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(cè)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(lèi)、型型號(hào)和標(biāo)標(biāo)志電工測(cè)量就就是將被被測(cè)的電電量、磁磁量或電電參數(shù)與與同類(lèi)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)進(jìn)行比較較，從而而確定出出被測(cè)量量大小的的過(guò)程。 在電工測(cè)量量中，除除了應(yīng)根根據(jù)測(cè)量量對(duì)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(cè)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(cè)量量誤差。一、常用電電工儀表表的分類(lèi)類(lèi)在電工測(cè)量量中，測(cè)測(cè)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(chēng)為電電工儀表表。電工儀表種種類(lèi)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(lèi)。指示儀表特點(diǎn)：能將將被測(cè)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(guò)指示示器直接接指示出出被測(cè)量量的大小小，故又又稱(chēng)為直直讀式儀儀表。 按工工作原理理分類(lèi) ： 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(cè)量量過(guò)程中中，通過(guò)過(guò)被測(cè)量量與同類(lèi)類(lèi)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(cè)量的的大小。比較儀表分分類(lèi)：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(cè)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(cè)量的的大小。數(shù)字儀表的的分類(lèi)：常用的的有數(shù)字字式電壓壓表、數(shù)數(shù)字式萬(wàn)萬(wàn)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(lèi)：智能儀儀表一般般分為兩兩大類(lèi)：一類(lèi)是是帶微處處理器的的智能儀儀器；另另一類(lèi)是是自動(dòng)測(cè)測(cè)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(hào)號(hào)安裝式指示示儀表的的型號(hào)便攜式指示示儀表的的型號(hào)電能表的型型號(hào)系列代號(hào)中中DD單相相電能表表DS三相相電能表表DX無(wú)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(hào)號(hào)來(lái)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(hào)叫叫做儀表表的標(biāo)志志。測(cè)量單位的的符號(hào)按外界條件件分組的的符號(hào)誤差：在電電工測(cè)量量中，無(wú)無(wú)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(cè)量量結(jié)果與與被測(cè)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(cè)量量結(jié)果與與實(shí)際值值的接近近程度。 可見(jiàn)，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(lái)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?；颈菊`差是是儀表本本身所固固有

6、的誤誤差，一一般無(wú)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(duì)誤差相對(duì)誤差引用誤差絕對(duì)誤差：儀表的的指示值值A(chǔ)x與被測(cè)測(cè)量實(shí)際際值A(chǔ)0之間的的差值，叫叫做絕對(duì)對(duì)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(cè)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(chēng)為儀儀表的校校正值。實(shí)際中在測(cè)測(cè)量同一一被測(cè)量量時(shí)，我我們可以以用絕對(duì)對(duì)誤差的的絕對(duì)值值來(lái)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(lái)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(duì)誤誤差。 解：代代入絕對(duì)對(duì)誤差的的定義式式得 甲表的的絕對(duì)誤誤差 1Ax1A0 2200.522000.55V 乙表的的絕對(duì)誤誤差 2Ax2A0 219922001VV相對(duì)誤差：絕對(duì)誤差與被測(cè)測(cè)量實(shí)際際值A(chǔ)0比值的的百分?jǐn)?shù)數(shù)，叫做做相對(duì)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(cè)量中中，相對(duì)對(duì)誤差不不僅常用用來(lái)表示示測(cè)量結(jié)結(jié)果的

8、準(zhǔn)準(zhǔn)確程度度，而且且便于在在測(cè)量不不同大小小的被測(cè)測(cè)量時(shí)，對(duì)對(duì)其測(cè)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(cè)量量2000V電壓壓時(shí)l+2V，乙乙表測(cè)量量10VV電壓時(shí)時(shí)2+1VV，試比比較兩表表的相對(duì)對(duì)誤差。解：甲表相相對(duì)誤差差為 乙表表相對(duì)誤誤差為在測(cè)量不同同大小的的被測(cè)量量時(shí)，不不能簡(jiǎn)單單地用絕絕對(duì)誤差差來(lái)判斷斷測(cè)量結(jié)結(jié)果的準(zhǔn)準(zhǔn)確程度度。只能能用相對(duì)對(duì)誤差來(lái)來(lái)比較測(cè)測(cè)量結(jié)果果的準(zhǔn)確確程度。引用誤差絕對(duì)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(lái)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(duì)

9、對(duì)誤差，即即滿(mǎn)度相相對(duì)誤差差。因?yàn)闉榻^對(duì)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(lái)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中中規(guī)定以以最大引引用誤差差來(lái)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(duì)對(duì)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(jí)級(jí)，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(jí)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(jí)級(jí)儀表所所允許的的最大絕絕對(duì)誤差差m，即例用準(zhǔn)準(zhǔn)確度等等級(jí)為55.0級(jí)級(jí)、量程程為5000V的的電壓表表，分別別測(cè)量550V和和5000V的電電壓。求求其相對(duì)對(duì)誤差各各為多少少?解：先求出出該表的的最大絕絕對(duì)誤差差測(cè)量50VV電流時(shí)時(shí)產(chǎn)生的的相對(duì)誤誤差為測(cè)量5000V電流流時(shí)產(chǎn)生生的相對(duì)對(duì)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(cè)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(cè)測(cè)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(cè)量時(shí)時(shí)，為保保證測(cè)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(cè)測(cè)量誤差差的原因因不同，測(cè)測(cè)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(cè)量量同一量量時(shí)，誤誤差的大大小和符符號(hào)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(cè)量?jī)x表的的誤差。包包括基本本誤差和和附加誤誤差。測(cè)量方法的的誤差。儀表受外磁磁場(chǎng)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)?duì)儀表進(jìn)進(jìn)行校正正。采用合理的的測(cè)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(hào)都不不固定的的誤差，又又稱(chēng)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(cè)量次次數(shù)取算算術(shù)平均均值的方方法來(lái)消消除偶然然誤差對(duì)對(duì)測(cè)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(cè)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(duì)含有有疏失誤誤差的測(cè)測(cè)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(guò)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(cè)量量時(shí)可選選用0.1級(jí)或或0.22級(jí)的儀儀表。實(shí)驗(yàn)室一般般選用00.5級(jí)級(jí)或1.0級(jí)的的儀表。一般的工程程測(cè)量可可選用11.5級(jí)級(jí)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(cè)測(cè)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(duì)被被測(cè)量的的反應(yīng)能能力，即即反映了了儀表所所能測(cè)量量的最小小被測(cè)量量。二、要有合合適的靈靈敏度在實(shí)際測(cè)量量中，要要根據(jù)被被測(cè)量的的要求選選擇合適適的靈敏敏度。 例如萬(wàn)用表表的測(cè)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(cè)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(duì)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(hào)號(hào)“ ”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(cè)測(cè)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(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間不不能停留留在平衡衡位置，從從而延長(zhǎng)長(zhǎng)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(cè)測(cè)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(cè)測(cè)量誤差差，重者者可能造造成儀表表?yè)p壞。 六、要有足足夠的絕絕緣強(qiáng)度度 使用中嚴(yán)禁禁測(cè)量電電路的電電壓超過(guò)過(guò)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(guò)過(guò)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(guò)過(guò)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(guò)過(guò)載能力力，以延延長(zhǎng)儀表表的使用用壽命。否否則儀表表一旦過(guò)過(guò)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(cè)量同同一被測(cè)測(cè)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(chēng)為“變差”。一般要求儀儀表的“變差”不應(yīng)超超過(guò)其基基本誤差差的絕對(duì)對(duì)值。 常用電工測(cè)測(cè)量方法法一、直接測(cè)測(cè)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(cè)量量數(shù)值，而而無(wú)需度度量器直直接參與與的測(cè)量量方法，叫叫做直接接測(cè)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(chǎng)合。直接測(cè)量法法的優(yōu)缺缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：方法法簡(jiǎn)便，讀讀數(shù)迅速速。缺點(diǎn)：由于于儀表接接入被測(cè)測(cè)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(cè)量方方法的準(zhǔn)準(zhǔn)確度較較低。舉例：電流流表測(cè)量量電流，電電壓表測(cè)測(cè)量電壓壓，功率率表測(cè)量量功率等等。二、間接測(cè)測(cè)量法特點(diǎn)：測(cè)量量時(shí)先測(cè)測(cè)出與被被測(cè)量有有關(guān)的電電量，然然后通過(guò)過(guò)計(jì)算求求得被測(cè)測(cè)量數(shù)值值的方法法，叫做做間接測(cè)測(cè)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(chǎng)合。間接測(cè)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(chǎng)場(chǎng)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(cè)量量電阻；通過(guò)測(cè)測(cè)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(cè)測(cè)量法特點(diǎn)：凡在在測(cè)量過(guò)過(guò)程中需需要度量量器的直直接參與與，并通通過(guò)比較較儀表來(lái)來(lái)確定被被測(cè)量數(shù)數(shù)值的方方法叫做做比較測(cè)測(cè)量法。 適用范圍：適用于于測(cè)量要要求準(zhǔn)確確度較高高的場(chǎng)合合。 比較測(cè)量法法的分類(lèi)類(lèi) 零值法：在在測(cè)量過(guò)過(guò)程中，通通過(guò)改變變標(biāo)準(zhǔn)量量，使其其與被