电工仪表发展史

1、电工仪表讲课的有关资料电工仪表的发展概况19世纪220年代代，相继继制造出出检流计计、惠斯斯登电桥桥等电工工指示仪仪表；1895年年设计制制造出世世界上第第一台感感应系电电能表；1952年年制造出出世界上上第一台台电子管管数字式式电压表表；60年代生生产出晶晶体管数数字式电电压表；70年代研研制出集集成电路路的数字字式电压压表； 目前，电电工测量量技术正正向自动动化、智智能化的的方向发发展常用电工仪仪表的分分类、型型号和标标志电工测量就就是将被被测的电电量、磁磁量或电电参数与与同类标标准量进进行比较较，从而而确定出出被测量量大小的的过程。 在电工测量量中，除除了应根根据测量量对象正正确选择择和

2、使用用电工仪仪表外，还还必须采采取合理理的测量量方法，掌掌握正确确的操作作技能，才才能尽可可能地减减小测量量误差。一、常用电电工仪表表的分类类在电工测量量中，测测量各种种电量、磁磁量及电电路参数数的仪器器仪表统统称为电电工仪表表。电工仪表种种类很多多,按结构构和用途途不同,主要分分为指示示仪表、比比较仪表表、数字字仪表和和智能仪仪表四大大类。指示仪表特点：能将将被测量量转换为为仪表可可动部分分的机械械偏转角角，并通通过指示示器直接接指示出出被测量量的大小小，故又又称为直直读式仪仪表。 按工工作原理理分类 ： 主要有有磁电系系仪表、电电磁系仪仪表、电电动系仪仪表和感感应系仪仪表。此此外,还有整整

3、流系仪仪表、铁铁磁电动动系仪表表等。 典型型仪表：安装式式仪表、便便携式仪仪表比较仪表比较仪表的的特点：在测量量过程中中，通过过被测量量与同类类标准量量进行比比较，然然后根据据比较结结果才能能确定被被测量的的大小。比较仪表分分类：直直流比较较仪表和和交流比比较仪表表。直流流电桥和和电位差差计属于于直流比比较仪表表，交流流电桥属属于交流流比较仪仪表。典型仪表：比较式式直流电电桥数字仪表数字仪表的的特点：采用数数字测量量技术，并并以数码码的形式式直接显显示出被被测量的的大小。数字仪表的的分类：常用的的有数字字式电压压表、数数字式万万用表、数数字式频频率表等等。典型仪表：数字式式电压表表智能仪表智能

4、仪表的的特点：利用微微处理器器的控制制和计算算功能，这这种仪器器可实现现程控、记记忆、自自动校正正、自诊诊断故障障、数据据处理和和分析运运算等功功能。智能仪表的的分类：智能仪仪表一般般分为两两大类：一类是是带微处处理器的的智能仪仪器；另另一类是是自动测测试系统统。典型仪表：数字式式存储示示波器二、电工指指示仪表表的型号号安装式指示示仪表的的型号便携式指示示仪表的的型号电能表的型型号系列代号中中DD单相相电能表表DS三相相电能表表DX无功功电能表表三、电工仪仪表的标标志不同的电工工仪表具具有不同同的技术术特性，为为方便选选择和使使用仪表表，规定定用不同同的符号号来表示示这些技技术特性性，并标标注

5、在仪仪表的面面板上，这这些图形形符号叫叫做仪表表的标志志。测量单位的的符号按外界条件件分组的的符号误差：在电电工测量量中，无无论哪种种电工仪仪表，也也不论其其质量多多高，它它的测量量结果与与被测量量的实际际值之间间总会存存在一定定的差值值，这个个差值叫叫做误差差。准确度：是是指仪表表的测量量结果与与实际值值的接近近程度。 可见，仪仪表的准准确度越越高，误误差越小小。误差差值的大大小可以以用来反反映仪表表本身的的准确程程度。一、仪表的的误差基本误差：仪表在在正常工工作条件件下，由由于仪表表本身的的结构、制制造工艺艺等方面面的不完完善而产产生的误误差叫基基本误差差。基本本误差是是仪表本本身所固固有

6、的误误差，一一般无法法消除。附加误差：仪表因因为偏离离了规定定的工作作条件而而产生的的误差叫叫附加误误差。附附加误差差实际上上是一种种因外界界工作条条件改变变而造成成的额外外误差，一一般可以以设法消消除。二、误差的的表示方方法绝对误差相对误差引用误差绝对误差：仪表的的指示值值Ax与被测测量实际际值A0之间的的差值，叫叫做绝对对误差。 AxA0在计算算值时，通通常可用用标准表表的指示示值作为为被测量量的实际际值。 将将上式变变形可得得 AA0AxAx+（）Ax +C 上式式中的CC称为仪仪表的校校正值。实际中在测测量同一一被测量量时，我我们可以以用绝对对误差的的绝对值值来比较较不同仪仪表的准准确

7、程度度，越小小的仪表表越准确确。用一只标准准电压表表来校验验甲、乙乙两只电电压表，当当标准表表的指示示值为2220VV时，甲甲、乙两两表的读读数分别别为2220.55V和2199V，求求甲、乙乙两表的的绝对误误差。 解：代代入绝对对误差的的定义式式得 甲表的的绝对误误差 1Ax1A0 2200.522000.55V 乙表的的绝对误误差 2Ax2A0 219922001VV相对误差：绝对误差与被测测量实际际值A0比值的的百分数数，叫做做相对误误差，即 一般情况下下实际值值A0难以确确定，而而仪表的的指示值值AxA0，故故可用以以下公式式计算实际测量中中，相对对误差不不仅常用用来表示示测量结结果的

8、准准确程度度，而且且便于在在测量不不同大小小的被测测量时，对对其测量量结果的的准确程程度进行行比较。例 已知甲甲表测量量2000V电压压时l+2V，乙乙表测量量10VV电压时时2+1VV，试比比较两表表的相对对误差。解：甲表相相对误差差为 乙表表相对误误差为在测量不同同大小的的被测量量时，不不能简单单地用绝绝对误差差来判断断测量结结果的准准确程度度。只能能用相对对误差来来比较测测量结果果的准确确程度。引用误差绝对误差与仪表表量程（最最大读数数）Am比值的的百分数数，叫做做引用误误差m，即工程中，一一般采用用引用误误差来反反映仪表表的准确确程度。引用误差实实际上就就是仪表表在最大大读数时时的相对

9、对误差，即即满度相相对误差差。因为为绝对误误差基本不不变，仪仪表量程程Am也不变变，故引引用误差差m可以用用来表示示一只仪仪表的准准确程度度。三、仪表的的准确度度国家标准中中规定以以最大引引用误差差来表示示仪表的的准确度度。仪表的准确确度：仪仪表的最最大绝对对误差m与仪表表量程AAm比值的的百分数数，叫做做仪表的的准确度度（K）。即即 K表示仪表表的准确确度等级级，它的的百分数数表示仪仪表在规规定条件件下的最最大引用用误差。 最大引引用误差差越小，仪仪表的基基本误差差越小，准准确度越越高。 仪表的基本本误差准确度等级0.10.20.51.01.52.55.0基本误差（%）0.10.20.51.

10、01.52.55.0若已知仪表表量程，可可求出不不同准确确度等级级仪表所所允许的的最大绝绝对误差差m，即例用准准确度等等级为55.0级级、量程程为5000V的的电压表表，分别别测量550V和和5000V的电电压。求求其相对对误差各各为多少少?解：先求出出该表的的最大绝绝对误差差测量50VV电流时时产生的的相对误误差为测量5000V电流流时产生生的相对对误差为为由以上计算算结果可可以看出出:一般情况下下,测量结结果的准准确度并并不等于于仪表的的准确度度，只有有当被测测量正好好等于仪仪表量程程时，两两者才会会相等。实际测量时时，为保保证测量量结果的的准确性性，不仅仅要考虑虑仪表的的准确度度，还要要

11、选择合合适的量量程。根据产生测测量误差差的原因因不同，测测量误差差可分为为： 系统误误差 偶然误误差 疏失误误差 一、系系统误差差定义：指在在相同条条件下多多次测量量同一量量时，误误差的大大小和符符号均保保持不变变，而在在条件改改变时遵遵从一定定规律变变化的误误差。系统误差产产生的原原因测量仪表的的误差。包包括基本本误差和和附加误误差。测量方法的的误差。仪表受外磁磁场的影影响。仪表本身不不完善和和外界因因素影响响造成的的误差。消除系统误误差的方方法重新配置合合适的仪仪表或对对仪表进进行校正正。采用合理的的测量方方法。采用正负误误差补偿偿法。采用替代法法。引入校正值值。二、偶然误误差定义：偶然然

12、误差是是一种大大小和符符号都不不固定的的误差，又又称为“随机误误差”偶然误差产产生的原原因及消消除方法法原因：偶然然误差主主要由外外界环境境的偶发发性变化化引起。 消除除方法：采用增增加重复复测量次次数取算算术平均均值的方方法来消消除偶然然误差对对测量结结果的影影响。 三、疏失误误差定义：疏失失误差是是一种严严重歪曲曲测量结结果的误误差。疏失误差产产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质太太差，不不懂正确确读数而而造成的的误差。 消除除方法：对含有有疏失误误差的测测量结果果应抛弃弃不用。消消除疏失失误差的的根本方方法是加加强操作

13、作者的工工作责任任心，倡倡导认真真负责的的工作态态度，同同时要提提高操作作者的素素质和技技能水平平电工指示仪仪表的技技术要求求要有足够的的准确度度要有合适适的灵敏敏度要有良好好的读数数装置要有良好好的阻尼尼装置仪表本身身消耗功功率小要有足够够的绝缘缘强度要有足够够的过载载能力仪表的变变差要小小一、要有足足够的准准确度标准表或精精密测量量时可选选用0.1级或或0.22级的仪仪表。实验室一般般选用00.5级级或1.0级的的仪表。一般的工程程测量可可选用11.5级级以下的的仪表。仪表的灵敏敏度在电工指示示仪表中中，仪表表可动部部分偏转转角的变变化量与被测测量的变变化量x之比值值叫做仪仪表的灵灵敏度。

14、用用S表示。即即灵敏度描描述了仪仪表对被被测量的的反应能能力，即即反映了了仪表所所能测量量的最小小被测量量。二、要有合合适的灵灵敏度在实际测量量中，要要根据被被测量的的要求选选择合适适的灵敏敏度。 例如万用表表的测量量机构就就要选用用灵敏度度较高的的仪表，而而一般工工程测量量就不要要选用灵灵敏度较较高的仪仪表，以以降低成成本。三、要有良良好的读读数装置置良好的读数数装置是是指仪表表的标度度尺刻度度应尽量量均匀，以以便于准准确读数数。对刻刻度不均均匀的标标度尺，应应标明读读数的起起点，并并用符号号“ ”表示示。 四、要有良良好的阻阻尼装置置 良好的阻尼尼装置是是指当仪仪表接入入电路后后，指针针在

15、平衡衡位置附附近摆动动的时间间要尽可可能短，在在仪表测测量时指指针能够够均匀地地、平稳稳地指向向平衡位位置,以便迅迅速读数数。 若阻尼装置置失效，则则仪表会会出现指指针在平平衡位置置左右摆摆动，长长时间不不能停留留在平衡衡位置，从从而延长长读数的的时间。 五、仪表本本身消耗耗功率小小 如果仪表本本身消耗耗功率太太大，轻轻者会改改变被测测电路原原有的工工作状态态，从而而产生较较大的测测量误差差，重者者可能造造成仪表表损坏。 六、要有足足够的绝绝缘强度度 使用中严禁禁测量电电路的电电压超过过仪表的的绝缘强强度试验验电压，否否则将引引起危害害人身和和设备安安全的事事故七、要有足足够的过过载能力力 在

16、实际使用用中，由由于某些些原因使使仪表过过载的现现象经常常发生，因因此要求求仪表具具有足够够的抗过过载能力力，以延延长仪表表的使用用寿命。否否则仪表表一旦过过载，轻轻者指针针被打弯弯，重者者可能损损坏仪表表。 八、仪表的的变差要要小 仪表在反复复测量同同一被测测量时，由由于摩擦擦等原因因造成的的两次读读数不同同，它们们的差值值称为“变差”。一般要求仪仪表的“变差”不应超超过其基基本误差差的绝对对值。 常用电工测测量方法法一、直接测测量法特点：凡能能用直接接指示的的仪器仪仪表读取取被测量量数值，而而无需度度量器直直接参与与的测量量方法，叫叫做直接接测量法法。适用范围：适用于于准确度度要求不不太高

17、的的场合。直接测量法法的优缺缺点优点：方法法简便，读读数迅速速。缺点：由于于仪表接接入被测测电路后后，会使使电路工工作状态态发生变变化，因因而这种种测量方方法的准准确度较较低。举例：电流流表测量量电流，电电压表测测量电压压，功率率表测量量功率等等。二、间接测测量法特点：测量量时先测测出与被被测量有有关的电电量，然然后通过过计算求求得被测测量数值值的方法法，叫做做间接测测量法。 适适用范围围：在准准确度要要求不高高的特殊殊场合。间接测量法法的优缺缺点优点：在准准确度要要求不高高的一些些特殊场场合应用用十分方方便。 缺点：误差差较大。举例：伏安安法测量量电阻；通过测测量晶体体三极管管发射极极电压求求得放大大器静态态工作点点IC的方法法。 三、比较测测量法特点：凡在在测量过过程中需需要度量量器的直直接参与与，并通通过比较较仪表来来确定被被测量数数值的方方法叫做做比较测测量法。 适用范围：适用于于测量要要求准确确度较高高的场合合。 比较测量法法的分类类 零值法：在在测量过过程中，通通过改变变标准量量，使其其与被