电器产品质检第一章测量误差和电测仪表基础

第二章测量误差和电测仪表基础

电气工程及其自动化教研室1/9/20231本章讲述主要内容▲误差的概念▲消除误差的基本方法▲测量结果的有效数字▲测量仪表的基本原理▲磁电式仪表1/9/202321测量与误差测量：被测量与同类单位基准进行比较，取得用数值和单位表示被测量值的结果。表示为：A=x/x0x为被测值，x0为基准。误差：测量值与真值存在的一定偏差。按表示方法分类：绝对误差、相对误差、引用误差；按误差的来源分类：系统误差、随机误差、粗大误差。

1/9/20233绝对误差：Δx=x-x0*不同仪表，测同一物体，测得Δx大即该仪表误差大。*不同仪表，测不同物体，则无法比较。相对误差

但对仪表来说，不同仪表量程不同，而在量程内各点相对误差也不一样，也不能比较不同仪表的精度。引用误差

Xm为仪表的量程1/9/20234仪表的定级：通常以最大引用误差来表征仪表的准确度等级，如0.1，0.2，0.5，1.0等等。例1-1检定一个1.5级100mA的电流表，发现在50mA处的误差最大，为1.4mA，其他刻度处的误差均小于1.4mA，问这块表是否合格？

解：引用误差，相对误差（此处相对误差大于引用误差）1/9/20235仪表选用

若某仪表的准确度等级是S，满刻度量程是Xm，被测量的真值为x0，测量的绝对误差为Δx，在仪表合格的情况下，有：由式1－6可见，当一个仪表的等级S选定后，测量中绝对误差的最大值与仪表满刻度量程Xm成正比，因此，所选的满刻度量程不应比被测量大得太多。在式1－7中，由于x0总是小于Xm，可见，当仪表等级选定后，X0越接近Xm，测量的相对误差就越小，因此，选用仪表时，量程的选择应使被测量数值尽可能在仪表满刻度的2/3以上。1/9/20236例1－2若要测一个10V左右的电压，手头有两块电压表，其中一块量程为150V，1.5级；另一块量程为15V，2.5级，问选用哪一块较合适？解：比较用不同表可能带来的绝对误差。1/9/20237按误差来源分类系统误差设计仪表时，本身所具有的缺陷带来的，误差保持为常数或按一定的规律变化。随机误差同一被测量多次测量，受各种随机因素（如温度、湿度、电源电压等）影响产生，不可预料。粗大误差由于测量者粗心大意造成。1/9/20238误差的消除系统误差消除1.从设计者上考虑（使用好的方法，新的技术）2.使用者考虑（改变试验方法，如替代法、交换法等等）随机误差消除数学方法（求平均值，方差、标准差）一般情况下，随机误差大都服从正态分布，σ越小，分布曲线越陡，随机误差分散程度越小，保证σ在某个置信区间即可。粗大误差消除：1/9/20239测量结果的有效数字数字规约四舍五入末位大于5进位末位小于5去掉末位等于5偶数原则2.有效数字经过修约后的近似数通常由两部分组成，一部分是可靠数字，另一部分是欠准数字。对这样的数字，从它左面第一个不为零的数字算起，直到右面最后一个数字为止，中间的所以数码都叫有效数字。0.0036，1.00×102，1×102，1.7，1.701/9/2023103.测量结果果及其有有效数字字的取舍舍1)测量结果果的误差差一般只只需要一一位到二二位有效效数字表表示，而而测量结结果的表表示，其其最末位位应与误误差保留留位数相相对齐并并截尾。。如：某测测量结果果表示为为2.718V，假设设测量仪仪表误差差为0.15V，则有有效数字字最多保保留3位位即可，，取2.72即即可。2)一般测量量时，误差可可由仪表的仪仪表等级来获获知，然后确确定最终的读读数。例：0.1级的仪仪表测得电阻阻为15万欧欧姆，则记为为以下几种形形式，请问哪哪些是不正确确。A.1500×102ΩB.0.1500MΩC.150000ΩD.15.00×104Ω15万欧姆，，误差为150欧姆12/29/202211电测仪表基础础按原理、用途途分类1.指示仪仪表（模拟仪仪表）2.积算仪仪表（与时间间累积有关））电度表、流量量表3.较量仪仪表（基于比比较法的仪器器）电桥、天平4.数字仪仪表12/29/202212电测指示仪表表的一般原理理测量机构的构构成：固定部分（磁磁铁或线圈））可动部分（磁磁铁或线圈或或软铁片）反作用力矩装装置阻尼力矩装置置12/29/202213磁电系仪表表被测电流通通过可动线线圈产生磁磁场与固定定磁场相互互作用，产产生转动力力矩。（测测直流，交交流需要整整流处理））优点：精度较高，，可做到0.5，0.05级级仪表缺点：受线圈容量量限制，不不容许较大大电流。12/29/202214电磁系仪表表被测电流通通过线圈产产生磁场磁磁化可动铁铁心，当两两铁片磁化化极性一致致而相互排排斥产生力力矩。优点：结构简单，，成本低缺点：准确度低，，约1.5到2.5级。12/29/202215电动系仪表表利用载流的的可动线圈圈和固定线线圈相互作作用而产生生转动力矩矩的测量机机构。优点：交直流两用用，交流系系仪表精度度最高，可可测功率、、相位。缺点：灵敏度低，，抗干扰能能力弱12/29/202216功率率表表接接线线图图12/29/202217感应应式式电电能能表表12/29/20221812/29/202219数字仪仪表1）将将被测测量对对应转转换为为0-5V/0-2.5V电电压；；2）利利用AD转转换器器将模模拟量量转换换为数数字量量；3）处处理显显示。。12/29/202220思考题题请列举举出测测量电电压、、电流流、功功率和和电能能的测测量仪仪表及及使用用方法