電氣測(cè)量技術(shù)及信號(hào)處理：第一章 電氣測(cè)量基礎(chǔ)

電氣測(cè)量技術(shù)及信號(hào)處理第1章電氣測(cè)量基礎(chǔ)第2章電流與電壓的測(cè)量第3章功率和電能的測(cè)量第4章電路參數(shù)的測(cè)量第5章測(cè)試信號(hào)調(diào)理技術(shù)第6章測(cè)量信號(hào)的數(shù)字化處理第7章虛擬測(cè)量系統(tǒng)第8章電氣測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)

選用教材：陳立周,電氣測(cè)量[M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.參考書：[1]圖曼斯基(S.Tumanski),電氣測(cè)量原理與應(yīng)用[M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009.[2]現(xiàn)代電氣測(cè)量技術(shù)[M].天津：天津大學(xué)出版社，2008.[3]靳希，楊爾濱，趙玲信號(hào)處理原理與應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.[4]申忠如電氣測(cè)量技術(shù)［M］.北京:科學(xué)出版社，2003.第一章電氣測(cè)量基礎(chǔ)第一節(jié)

電氣測(cè)量概述第二節(jié)電工儀表的組成和基本原理第三節(jié)

測(cè)量誤差及其分析

第一節(jié)電氣測(cè)量概述什么是測(cè)量?

測(cè)量是從物理世界來(lái)收集信息的一個(gè)感知過(guò)程!測(cè)什么?

電測(cè)量:電流、電壓、功率、頻率、電阻、電容、電感等。

磁測(cè)量：磁場(chǎng)強(qiáng)度、磁通量、磁導(dǎo)率等。

1、測(cè)量方式分類(怎么測(cè))

測(cè)量方式直接測(cè)量間接測(cè)量組合測(cè)量指被測(cè)量與中間量的函數(shù)式中還有其他未知數(shù)，須通過(guò)改變測(cè)量條件，得出不同條件下的關(guān)系方程組，然后解聯(lián)立方程組求出被測(cè)量的數(shù)值。指要利用某種中間量與被測(cè)量之間的函數(shù)關(guān)系，先測(cè)出中間量，再算出被測(cè)量。例如用伏安法測(cè)電阻。指儀表讀出值就是被測(cè)的電磁量，例如用電流表測(cè)量電流，用電壓表測(cè)量電壓。2、測(cè)量方法(即數(shù)據(jù)讀取方法)分類

測(cè)量方法直讀法比較法利用儀表直接讀取測(cè)量數(shù)據(jù)。零值法較差法替代法將已知量與被測(cè)量先后置于同一測(cè)量裝置中，若兩次測(cè)量裝置都處于相同狀態(tài)，可認(rèn)為被測(cè)量等于已知量，再?gòu)囊阎孔x出被測(cè)量值。從比較儀求得差值，根據(jù)度量器數(shù)值和比較差值，求得被測(cè)量的數(shù)值。比較儀表指零時(shí)，從度量器讀出被測(cè)量的數(shù)值將被測(cè)量與度量器放在比較儀器上進(jìn)行比較，從而求得被測(cè)量的數(shù)值。第二節(jié)電工儀表的組成和基本原理1、模擬指示儀表模擬指示儀表是將被測(cè)電磁量轉(zhuǎn)換為可動(dòng)部分的角位移，然后根據(jù)可動(dòng)部分指針在標(biāo)尺上的位置直接讀出被測(cè)量的數(shù)值。

2、數(shù)字儀表數(shù)字儀表是將被測(cè)電磁量轉(zhuǎn)換為電壓，再轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，并以數(shù)字方式直接顯示。

3、比較儀器指使用電橋、補(bǔ)償?shù)确椒ǎ瑢?biāo)準(zhǔn)度量器與被測(cè)量置于比較儀器中進(jìn)行比較，從而求得被測(cè)量。這類儀器除需要儀表本體外（如電橋、電位差計(jì)等）還需要檢流設(shè)備、度量器等參與。返回本章首頁(yè)二、模擬指示儀表的組成模擬指示儀表中的三大部件1.產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)力矩的裝置：利用電磁力的有磁電式、電磁式、電動(dòng)式、感應(yīng)式、振動(dòng)式等。利用電荷作用力的有靜電式等。2.產(chǎn)生反作用力矩的裝置：主要有游絲、懸絲等。3.產(chǎn)生阻尼力矩的裝置：可以利用電磁阻尼、空氣阻尼、油阻尼等。三、數(shù)字儀表的組成

返回本章首頁(yè)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字脈沖

由于

A/D轉(zhuǎn)換的對(duì)象必須是電壓,所以需要測(cè)量線路將被測(cè)量轉(zhuǎn)換為電壓數(shù)字脈沖經(jīng)譯碼加到顯示器第三節(jié)

測(cè)量誤差及其表示方法

一、測(cè)量誤差的分類

測(cè)量誤差分類

系統(tǒng)誤差

基本誤差：由儀表結(jié)構(gòu)造成的誤差附加誤差：偏離規(guī)定的工作條件造成的誤差隨機(jī)誤差：偶發(fā)原因引起大小方向都不確定的誤差疏忽誤差：測(cè)量人員疏忽造成

二、測(cè)量誤差的表示方法

1.絕對(duì)誤差

用測(cè)量值與被測(cè)量真值之間的差值所表示的誤差稱為絕對(duì)誤差。

⊿

2.相對(duì)誤差

絕對(duì)誤差⊿與被測(cè)量真值之比，稱為相對(duì)誤差。

3.引用誤差

以絕對(duì)誤差Δ與儀表上量限的比值所表示的誤差稱為引用誤差，其中絕對(duì)誤差若取可能出現(xiàn)的最大值則稱為最大引用誤差，可以用來(lái)評(píng)價(jià)儀表性能,即儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)。

4.、正確度、精密度、準(zhǔn)確度表征系統(tǒng)誤差的大小。 指在多次精密測(cè)量中，測(cè)量讀數(shù)重復(fù)一致的程度，表征即隨機(jī)誤差的大小。 表示測(cè)量中系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差兩者的綜合影響，系統(tǒng)誤差小稱之為正確度高，隨機(jī)誤差小稱之為精密度高，準(zhǔn)確度高則是指系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差都比較小。指既“正確”又“精密”的測(cè)量?？梢?jiàn)準(zhǔn)確度可以表示測(cè)量結(jié)果與被測(cè)真值的一致程度。正確度：

精密度：

準(zhǔn)確度：

返回本章首頁(yè)三、工程上最大測(cè)量誤差的估計(jì)及系統(tǒng)誤差的消除1、直接測(cè)量方式的最大誤差若直接測(cè)量所用儀表的準(zhǔn)確度為K

，則直接測(cè)量可能出現(xiàn)的相對(duì)誤差最大值不會(huì)超過(guò)K值。2、間接測(cè)量方式的最大誤差

若被測(cè)量為n個(gè)中間量之和若被測(cè)量為兩個(gè)中間量之差

最大誤差不僅與各中間量的相對(duì)誤差有關(guān)，而且與中間量之差有關(guān)，差越小，被測(cè)量y

的相對(duì)誤差就越大。例如在并聯(lián)電路中，用測(cè)到的總電流與一個(gè)支路電流去求得另一支路的電流，這種方法不可取。若被測(cè)量為若干中間量之積或商3、系統(tǒng)誤差的消除方法

從制造角度： 改進(jìn)儀表結(jié)構(gòu)和制造工藝，如減少轉(zhuǎn)動(dòng)部分的摩擦，加強(qiáng)對(duì)外界電磁場(chǎng)的屏蔽等。這也是消除系統(tǒng)誤差最根本的辦法。 從使用角度；使用者無(wú)法改變儀表的結(jié)構(gòu)，只能在使用中采用比較法、正負(fù)誤差補(bǔ)償法等來(lái)減小誤差，例如測(cè)量后將儀表調(diào)轉(zhuǎn)180°，重測(cè)一次，用兩次測(cè)量平均值作為測(cè)量值，以消除地磁的影響，或利用校正值求得被測(cè)量的真值。四、隨機(jī)誤差的估計(jì)1.隨機(jī)誤差的特點(diǎn)隨機(jī)誤差是由一些偶發(fā)原因引起的誤差，例如電磁場(chǎng)微變、熱起伏、空氣擾動(dòng)、大地微振等。在一組測(cè)量數(shù)據(jù)列中，隨機(jī)誤差通常呈正則分布，表現(xiàn)為有界性、單峰性和正負(fù)誤差出現(xiàn)幾率相等的特點(diǎn)。隨機(jī)誤差值一般都比較小，工程上的測(cè)量可以不予考慮。只有在精密實(shí)驗(yàn)時(shí)才需要進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算前首先要進(jìn)行多次測(cè)量，取得大量數(shù)據(jù)，然后按以下步驟進(jìn)行。2、計(jì)算步驟

第一步：先從多次測(cè)量值中求得其算術(shù)平均值。

第二步：求出每次測(cè)量值的剩余誤差，并且只有測(cè)量列的剩余誤差總和為0時(shí)，才說(shuō)明所計(jì)算的算術(shù)平均值是正確的。否則必須重算

第三步