第一章　電工儀表與電氣測(cè)量的基本知識(shí)

§1-1常用電工儀表知識(shí)和電氣測(cè)量方法§1-2電工儀表的誤差和準(zhǔn)確度§1-3測(cè)量誤差及其消除方法§1-4測(cè)量結(jié)果的分析處理§1-5電工指示儀表的組成和技術(shù)要求§1-6電工數(shù)字儀表的組成和技術(shù)要求1．掌握常用電工儀表的分類方法。2．能正確識(shí)別電工儀表的型號(hào)和常用符號(hào)。3．能正確理解電氣測(cè)量的概念。4．掌握常用的電氣測(cè)量方法及其適用范圍。學(xué)習(xí)目標(biāo)§1-1常用電工儀表知識(shí)和電氣測(cè)量方法一、常用電工儀表的分類常用電工儀表的分類二、電工儀表的符號(hào)1.電工指示儀表的符號(hào)電工指示儀表的標(biāo)志常用的測(cè)量單位符號(hào)儀表工作原理的常用圖形符號(hào)準(zhǔn)確度等級(jí)的符號(hào)（以準(zhǔn)確度等級(jí)1.5為例）儀表工作位置的常用符號(hào)電流種類的常用符號(hào)儀表絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)的常用符號(hào)外界工作條件的常用符號(hào)儀表端鈕及調(diào)零器的符號(hào)2.?電工數(shù)字儀表的標(biāo)志電工數(shù)字儀表的標(biāo)志電工數(shù)字儀表常見的標(biāo)志三、常用電工儀表的型號(hào)1.?安裝式指示儀表的型號(hào)安裝式指示儀表型號(hào)的組成和含義2.?便攜式指示儀表的型號(hào)便攜式指示儀表型號(hào)的組成和含義3.電能表的型號(hào)電能表型號(hào)的組成和含義4.數(shù)字儀表的型號(hào)數(shù)字儀表型號(hào)的組成和含義四、電工測(cè)量

測(cè)量是以確定某一物理量的量值為目的的操作，在這一過(guò)程中，往往需要借助專門的儀器和設(shè)備，將被測(cè)量與同類標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，從而獲得用數(shù)值和單位共同表示的測(cè)量結(jié)果。測(cè)量結(jié)果的量值是由數(shù)值和計(jì)量單位共同組成的，沒有計(jì)量單位的數(shù)值是沒有任何意義的。五、度量器在測(cè)量中實(shí)際使用的標(biāo)準(zhǔn)量是測(cè)量單位的復(fù)制體，稱為度量器。如標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電阻器、標(biāo)準(zhǔn)電感器分別是電動(dòng)勢(shì)、電阻和電感測(cè)量單位的復(fù)制體。根據(jù)精度和用途的不同，度量器分為基準(zhǔn)度量器和標(biāo)準(zhǔn)度量器兩類。六、常用的電氣測(cè)量方法常用的電氣測(cè)量方法見表。常用的電工測(cè)量方法1．掌握儀表誤差的分類及產(chǎn)生原因。2．了解誤差的三種表示方法。3．掌握儀表準(zhǔn)確度的概念和等級(jí)的含義。學(xué)習(xí)目標(biāo)§1-2電工儀表的誤差和準(zhǔn)確度在電工測(cè)量中，無(wú)論哪種電工儀表，也不論其質(zhì)量多好，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)差值稱為誤差。準(zhǔn)確度則是指儀表的測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值的接近程度。儀表的準(zhǔn)確度越高，誤差越小。誤差值的大小可以反映儀表本身的準(zhǔn)確程度。一、儀表誤差分類儀表誤差分類二、誤差的表示方法1.?絕對(duì)誤差Δ儀表的指示值A(chǔ)x與被測(cè)量實(shí)際值A(chǔ)0之間的差值稱為絕對(duì)誤差，用Δ表示。2.?相對(duì)誤差γ絕對(duì)誤差Δ與被測(cè)量實(shí)際值A(chǔ)0比值的百分?jǐn)?shù)稱為相對(duì)誤差，用γ表示。3.?引用誤差γm絕對(duì)誤差Δ與儀表量程（最大讀數(shù)）Am比值的百分?jǐn)?shù)，稱為引用誤差γm。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(lái)表示儀表的準(zhǔn)確度。也就是說(shuō)，儀表的最大絕對(duì)誤差

Δm與儀表量程Am比值的百分?jǐn)?shù)，稱為儀表的準(zhǔn)確度（±K%），即

式中，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。顯然，最大引用誤差越小，儀表的基本誤差越小，準(zhǔn)確度越高。在儀表的技術(shù)參數(shù)中，儀表的準(zhǔn)確度被用來(lái)表示儀表的基本誤差。儀表的基本誤差若已知儀表量程，則可求出不同準(zhǔn)確度等級(jí)儀表所允許的最大絕對(duì)誤差Δm，即

儀表指針的正確位置實(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。例如，電工指示儀表在測(cè)量時(shí)要使儀表指針處在滿刻度的后三分之一段，如圖所示。1.?理解測(cè)量誤差的概念。2.?掌握產(chǎn)生測(cè)量誤差的原因及其消除方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)§1-3測(cè)量誤差及其消除方法無(wú)論是由于電工儀表本身的誤差和所用測(cè)量方法不完善引起的誤差，還是其他因素（如外界環(huán)境變化、操作者觀測(cè)經(jīng)驗(yàn)不足等）引起的誤差，最終都會(huì)在測(cè)量結(jié)果上反映出來(lái)，即造成測(cè)量結(jié)果與被測(cè)量實(shí)際值存在差異，這種差異稱為測(cè)量誤差。可見，測(cè)量誤差是由多種原因共同造成的。根據(jù)產(chǎn)生原因的不同，測(cè)量誤差可分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和疏失誤差三大類。它們的定義、產(chǎn)生原因及消除方法見表。各種測(cè)量誤差的定義、產(chǎn)生原因及消除方法各種測(cè)量誤差的定義、產(chǎn)生原因及消除方法各種測(cè)量誤差的定義、產(chǎn)生原因及消除方法1.能建立有效數(shù)字的概念。2.熟悉測(cè)量結(jié)果的分析處理方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)§1-4測(cè)量結(jié)果的分析處理一、有效數(shù)字有效數(shù)字是指能夠正確反映測(cè)量準(zhǔn)確度的數(shù)字，具體是指從數(shù)據(jù)的左起第一個(gè)非零數(shù)字開始，到最右邊的欠準(zhǔn)確數(shù)字。1．有效數(shù)字的表示有效數(shù)字一般由兩部分組成，通過(guò)直讀獲得的準(zhǔn)確數(shù)字稱為可靠數(shù)字，而最后一位數(shù)字通常是在測(cè)量中估計(jì)讀出的，或是按規(guī)定取舍后得到的不可靠數(shù)字，稱為欠準(zhǔn)確數(shù)字。

所有測(cè)量數(shù)據(jù)都必須用有效數(shù)字表示。有效數(shù)字的表示要注意以下三點(diǎn)：（1）記錄測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)，每個(gè)數(shù)據(jù)只能有一位數(shù)字（最末一位）是估計(jì)讀數(shù)，其他數(shù)字都必須是準(zhǔn)確讀出的。（2）數(shù)字“0”在數(shù)據(jù)中可以是有效數(shù)字，也可以不是有效數(shù)字，這主要根據(jù)它是否能表示數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確程度來(lái)判斷。（3）為了明顯地表示有效數(shù)字的位數(shù)，通常用有效數(shù)字乘10的冪次的形式表示數(shù)據(jù)。2．有效數(shù)字的取舍規(guī)則（1）若第n位數(shù)字后面的數(shù)字大于5，則第n位數(shù)字加1，第n位數(shù)字后面的數(shù)全部舍去。（2）若第n位數(shù)字后面的數(shù)字小于5，則第n位數(shù)字不變，第n位數(shù)字后面的數(shù)全部舍去。（3）若第n位數(shù)字后面的數(shù)字等于5，應(yīng)視第n位數(shù)字而定；若第n位數(shù)字為偶數(shù)，則舍去不進(jìn)，即末位數(shù)字不變；若第n位數(shù)字為奇數(shù)，則舍“5”進(jìn)1，即末位數(shù)字加1。上述取舍規(guī)則可簡(jiǎn)單概括為四舍六入五配偶。3．有效數(shù)字的運(yùn)算規(guī)則（1）加減運(yùn)算首先對(duì)各個(gè)數(shù)據(jù)的有效數(shù)字進(jìn)行取舍，使各數(shù)據(jù)比小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的那項(xiàng)數(shù)據(jù)多保留一位小數(shù)，然后再進(jìn)行加減運(yùn)算，最后對(duì)運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字進(jìn)行取舍，使其小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)與原各項(xiàng)數(shù)據(jù)中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的項(xiàng)相同。（2）乘除運(yùn)算

乘除運(yùn)算與加減運(yùn)算的步驟類似，首先要對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)的有效數(shù)字進(jìn)行取舍，使各項(xiàng)數(shù)據(jù)比小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的那項(xiàng)數(shù)據(jù)多保留一位小數(shù)，然后進(jìn)行乘除運(yùn)算，最后對(duì)運(yùn)算結(jié)果的有效數(shù)字進(jìn)行取舍，使其小數(shù)點(diǎn)后的位數(shù)與原各項(xiàng)數(shù)據(jù)中小數(shù)點(diǎn)后位數(shù)最少的項(xiàng)相同。二、測(cè)量數(shù)據(jù)的表示方法與分析處理數(shù)據(jù)處理就是對(duì)測(cè)量獲得的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析，以便得到各被測(cè)量之間的關(guān)系有時(shí)還需要運(yùn)用數(shù)學(xué)分析的方法，推導(dǎo)出各被測(cè)量之間的函數(shù)關(guān)系。1．測(cè)量數(shù)據(jù)的表示方法常見的測(cè)量數(shù)據(jù)的表示方法有表格法、圖示法和經(jīng)驗(yàn)公式法。2．測(cè)量數(shù)據(jù)的分析處理若測(cè)量過(guò)程中影響測(cè)量誤差的各種因素不變，在相同的環(huán)境條件下，由同一測(cè)量人員、在同一臺(tái)儀器上、采用同樣的測(cè)量方法、對(duì)同一被測(cè)量作次數(shù)相同的測(cè)量，這種測(cè)量稱為等精密度測(cè)量。通過(guò)等精密度測(cè)量得到的一組數(shù)據(jù)中，可能同時(shí)包含系統(tǒng)誤差、偶然誤差和疏失誤差，為得到合理的測(cè)量結(jié)果，必須對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。1．掌握電工指示儀表的組成及其作用。2．熟悉電工指示儀表的主要技術(shù)要求。學(xué)習(xí)目標(biāo)§1-5電工指示儀表的組成和技術(shù)要求一、電工指示儀表的組成及其作用電工指示儀表的種類繁多，按照其工作原理可分為磁電系儀表、電磁系儀表、電動(dòng)系儀表和感應(yīng)系儀表四大類。被測(cè)電量轉(zhuǎn)換為儀表可動(dòng)部分的機(jī)械偏轉(zhuǎn)角，然后用指針偏轉(zhuǎn)角的大小來(lái)反映被測(cè)電量的數(shù)值。為了實(shí)現(xiàn)被測(cè)電量到儀表可動(dòng)部分機(jī)械偏轉(zhuǎn)角的轉(zhuǎn)換，電工指示儀表都是由測(cè)量線路和測(cè)量機(jī)構(gòu)兩大部分組成的，如圖所示。電工指示儀表的組成1.?測(cè)量線路測(cè)量線路通常由電阻、電容、電感、二極管等電子元器件組成。2.?測(cè)量機(jī)構(gòu)各種類型電工指示儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)盡管在結(jié)構(gòu)及工作原理上各不相同，但是它們都是由固定部分和可動(dòng)部分組成的。電工指示儀表的測(cè)量機(jī)構(gòu)必須包括以下五個(gè)主要裝置：（1）轉(zhuǎn)動(dòng)力矩裝置（2）反作用力矩裝置用游絲產(chǎn)生反作用力矩的裝置（3）阻尼力矩裝置阻尼力矩裝置（4）讀數(shù)裝置儀表的指示器安裝反射鏡的表盤（5）支撐裝置儀表的支撐方式二、電工指示儀表的技術(shù)要求

1.?經(jīng)濟(jì)合理的準(zhǔn)確度

2.?合適的靈敏度

3.?良好的讀數(shù)裝置儀表的標(biāo)度尺

4.?良好的阻尼裝置

5.?儀表本身消耗功率小

6.?足夠的絕緣強(qiáng)度

7.?足夠的過(guò)載能力

8.?儀表的變差小1．掌握電工數(shù)字儀表的組成及其作用。2．熟悉電工數(shù)字儀表的主要技術(shù)要求。學(xué)習(xí)目標(biāo)§1-6電工數(shù)字儀表的組成和技術(shù)要求一、電工數(shù)字儀表的組成1.?測(cè)量線路測(cè)量線路的任務(wù)是將被測(cè)模擬量轉(zhuǎn)換為便于進(jìn)行?！獢?shù)轉(zhuǎn)換的另一種模擬量（即中間量），由于現(xiàn)在實(shí)際使用的A/D轉(zhuǎn)換器所用的中間量都