電工儀表發(fā)展史

1、電工儀表講課的有關(guān)資料電工儀表的發(fā)展概況19世紀(jì)220年代代，相繼繼制造出出檢流計(jì)計(jì)、惠斯斯登電橋橋等電工工指示儀儀表；1895年年設(shè)計(jì)制制造出世世界上第第一臺(tái)感感應(yīng)系電電能表；1952年年制造出出世界上上第一臺(tái)臺(tái)電子管管數(shù)字式式電壓表表；60年代生生產(chǎn)出晶晶體管數(shù)數(shù)字式電電壓表；70年代研研制出集集成電路路的數(shù)字字式電壓壓表； 目前，電電工測量量技術(shù)正正向自動(dòng)動(dòng)化、智智能化的的方向發(fā)發(fā)展常用電工儀儀表的分分類、型型號和標(biāo)標(biāo)志電工測量就就是將被被測的電電量、磁磁量或電電參數(shù)與與同類標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)進(jìn)行比較較，從而而確定出出被測量量大小的的過程。 在電工測量量中，除除了應(yīng)根根據(jù)測量量對象正正確選擇擇和

2、使用用電工儀儀表外，還還必須采采取合理理的測量量方法，掌掌握正確確的操作作技能，才才能盡可可能地減減小測量量誤差。一、常用電電工儀表表的分類類在電工測量量中，測測量各種種電量、磁磁量及電電路參數(shù)數(shù)的儀器器儀表統(tǒng)統(tǒng)稱為電電工儀表表。電工儀表種種類很多多,按結(jié)構(gòu)構(gòu)和用途途不同,主要分分為指示示儀表、比比較儀表表、數(shù)字字儀表和和智能儀儀表四大大類。指示儀表特點(diǎn)：能將將被測量量轉(zhuǎn)換為為儀表可可動(dòng)部分分的機(jī)械械偏轉(zhuǎn)角角，并通通過指示示器直接接指示出出被測量量的大小小，故又又稱為直直讀式儀儀表。 按工工作原理理分類 ： 主要有有磁電系系儀表、電電磁系儀儀表、電電動(dòng)系儀儀表和感感應(yīng)系儀儀表。此此外,還有整整

3、流系儀儀表、鐵鐵磁電動(dòng)動(dòng)系儀表表等。 典型型儀表：安裝式式儀表、便便攜式儀儀表比較儀表比較儀表的的特點(diǎn)：在測量量過程中中，通過過被測量量與同類類標(biāo)準(zhǔn)量量進(jìn)行比比較，然然后根據(jù)據(jù)比較結(jié)結(jié)果才能能確定被被測量的的大小。比較儀表分分類：直直流比較較儀表和和交流比比較儀表表。直流流電橋和和電位差差計(jì)屬于于直流比比較儀表表，交流流電橋?qū)賹儆诮涣髁鞅容^儀儀表。典型儀表：比較式式直流電電橋數(shù)字儀表數(shù)字儀表的的特點(diǎn)：采用數(shù)數(shù)字測量量技術(shù)，并并以數(shù)碼碼的形式式直接顯顯示出被被測量的的大小。數(shù)字儀表的的分類：常用的的有數(shù)字字式電壓壓表、數(shù)數(shù)字式萬萬用表、數(shù)數(shù)字式頻頻率表等等。典型儀表：數(shù)字式式電壓表表智能儀表智能

4、儀表的的特點(diǎn)：利用微微處理器器的控制制和計(jì)算算功能，這這種儀器器可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)程控、記記憶、自自動(dòng)校正正、自診診斷故障障、數(shù)據(jù)據(jù)處理和和分析運(yùn)運(yùn)算等功功能。智能儀表的的分類：智能儀儀表一般般分為兩兩大類：一類是是帶微處處理器的的智能儀儀器；另另一類是是自動(dòng)測測試系統(tǒng)統(tǒng)。典型儀表：數(shù)字式式存儲(chǔ)示示波器二、電工指指示儀表表的型號號安裝式指示示儀表的的型號便攜式指示示儀表的的型號電能表的型型號系列代號中中DD單相相電能表表DS三相相電能表表DX無功功電能表表三、電工儀儀表的標(biāo)標(biāo)志不同的電工工儀表具具有不同同的技術(shù)術(shù)特性，為為方便選選擇和使使用儀表表，規(guī)定定用不同同的符號號來表示示這些技技術(shù)特性性，并標(biāo)標(biāo)注

5、在儀儀表的面面板上，這這些圖形形符號叫叫做儀表表的標(biāo)志志。測量單位的的符號按外界條件件分組的的符號誤差：在電電工測量量中，無無論哪種種電工儀儀表，也也不論其其質(zhì)量多多高，它它的測量量結(jié)果與與被測量量的實(shí)際際值之間間總會(huì)存存在一定定的差值值，這個(gè)個(gè)差值叫叫做誤差差。準(zhǔn)確度：是是指儀表表的測量量結(jié)果與與實(shí)際值值的接近近程度。 可見，儀儀表的準(zhǔn)準(zhǔn)確度越越高，誤誤差越小小。誤差差值的大大小可以以用來反反映儀表表本身的的準(zhǔn)確程程度。一、儀表的的誤差基本誤差：儀表在在正常工工作條件件下，由由于儀表表本身的的結(jié)構(gòu)、制制造工藝藝等方面面的不完完善而產(chǎn)產(chǎn)生的誤誤差叫基基本誤差差。基本本誤差是是儀表本本身所固固有

6、的誤誤差，一一般無法法消除。附加誤差：儀表因因?yàn)槠x離了規(guī)定定的工作作條件而而產(chǎn)生的的誤差叫叫附加誤誤差。附附加誤差差實(shí)際上上是一種種因外界界工作條條件改變變而造成成的額外外誤差，一一般可以以設(shè)法消消除。二、誤差的的表示方方法絕對誤差相對誤差引用誤差絕對誤差：儀表的的指示值值A(chǔ)x與被測測量實(shí)際際值A(chǔ)0之間的的差值，叫叫做絕對對誤差。 AxA0在計(jì)算算值時(shí)，通通?？捎糜脴?biāo)準(zhǔn)表表的指示示值作為為被測量量的實(shí)際際值。 將將上式變變形可得得 AA0AxAx+（）Ax +C 上式式中的CC稱為儀儀表的校校正值。實(shí)際中在測測量同一一被測量量時(shí)，我我們可以以用絕對對誤差的的絕對值值來比較較不同儀儀表的準(zhǔn)準(zhǔn)確

7、程度度，越小小的儀表表越準(zhǔn)確確。用一只標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)電壓表表來校驗(yàn)驗(yàn)甲、乙乙兩只電電壓表，當(dāng)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)表表的指示示值為2220VV時(shí)，甲甲、乙兩兩表的讀讀數(shù)分別別為2220.55V和2199V，求求甲、乙乙兩表的的絕對誤誤差。 解：代代入絕對對誤差的的定義式式得 甲表的的絕對誤誤差 1Ax1A0 2200.522000.55V 乙表的的絕對誤誤差 2Ax2A0 219922001VV相對誤差：絕對誤差與被測測量實(shí)際際值A(chǔ)0比值的的百分?jǐn)?shù)數(shù)，叫做做相對誤誤差，即 一般情況下下實(shí)際值值A(chǔ)0難以確確定，而而儀表的的指示值值A(chǔ)xA0，故故可用以以下公式式計(jì)算實(shí)際測量中中，相對對誤差不不僅常用用來表示示測量結(jié)結(jié)果的

8、準(zhǔn)準(zhǔn)確程度度，而且且便于在在測量不不同大小小的被測測量時(shí)，對對其測量量結(jié)果的的準(zhǔn)確程程度進(jìn)行行比較。例 已知甲甲表測量量2000V電壓壓時(shí)l+2V，乙乙表測量量10VV電壓時(shí)時(shí)2+1VV，試比比較兩表表的相對對誤差。解：甲表相相對誤差差為 乙表表相對誤誤差為在測量不同同大小的的被測量量時(shí)，不不能簡單單地用絕絕對誤差差來判斷斷測量結(jié)結(jié)果的準(zhǔn)準(zhǔn)確程度度。只能能用相對對誤差來來比較測測量結(jié)果果的準(zhǔn)確確程度。引用誤差絕對誤差與儀表表量程（最最大讀數(shù)數(shù)）Am比值的的百分?jǐn)?shù)數(shù)，叫做做引用誤誤差m，即工程中，一一般采用用引用誤誤差來反反映儀表表的準(zhǔn)確確程度。引用誤差實(shí)實(shí)際上就就是儀表表在最大大讀數(shù)時(shí)時(shí)的相對

9、對誤差，即即滿度相相對誤差差。因?yàn)闉榻^對誤誤差基本不不變，儀儀表量程程Am也不變變，故引引用誤差差m可以用用來表示示一只儀儀表的準(zhǔn)準(zhǔn)確程度度。三、儀表的的準(zhǔn)確度度國家標(biāo)準(zhǔn)中中規(guī)定以以最大引引用誤差差來表示示儀表的的準(zhǔn)確度度。儀表的準(zhǔn)確確度：儀儀表的最最大絕對對誤差m與儀表表量程AAm比值的的百分?jǐn)?shù)數(shù)，叫做做儀表的的準(zhǔn)確度度（K）。即即 K表示儀表表的準(zhǔn)確確度等級級，它的的百分?jǐn)?shù)數(shù)表示儀儀表在規(guī)規(guī)定條件件下的最最大引用用誤差。 最大引引用誤差差越小，儀儀表的基基本誤差差越小，準(zhǔn)準(zhǔn)確度越越高。 儀表的基本本誤差準(zhǔn)確度等級0.10.20.51.01.52.55.0基本誤差（%）0.10.20.51.

10、01.52.55.0若已知儀表表量程，可可求出不不同準(zhǔn)確確度等級級儀表所所允許的的最大絕絕對誤差差m，即例用準(zhǔn)準(zhǔn)確度等等級為55.0級級、量程程為5000V的的電壓表表，分別別測量550V和和5000V的電電壓。求求其相對對誤差各各為多少少?解：先求出出該表的的最大絕絕對誤差差測量50VV電流時(shí)時(shí)產(chǎn)生的的相對誤誤差為測量5000V電流流時(shí)產(chǎn)生生的相對對誤差為為由以上計(jì)算算結(jié)果可可以看出出:一般情況下下,測量結(jié)結(jié)果的準(zhǔn)準(zhǔn)確度并并不等于于儀表的的準(zhǔn)確度度，只有有當(dāng)被測測量正好好等于儀儀表量程程時(shí)，兩兩者才會(huì)會(huì)相等。實(shí)際測量時(shí)時(shí)，為保保證測量量結(jié)果的的準(zhǔn)確性性，不僅僅要考慮慮儀表的的準(zhǔn)確度度，還要要

11、選擇合合適的量量程。根據(jù)產(chǎn)生測測量誤差差的原因因不同，測測量誤差差可分為為： 系統(tǒng)誤誤差 偶然誤誤差 疏失誤誤差 一、系系統(tǒng)誤差差定義：指在在相同條條件下多多次測量量同一量量時(shí)，誤誤差的大大小和符符號均保保持不變變，而在在條件改改變時(shí)遵遵從一定定規(guī)律變變化的誤誤差。系統(tǒng)誤差產(chǎn)產(chǎn)生的原原因測量儀表的的誤差。包包括基本本誤差和和附加誤誤差。測量方法的的誤差。儀表受外磁磁場的影影響。儀表本身不不完善和和外界因因素影響響造成的的誤差。消除系統(tǒng)誤誤差的方方法重新配置合合適的儀儀表或?qū)x表進(jìn)進(jìn)行校正正。采用合理的的測量方方法。采用正負(fù)誤誤差補(bǔ)償償法。采用替代法法。引入校正值值。二、偶然誤誤差定義：偶然然

12、誤差是是一種大大小和符符號都不不固定的的誤差，又又稱為“隨機(jī)誤誤差”偶然誤差產(chǎn)產(chǎn)生的原原因及消消除方法法原因：偶然然誤差主主要由外外界環(huán)境境的偶發(fā)發(fā)性變化化引起。 消除除方法：采用增增加重復(fù)復(fù)測量次次數(shù)取算算術(shù)平均均值的方方法來消消除偶然然誤差對對測量結(jié)結(jié)果的影影響。 三、疏失誤誤差定義：疏失失誤差是是一種嚴(yán)嚴(yán)重歪曲曲測量結(jié)結(jié)果的誤誤差。疏失誤差產(chǎn)產(chǎn)生的原原因及消消除方法法原因：主要要由于操操作者的的粗心和和疏忽造造成。另另外也包包括由于于操作者者素質(zhì)太太差，不不懂正確確讀數(shù)而而造成的的誤差。 消除除方法：對含有有疏失誤誤差的測測量結(jié)果果應(yīng)拋棄棄不用。消消除疏失失誤差的的根本方方法是加加強(qiáng)操作

13、作者的工工作責(zé)任任心，倡倡導(dǎo)認(rèn)真真負(fù)責(zé)的的工作態(tài)態(tài)度，同同時(shí)要提提高操作作者的素素質(zhì)和技技能水平平電工指示儀儀表的技技術(shù)要求求要有足夠的的準(zhǔn)確度度要有合適適的靈敏敏度要有良好好的讀數(shù)數(shù)裝置要有良好好的阻尼尼裝置儀表本身身消耗功功率小要有足夠夠的絕緣緣強(qiáng)度要有足夠夠的過載載能力儀表的變變差要小小一、要有足足夠的準(zhǔn)準(zhǔn)確度標(biāo)準(zhǔn)表或精精密測量量時(shí)可選選用0.1級或或0.22級的儀儀表。實(shí)驗(yàn)室一般般選用00.5級級或1.0級的的儀表。一般的工程程測量可可選用11.5級級以下的的儀表。儀表的靈敏敏度在電工指示示儀表中中，儀表表可動(dòng)部部分偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角的變變化量與被測測量的變變化量x之比值值叫做儀儀表的靈靈敏度。

14、用用S表示。即即靈敏度描描述了儀儀表對被被測量的的反應(yīng)能能力，即即反映了了儀表所所能測量量的最小小被測量量。二、要有合合適的靈靈敏度在實(shí)際測量量中，要要根據(jù)被被測量的的要求選選擇合適適的靈敏敏度。 例如萬用表表的測量量機(jī)構(gòu)就就要選用用靈敏度度較高的的儀表，而而一般工工程測量量就不要要選用靈靈敏度較較高的儀儀表，以以降低成成本。三、要有良良好的讀讀數(shù)裝置置良好的讀數(shù)數(shù)裝置是是指儀表表的標(biāo)度度尺刻度度應(yīng)盡量量均勻，以以便于準(zhǔn)準(zhǔn)確讀數(shù)數(shù)。對刻刻度不均均勻的標(biāo)標(biāo)度尺，應(yīng)應(yīng)標(biāo)明讀讀數(shù)的起起點(diǎn)，并并用符號號“ ”表示示。 四、要有良良好的阻阻尼裝置置 良好的阻尼尼裝置是是指當(dāng)儀儀表接入入電路后后，指針針在

15、平衡衡位置附附近擺動(dòng)動(dòng)的時(shí)間間要盡可可能短，在在儀表測測量時(shí)指指針能夠夠均勻地地、平穩(wěn)穩(wěn)地指向向平衡位位置,以便迅迅速讀數(shù)數(shù)。 若阻尼裝置置失效，則則儀表會(huì)會(huì)出現(xiàn)指指針在平平衡位置置左右擺擺動(dòng)，長長時(shí)間不不能停留留在平衡衡位置，從從而延長長讀數(shù)的的時(shí)間。 五、儀表本本身消耗耗功率小小 如果儀表本本身消耗耗功率太太大，輕輕者會(huì)改改變被測測電路原原有的工工作狀態(tài)態(tài)，從而而產(chǎn)生較較大的測測量誤差差，重者者可能造造成儀表表損壞。 六、要有足足夠的絕絕緣強(qiáng)度度 使用中嚴(yán)禁禁測量電電路的電電壓超過過儀表的的絕緣強(qiáng)強(qiáng)度試驗(yàn)驗(yàn)電壓，否否則將引引起危害害人身和和設(shè)備安安全的事事故七、要有足足夠的過過載能力力 在

16、實(shí)際使用用中，由由于某些些原因使使儀表過過載的現(xiàn)現(xiàn)象經(jīng)常常發(fā)生，因因此要求求儀表具具有足夠夠的抗過過載能力力，以延延長儀表表的使用用壽命。否否則儀表表一旦過過載，輕輕者指針針被打彎彎，重者者可能損損壞儀表表。 八、儀表的的變差要要小 儀表在反復(fù)復(fù)測量同同一被測測量時(shí)，由由于摩擦擦等原因因造成的的兩次讀讀數(shù)不同同，它們們的差值值稱為“變差”。一般要求儀儀表的“變差”不應(yīng)超超過其基基本誤差差的絕對對值。 常用電工測測量方法法一、直接測測量法特點(diǎn)：凡能能用直接接指示的的儀器儀儀表讀取取被測量量數(shù)值，而而無需度度量器直直接參與與的測量量方法，叫叫做直接接測量法法。適用范圍：適用于于準(zhǔn)確度度要求不不太高

17、的的場合。直接測量法法的優(yōu)缺缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：方法法簡便，讀讀數(shù)迅速速。缺點(diǎn)：由于于儀表接接入被測測電路后后，會(huì)使使電路工工作狀態(tài)態(tài)發(fā)生變變化，因因而這種種測量方方法的準(zhǔn)準(zhǔn)確度較較低。舉例：電流流表測量量電流，電電壓表測測量電壓壓，功率率表測量量功率等等。二、間接測測量法特點(diǎn)：測量量時(shí)先測測出與被被測量有有關(guān)的電電量，然然后通過過計(jì)算求求得被測測量數(shù)值值的方法法，叫做做間接測測量法。 適適用范圍圍：在準(zhǔn)準(zhǔn)確度要要求不高高的特殊殊場合。間接測量法法的優(yōu)缺缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：在準(zhǔn)準(zhǔn)確度要要求不高高的一些些特殊場場合應(yīng)用用十分方方便。 缺點(diǎn)：誤差差較大。舉例：伏安安法測量量電阻；通過測測量晶體體三極管管發(fā)射極極電壓求求得放大大器靜態(tài)態(tài)工作點(diǎn)點(diǎn)IC的方法法。 三、比較測測量法特點(diǎn)：凡在在測量過過程中需需要度量量器的直直接參與與，并通通過比較較儀表來來確定被被測量數(shù)數(shù)值的方方法叫做做比較測測量法。 適用范圍：適用于于測量要要求準(zhǔn)確確度較高高的場合合。 比較測量法法的分類類 零值法：在在測量過過程中，通通過改變變標(biāo)準(zhǔn)量量，使其其與被