电气测量第一章1.ppt

第一章 电工仪表与测量的基本知识 第一节 测量方法的分类 第二节 电工仪表的分类 第三节 电工仪表的组成和基本原理 第四节 测量误差及其表示方法 第五节 系统误差的消除与随机误差的估计 第六节 工程上最大测量误差的估计 本章要点 本章第一、二、三节主要介绍各类仪表的基本工作原理，了解各类仪表都是通过变换，把被测电磁量转换为可阅读的数字或机械偏移，以达到测量的目的。 本章第四、五节主要是介绍产生误差的原因、误差的估计、误差的表示方法，以及如何在测量中减少误差。 第一节 测量方法的分类 一、测量方式分类 直接测量：直接测量是指仪表读出值就是被测的电磁量，例如用电流表测量电流，用电压表测量电压。 间接测量：指要利用某种中间量与被测量之间的函数关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量。例如用伏安法测电阻。 组合测量：在被测的未知量与某个中间量的函数关系式中还有其他未知数，必须通过改变测量条件，写出不同条件下的关系方程组，通过解联立方程组求出被测量的数值。 二、数据读取方法分类 直读法：利用仪表直接读取测量数据。 比较法：将被测量与度量器放在比较仪器上进行比较，从而求得被测量的数值。此法又分为 1.零值法：比较仪表指零时，从度量器读出被测量的数值。 2.较差法：从比较仪求得差值，再根据度量器数值和比较差值，经计算求得被测量的数值。 3.替代法：将已知量与被测量先后置于同一测量装置中，若先后两次测量装置都处于相同状态，可认为被测量等于已知量，然后从已知量读出被测量值。 第二节 电工仪表的分类 一、模拟指示仪表 模拟指示仪表是将被测电磁量转换为可动部分的角位移，然后根据可动部分指针在标尺上的位置直接读出被测量的数值。 二、数字仪表 数字仪表是将被测电磁量转换为电压，再转换为数字量，并以数字方式直接显示。 三、比较仪器 指使用电桥、补偿等方法，将标准度量器与被测量置于比较仪器中进行比较，从而求得被测量。这类仪器除需要仪表本体外（如电桥、电位差计等）还需要检流设备、度量器等参与。 第三节 电工仪表的组成和基本原理 一、模拟指示仪表的组成 模拟指示仪表中的三大部件 1.产生转动力矩的装置：利用电磁力的有磁电式、电磁式、电动式、感应式、振动式等。利用电荷作用力的有静电式等。 2.产生反作用力矩的装置：主要有游丝、悬丝等。 3.产生阻尼力矩的装置：可以利用电磁阻尼、空气阻尼、油阻尼等。 二、数字仪表的组成 第四节 测量误差及其表示方法 ? 一、测量误差的分类 一、测量误差的分类 根据测量误差的性质，测量误差可分为随机误差、系统误差、粗大误差三类。 1.随机误差 定义: 在同一测量条件下（指在测量环境、测量人员、测量技术和测量仪器都相同的条件下），多次重复测量同一量值时（等精度测量），每次测量误差的绝对值和符号都以不可预知的方式变化的误差，称为随机误差或偶然误差，简称随差。 一、测量误差的分类 1.随机误差 随机误差主要由对测量值影响微小但却互不相关的大量因素共同造成。这些因素主要是噪声干扰、电磁场微变、零件的摩擦和配合间隙、热起伏、空气扰动、大地微震、测量人员感官的无规律变化等。 一、测量误差的分类 例：对一不变的电压在相同情况下，多次测量得到 1.235V，1.237V，1.234V，1.236V，1.235V，1.237V。 单次测量的随差没有规律， 但多次测量的总体却服从统计规律。 可通过数理统计的方法来处理,即求算术平均值 一、测量误差的分类 2.系统误差 定义： 在同一测量条件下，多次测量重复同一量时，测量误差的绝对值和符号都保持不变，或在测量条件改变时按一定规律变化的误差，称为系统误差。例如仪器的刻度误差和零位误差，或值随温度变化的误差。 一、测量误差的分类 2.系统误差 产生的主要原因是仪器的制造、安装或使用方法不正确，环境因素（温度、湿度、电源等）影响，测量原理中使用近似计算公式，测量人员不良的读数习惯等。 一、测量误差的分类 2.系统误差 系统误差表明了一个测量结果偏离真值或实际值的程度。系差越小，测量就越准确。 系统误差的定量定义是：在重复性条件下，对同一被测量进行无限多次测量所得结果的平均值与被测量的真值之差。即 2、系统误差 系统误差特征：有其对应的规律性，它不能依靠增加测量次数来加以消除，一般可通过试验分析方法掌握其变化规律，并按照相应规