.5±

2.5±2.5

5.0±5.0四、電工指示儀的主要術(shù)要求足夠的準(zhǔn)確度合適的靈敏度儀表本身消耗的功率小良好的讀數(shù)裝置五、氣測量指示表的選無論用怎樣完善的測量儀表進(jìn)行測量，都會產(chǎn)生誤差。引起測量誤差的原因，除了儀表的基本差外，還因?yàn)閮x表使用不當(dāng)和選擇不合理而造成。為減小儀表的測量誤差，必須合理地選擇儀表。、技術(shù)性比較各種電氣測量指示儀表的技術(shù)特性，如表2-3列。2儀表的選擇原則根據(jù)被測量的性質(zhì)選擇儀表類型被量是直流電還是交流電來選擇直流儀表或交流儀表流時(shí)，應(yīng)區(qū)別是正弦波還是非正弦波，還要考慮被測量的頻率范圍。根據(jù)工程實(shí)際合理地選擇儀表準(zhǔn)確度等級表的準(zhǔn)確度越高量差越小但價(jià)格貴維也困難，因此在滿足準(zhǔn)確度要求的情況下，不選用高準(zhǔn)確度儀表。根據(jù)測量范圍選用量限：測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，不僅與儀表準(zhǔn)確度等級有關(guān)，而且與它的量限有關(guān)。一般應(yīng)使測量范圍在儀表滿刻度的以區(qū)域。根據(jù)工作環(huán)境和條件選擇儀表：按儀表使用條件（溫度、相對濕度規(guī)分為A、B、C三，如表所列。表2-3

幾種主要形式的電氣測量指示儀表的性能磁電系

電磁系

電動系

感應(yīng)系測量基準(zhǔn)（不加說明時(shí)為電壓、電流）

直流或交流的恒定分量

交流有效值或直流

交流有效值或直流交流電能及（并可測交、直流功率測功率、相位頻率）交流電壓和電流使用頻率范圍準(zhǔn)確度電流

振動式檢流計(jì)使用工頻為45~55Hz高的可達(dá)0.1~0.05級般為級幾微安~幾十安

一般用頻率變化誤差增大一般為級幾毫安100A

一般用于高的同磁電系幾十毫安十安

同電動系低