《项目一电气测量的基本知识qxy.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《项目一电气测量的基本知识qxy.ppt（24页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、电气测量技术,邱兴云,目 录,项目一 电气测量的基本知识,任务三测量结果的数据处理,任务二测量方法与测量误差,任务一电工仪表的基本知识,任务一电工仪表的基本知识,一、电工仪表的分类,根据被测量的种类分类：电压表、电流表、功率表、电能表 频率表、相位表、电阻表等根据被测量是否随时间的变化而变化分类：直流表、交流表、交直流两用表 根据使用方式分类：便携式、安装式 根据仪表的测量方式分类：直读式仪表和比较式仪表根据仪表的工作原理分类：模拟指示仪表和数字仪表,任务一电工仪表的基本知识,一、电工仪表的分类,1直读式仪表 被测量通过仪表的测量电路和测量机构，直接反映在仪表的指示机构上。这种仪表称为直读式仪
2、表，它本身不包含标准量，而是事先与标准量比较再进行刻度，如电压表、电流表等。优点：使用方便、造价低、测量省时。缺点：准确度较低。2比较式仪表 用标准量与被测量直接进行比较而获得测量结果，这种仪表称为比较式仪表。显然，比较式仪表本身必须包含标准量，电桥、电位差计都属于此类仪表。优点：准确度高。缺点：造价高、测量费时。,任务一电工仪表的基本知识,二、电工仪表的组成和基本原理,1、模拟指示仪表的组成,任务一电工仪表的基本知识,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、。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。,任务一电工仪表的基本知识,二、数字仪表的组成,通过A/D 转换将电压转换为数字脉冲,由于 A/D 转换的对象必须是电压,所以需要测量线路将被测量转换为电压,数字脉冲经译码加到显示器,任务二测量方法与测量误差,一、测量方法,测量方式,直接测量,间接测量,组合测量,指被测量与中间量的函数式中还有其他未知数，须通过改变测量条件，得出不同条件下的关系方程组，然后解联立方程组求出被测量的数值。,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，再算出被测量。例如用伏安法测电阻。,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
4、电压表测量电压。,1.测量方式分类,任务二测量方法与测量误差,2.测量方法分类,测量方法,直读法,比较法,利用仪表直接读取测量数据。,零值法,较差法,替代法,将已知量与被测量先后置于同一测量装置中，若两次测量装置都处于相同状态，可认为被测量等于已知量，再从已知量读出被测量值。,从比较仪求得差值，根据度量器数值和比较差值，求得被测量的数值。,比较仪表指零时，从度量器读出被测量的数值,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。,任务二测量方法与测量误差,二、测量误差,1、测量误差的分类,测量误差 分类,系统误差,基本误差：由仪表结构造成的误差,附加误差：偏离规定的工作条件造成的
5、误差,随机误差：偶发原因引起大小方向都不确定的误差,疏忽误差：测量人员疏忽造成,任务二测量方法与测量误差,2.系统误差的表示方法 a.绝对误差 用测量值与被测量真值之间的差值所表示的误差称为绝对误差。b.相对误差绝对误差与被测量真值之比，称为相对误差。,任务二测量方法与测量误差,c.引用误差 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，其中绝对误差若取可能出现的最大值则称为最大引用误差，可以用来评价仪表性能,即仪表的准确度等级。,2.系统误差的表示方法,任务二测量方法与测量误差,d.正确度、精密度、准确度 正确度:表征系统误差的大小。精密度:指在多次精密测量中，测量读数重复一致的程度
6、，表征即随机误差的大小。准确度:表示测量中系统误差和随机误差两者的综合影响，系统误差小称之为正确度高，随机误差小称之为精密度高，准确度高则是指系统误差和随机误差都比较小。指既“正确”又“精密”的测量。可见准确度可以表示测量结果与被测真值的一致程度。,2.系统误差的表示方法,任务二测量方法与测量误差,3.偶然误差的表示方法,偶然误差一般用精密度表示，精密度用剩余误差计算，有三种表示方法：,a均方根误差（标准差）一系列测量结果的均方根误差为,贝塞尔公式,均方根误差表示对同一被测量进行多次测量所得结果的分散性，也称为测量列中单次测量的标准偏差。对同一被测量进行多次测量时，测量列算术平均值的标准偏差为
7、,任务二测量方法与测量误差,3.偶然误差的表示方法,b或然误差当 时，或然误差为 c算术平均误差当 时，,任务二测量方法与测量误差,4.测量误差的估计及系统误差的消除,a.直接测量方式的最大误差若直接测量所用仪表的准确度为K，则直接测量可能出现的相对误差最大值不会超过K值。,(1)测量误差的估计,任务二测量方法与测量误差,4.测量误差的估计及系统误差的消除,b.间接测量方式的最大误差 若被测量为n个中间量之和,(1)测量误差的估计,任务二测量方法与测量误差,4.测量误差的估计及系统误差的消除,若被测量为两个中间量之差,最大误差不仅与各中间量的相对误差有关，而且与中间量之差有关，差越小，被测量
8、y 的相对误差就越大。例如在并联电路中，用测到的总电流与一个支路电流去求得另一支路的电流，这种方法不可取。,(1)测量误差的估计,任务二测量方法与测量误差,4.测量误差的估计及系统误差的消除,若被测量为若干中间量之积或商,(1)测量误差的估计,任务二测量方法与测量误差,4.测量误差的估计及系统误差的消除,从制造角度：改进仪表结构和制造工艺，如减少转动部分的摩擦，加强对外界电磁场的屏蔽等。这也是消除系统误差最根本的办法。从使用角度：使用者无法改变仪表的结构，只能在使用中采用比较法、正负误差补偿法等来减小误差，例如测量后将仪表调转 180，重测一次，用两次测量平均值作为测量值，以消除地磁的影响，或
9、利用校正值求得被测量的真值。,(2)系统误差的消除,任务三测量结果的数据处理,随机误差的特点 随机误差是由一些偶发原因引起的误差，例如电磁场微变、热起伏、空气扰动、大地微振等。在一组测量数据列中，随机误差通常呈正则分布，表现为有界性、单峰性和正负误差出现几率相等的特点。随机误差值一般都比较小，工程上的测量可以不予考虑。只有在精密实验时才需要进行计算。计算前首先要进行多次测量，取得大量数据，然后按以下步骤进行。,任务三测量结果的数据处理,二、计算步骤 第一步：先从多次测量值中求得其算术平均值。,第二步：求出每次测量值的剩余误差，并且只 有测量列的剩余误差总和为 0 时，才说明所计算的算术平均值是正确的。否则必须重算,任务三测量结果的数据处理,第三步：用贝塞尔公式求出标准差的估计值,第四步：三倍标准差的估计值称为极限误差，应检查测量列中的剩余误差，是否有超过极限误差 的数据，如有则该项测量值属于坏值应予剔除，然后按以上步骤重新计算。第五步：求算术平均值的标准差，并用 表示测量结果的可信赖程度。,
