電工儀表與測量基本知識

第第116頁電工儀表與測量根本學(xué)問電工儀表和電工測量是從事電工專業(yè)的技術(shù)人員必需把握的一門學(xué)問。本章介紹電工測量和電工儀表的根本學(xué)問。電工測量根本學(xué)問電工測量的意義磁量(包括數(shù)值和單位)的過程。一個完整的測量過程，通常包含如下幾個方面：測量對象(I)壓(V)、電功率(P)、電能(W)以及磁感應(yīng)強度(B)等；反映電路特征的電量，如頻率(f)、相位(φ)、功率因數(shù)(cosφ)等。測量方式和測量方法的測量方法〔詳見本節(jié)二。測量設(shè)備，它不僅作為標(biāo)準(zhǔn)量參與測量過程，而且是維持電磁學(xué)單位統(tǒng)一，保證量值準(zhǔn)確傳遞的器具。電工測量中常用的電學(xué)度量器有標(biāo)準(zhǔn)電池。標(biāo)準(zhǔn)電阻、標(biāo)準(zhǔn)電容和標(biāo)準(zhǔn)電感等。的工作條件；慎重地進(jìn)展操作，認(rèn)真記錄測量數(shù)據(jù)；并考慮測量條件的實際狀況進(jìn)展數(shù)據(jù)處理，以確定測量結(jié)果和測量誤差。測量方式和測量方法的分類測量方式的分類測量方式主要有如下兩種：直接測量在測量過程中，能夠直接將被測量與同類標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)展量電壓、用電度表測量電能以及用直流電橋測量電阻等都是直接測量。直接測量方式廣泛應(yīng)用于工程測量中。間接測量當(dāng)被測量由于某種緣由不能直接測量時，可以通過直測量的數(shù)值，這種間接獲得測量結(jié)果的方式稱為間接測量。例如，用R=U/IR的大小。間接測量方式廣泛應(yīng)用于科研、試驗室及工程測量中。測量方法的分類和比較法。直讀法用直接指示被測量大小的指示儀表進(jìn)展測量，能夠直接姆表，間接地參與了測量過程。直讀法測量的過程簡潔，操作簡潔，讀數(shù)快速，但其測量的準(zhǔn)確度不高。比較法將被測量與度量器在比較儀器中直接比較，從而獲得被測量數(shù)值的方法稱為比較法。例如，用天平測量物體質(zhì)量時，作為質(zhì)具有很高的測量準(zhǔn)確度，可以到達(dá)土0.001%，但測量時操作比較麻煩，相應(yīng)的測量設(shè)備也比較昂貴。依據(jù)被測量與度量器進(jìn)展比較時的不同特點又可將比較法分為零值法、較差法和替代法三種。零值法又稱平衡法，它是利用被測量對儀器的作用，與標(biāo)儀表指示為零時，表示兩者的作用相等，儀器到達(dá)平衡狀態(tài)；此時按取決于度量器的準(zhǔn)確度和指零儀表的靈敏度。較差法是通過測量被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的差值，或正比于該差高的測量準(zhǔn)確度。替代法是分別把被測量和標(biāo)準(zhǔn)量接入同一測量儀器，在標(biāo)全都，然后依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量來確定被測量的數(shù)值。用替代法測量時，由于靈敏度。測量誤差著差異，這種差異稱為測量誤差。測量誤差的分類疏失誤差三大類。系統(tǒng)誤差不穩(wěn)定而引起的。由于系統(tǒng)誤差表示了測量結(jié)果偏離其真實值的程度，即反映了測量結(jié)果的準(zhǔn)確度，所以在誤差理論中，常常用準(zhǔn)確度來表示系統(tǒng)誤差的大小。系統(tǒng)誤差越小，測量結(jié)果的準(zhǔn)確度就越高。偶然誤差如溫度、磁場、電源頻率等的偶然變化等都可能引起這種誤差；另一然誤差反映了測量的周密度，偶然誤差越小，周密度就越高，反之則周密度越低。的可能性。疏失誤差引起的誤差。明顯，但凡含有疏失誤差的測量結(jié)果都是應(yīng)當(dāng)擯棄的。測量誤差的消退方法的影響，使其減小到允許的范圍內(nèi)。法。必需指出，一個測量結(jié)果中既存在系統(tǒng)誤差，又存在偶然誤差，果的影響程度，選擇消退方法。一般狀況下，在對周密度要求不高的工程測量中，主要考慮對系統(tǒng)誤差的消退；而在科研、計量等對測量準(zhǔn)確度和周密度要求較高的測量中，必需同時考慮消退上述兩種誤差。系統(tǒng)誤差的消退方法對測量儀表進(jìn)展校正在準(zhǔn)確度要求較高的測量結(jié)果中，引入校正值進(jìn)展修正。消退產(chǎn)生誤差的根源即正確選擇測量方法和測量儀器，盡量使測量儀表在規(guī)定的使用條件下工作，消退各種外界因素造成的影響。承受特別的測量方法如正負(fù)誤差補償法、替代法等。例如，用180度，進(jìn)展兩次測量。在兩次測量中，必定消滅一次讀數(shù)偏大，而消，可以有效地消退外磁場對測量的影響。偶然誤差的消退方法復(fù)測量，取其平均值作為測量結(jié)果的方法。依據(jù)統(tǒng)計學(xué)原理可知，在716頁此偶然誤差的平均值幾乎為零。所以，在測量儀器儀表選定以后，測量次數(shù)是保證測量周密度的前提。測量誤差的表示方法測量誤差通常用確定誤差和相對誤差表示。確定誤差指示值或?qū)掖螠y量的平均值作為被測量的真實值。相對誤差中通常用標(biāo)準(zhǔn)表的指示值或?qū)掖沃貜?fù)測量的平均值作為被測量的真實值，即或用百分誤差表示為百分誤差也稱為相對誤差。明顯，相對誤差越小準(zhǔn)確度越高。電工儀表的根本學(xué)問領(lǐng)域中，常常接觸的是電工指示儀表和校量儀器。第第1016頁電工指示儀表的根本原理及組成電工指示儀表的根本原理是把被測電量或非電量變換成儀表指測量機構(gòu)能夠直接測量的電量與被測量的關(guān)系來確定；它一般由電阻、電容、電感或其它電子元件構(gòu)成。電工指示儀表的分類、標(biāo)志和型號電工指示儀表的分類電工指示儀表可以依據(jù)原理、構(gòu)造、測量對象、使用條件等進(jìn)展分類。電動系、感應(yīng)系、靜電系、整流系等。〔、電壓表〔伏特表、毫伏表、微伏表以及千伏表、功率表〔又稱瓦特表、電度表、歐姆表、相位表等。依據(jù)儀表工作電流的性質(zhì)分類，可以分為直流儀表、溝通儀表和交直流兩用儀表。按儀表使用方式分類，可以分為安裝式儀表和可攜式儀表等。按儀表的使用條件分類，可以分為A、A1、B、B1和C五組。有關(guān)各組的規(guī)定可以查閱國家標(biāo)準(zhǔn)GB76—76《電測量指示儀表通用技0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.55.0共七個準(zhǔn)確度等級。電工指示儀表的標(biāo)志級、工作電流的種類、相數(shù)、測量機構(gòu)的類別、使用條件級別、工作2-1。用途號〔國際通用代號〕用途號〔國際通用代號〕設(shè)計序號〔數(shù)字〕系列號〔漢語拼音字母〕外形第三位代號〔數(shù)字“0”可省略〕外形第一位代號〔數(shù)字〕2-1安裝式儀表型號的編制規(guī)章電工指示儀表的型號安裝式儀表型號的組成如圖2-1所示。其中第一位代號按儀外表”等?？蓴y式儀表型號的組成由于可攜式儀表不存在安裝問題，所以將安裝式儀表型號中的外形代號可省略，即是它的產(chǎn)品型號。表2-1 常見電工指示儀表和附件的外表標(biāo)志符號A、測量單位的符號名稱號名稱稱號名稱稱號名稱稱稱號千安KA兆兆歐TΩ千瓦kW毫韋伯/2mT安培A兆歐MΩ瓦特W微法μF毫安mA千歐kΩ兆乏Mvar微微法pF微安μA歐姆Ω千乏kvar亨H千伏kV毫歐mΩ乏爾var毫亨mH毫伏mV微歐μΩ兆赫MHz微亨μH微伏μV庫侖C千赫kHz攝氏度℃兆MW毫韋伯mWb赫茲Hz第第1116頁瓦瓦兆MW毫韋伯mWb赫茲Hz瓦電工指示儀表的誤差和準(zhǔn)確度誤差第第1416頁起的誤差均屬根本誤差。溫度、外磁場等因素的影響，還將產(chǎn)生附加誤差。準(zhǔn)確度誤差就越小。但相對誤差卻有很大變化，被測量越小，相對誤差就越大，明顯，通差來表示儀表的準(zhǔn)確度性能。儀表測量確實定誤差與該表量程的百分比，稱為儀表的引用誤差。誤差最大允許的范圍。表2-2是國標(biāo)GB76—76中對儀表在規(guī)定的使用條件下測量時，各準(zhǔn)確度等級的根本誤差范圍。2-2準(zhǔn)確度等級和根本誤差表準(zhǔn)確度等級0.10.20.51.01.52.55.0根本誤差±0.1±0.2±0.5±1.0±1.5±2.5±5.0對電工指示儀表的主要技術(shù)要求足夠的準(zhǔn)確度適宜的靈敏度儀表本身消耗的功率小良好的讀數(shù)裝置電氣測量指示儀表的選擇合理而造成。為減小儀表的測量誤差，必需合理地選擇儀表。技術(shù)特性比較2-3所列。儀表的選擇原則依據(jù)被測量的性質(zhì)選擇儀表類型：依據(jù)被測量是直流電還是溝通正弦波，還要考慮被測量的頻率范圍。依據(jù)工程實際，合理地選擇儀表的準(zhǔn)確度等級：儀表的準(zhǔn)確度越高，測量誤差越小，但價格貴，修理也困難，因此在滿足準(zhǔn)確度要求的狀況下，不選用高準(zhǔn)確度儀表。依據(jù)測量范圍選用量限：測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，不僅與儀表準(zhǔn)確1/2~2/3以上區(qū)域。依據(jù)工作環(huán)境和條件選擇儀表：按儀表使用條件〔溫度、相對濕度，國家規(guī)定分為B、C三組，如表2-4所列。表2-3 幾種主要形式的電氣測量指示儀表的性能磁電系磁電系電磁系電動系感應(yīng)系測量基準(zhǔn)溝通有效值溝通電量〔不加或直流〔并能及功直流或交說明時為溝通有效值流的恒定電壓、電或直流流功率、相測溝通重量流〕位、頻率〕電壓和電流振動式檢一般用于使用頻率流計使用50Hz/60Hz,一般用于同電動范圍工頻為頻率變化誤50Hz/60Hz系45~55Hz差增大高的可達(dá)低的一0.1~0.05一般為高的同磁電般為準(zhǔn)確度級,一般為0.5~2.5級系1.0~3.00.5~1.0級級電流幾微安~幾十安幾十毫安~幾毫安~100A幾十安幾十毫安~10A電壓幾毫伏~1KV10V~1KV 10V~幾百伏幾十伏~幾百伏量限防范外磁強弱量限防范外磁強弱弱強場力量數(shù)字指不均勻〔作示(作功分度特性均勻不均勻功率表均率表均勻〕勻)價格〔對同一準(zhǔn)