电工学PPT第九章 电气测量技术.pptx
第9章电气测量技术
9.1测量基础知识
9.2测量误差及其表示方法
9.3模拟指示仪表
9.4数字式仪表
9.5比较式仪表
9.6电压和电流的测量OU。7(功率和电能的测量
9.8电阻、电感和电容的测量
本章重点
·误差的表示方法
·常用仪表的使用
·电压、电流、功率、电能、电阻、
电感和电容的测量
9.1测量基础知识
1.测量及测量单位
要想确定被测量的大小，必须有一个参考量，即标准量，把这个参考量定义为单位。
测量的结果通常可用两部分表示：一部分是数字值，另一部分是测量单位的名称，一般表示为
X=Ax·X₀
式中X表示被测量，Ax表示测量所得的数值，即单位的倍数，X₀表示测量单位。
国际单位制中有七个基本单位，
长度单位——米(m);质量单位——千克(kg);
时间单位——秒(s);电流单位——安培(A);
热力学温度单位——开尔文(K);光强单位——坎德拉(cd);
物质的量单位——摩尔(mol)。
物理量
定义方程式
单位名称↵
单位代号
中文
国际↵
电量
q=It
库伦
库
C↵
电压
伏特
伏
V↵
电容
法拉
法
F↵
电阻
欧姆
欧
Q↵
电阻率
欧姆·米↵
欧·米↵
Ω·m
电导
西门子
西
S↵
电场强度
伏特每米
伏/米
V/m
磁通
△Φm=E-△t
韦伯
韦
Wb↵
磁感应强度
特斯拉↵
特↵
T
磁场强度
安培每米↵
安培(米
A/m↵
表9-1电磁学单位的部分SI导出单位
2.测量方式的分类
(1)直接测量
在测量过程中，能够直接将被测量与标准量进行比较，或能够直接用事先刻度好的测量仪器对被测量进行测量，从而直接获得被测量数值的测量方法，称为直接测量。例如：用电压表测量电压、用电度表测量电能以及用直流电桥测量电阻等都是直接测量。直接测量广泛应用于工程测量中。
(2)间接测量
测量中，通过对与被测量有一定函数关系的几个量进行直接测量，然后再按这个函数关系计算出被测量的数字，这种测量方式称为间接测量。例如：测量电阻时，可用电压表测出该电阻两端的电压，用电流表测出流过它的电流，然后根据欧姆定律，间接计算出电阻数值。
3.测量方法分类
(1)直读法
用直接指示被测量的数值的指示仪表进行测量，能够直接在仪表上读取读数。在直读法的测量过程中，度量器不直接参与作用。
(2)比较法
①平衡法(零值法)。在测量过程中，连续改变标准量，使它产生的效应与被测量产生的效应相互抵消或平衡，这种方法称为平衡法。由于在平衡时指示器指零，所以又称为零值法。用电桥和电位差计进行测量就是应用平衡法原理。
②微差法(差值法)。如果在平衡法过程中，被测量与标准量不能平衡或标准量不便调节，则用测量仪器测量二者的差值或正比于差值的量，进而根据标准量的数值确定被测量的大小，这种方法就称为微差法。
③替代法。将被测量与标准量分别接入同测量装置，在标准量替代被测量的情况“下调节标准量使测量装置的工作状态保持不变，从而可以用标准量的数值来确定被测量的大小，这种方法就称为替代法。
9.2测量误差及其表示方法
1.测量仪表的误差
一种是基本误差，它是由仪表本身的因素引起的，比如由弹簧永久变形或刻度不准确等造成的固有误差；
另一种是附加误差，它是由外加因素引起的，比如测量方法不正确，读数不准确，电磁干扰等。
2.测量误差的表示方法
(1)绝对误差：指的是测量仪表的读数Ax与实际值A₀之间的差值，即
(2)相对误差：指的是绝对误差△A与实际值A₀之比，用γ表示，以百分
数记。即
(3)引用误差：绝对误差和相对误差是从误差的表示和测量的结果来反映某一测量值的误差情况，但并不能用来评价测量仪表和测量仪器的准确度。为计算和划分测量指示仪表的准确度等级，又提出了引用误差的概念。以绝对误差与仪表上量限的比值所表示的误差称为引用误差，用表示
【例9-1】用一电压表测量200V电压时，其绝对误差为+1V。用另一电压表测量另一电压读数为20V时，绝对误差为+0.5V。求它们的
相对误差。
解：
它表示仪表在正常工作条件下使用时可能产生的最大引用误差的数值不超过。该电流表的准确度等级为1.5级。
表9-2仪表的准确度等级
wy
【例9-2】某电流表的量程为100mA,发现在50mA刻度处的误差最大，其绝对值为1.5mA,其他刻度处的误差的绝对值都小于1.5mA,则该电流表的最大引用