电气测量期末复习.ppt

第一章 电工仪表与测量的基本知识 第一节 测量方法的分类 第二节 电工仪表的分类 第三节 电工仪表的组成和基本原理 第四节 测量误差及其表示方法 第五节 系统误差的消除与随机误差的估计 第六节 工程上最大测量误差的估计 电工仪表的分类 1.产生转动力矩的驱动装置： 利用电磁力的有磁电式、电磁式、电动式、感应式、振动式等。 利用电荷作用力的有静电式等。 2.产生反作用力矩的控制装置：主要有游丝、悬丝等。 3.产生阻尼力矩的阻尼装置：可以利用电磁阻尼、空气阻尼、油阻尼等。 测量误差及其表示方法 研究测量误差的目的是要在认识和掌握误差规律的基础上指导设计、制造和使用测量仪表。 要解决一项测量任务： 1）分析被测对象和被测量的特性； 2）选用适当的测量仪表和测量方法，组成合理的测量系统； 3）对测量结果进行数据处理和作出恰当的评价。 测量误差及其表示方法 1. 绝对误差 用测量值与被测量真值之间的差值所表示的误差称为绝对误差。 ⊿ 2.相对误差 绝对误差⊿与被测量真值之比，称为相对误差。 以绝对误差Δ与仪表上量限的比值所表示的误差称为引用误差，其中绝对误差若取可能出现的最大值则称为最大引用误差，可以用来评价仪表性能,即仪表的准确度等级。 随机误差是由一些偶发原因引起的误差，例如电磁场微变、热起伏、空气扰动、大地微振等。在一组测量数据列中，随机误差通常呈正态分布，表现为有界性、单峰性和正负误差出现几率相等的特点。 随机误差值一般都比较小，工程上可以不予考虑。只有在精密实验时才需要进行计算。计算前首先要进行多次测量，取得大量数据，然后按以下步骤进行。 第三步：用贝塞尔公式求出标准差的估计值 工程上最大测量误差的估计 直接测量方式的最大误差 若直接测量所用仪表的准确度为 K ，则直接测量可能出现的相对误差最大值可能会超过 K 值。 第二章 电流与电压的测量 本章主要介绍磁电系、电磁系和电动系三种仪表，以及用它测量电压、电流的方法。。 电压表和电流表的附属装置，包括分流器、附加电阻和互感器的结构原理及其计算方法。也是测量电压和电流必须掌握的技术。 电流与电压的测量方法 测量电流、电压一般都用直接测量，即用直读式模拟或数字的电流、电压表。测电流时与被测电路串联，测电压时与被测电路并联，但应注意连接在电路中的位置，如图所示。 磁电系仪表 磁电系仪表结构 可动线圈通电后，由于线圈在磁场中受到电磁力矩的作用使指针产生偏转，当可动线圈稳定后，可认为驱动力矩等于反作用力矩，并推出仪表偏转角与电流关系为 1.灵敏度高、准确度高、表耗功率低 由于永久磁铁与铁心间的气隙小，气隙间的磁感应强度比较强，所以磁电系仪表有比较高的灵敏度，可测到 0.1μA。且磁感应强度较强时，驱动力矩大，可采用反作用力矩系数比较大的游丝。得到较大的定位力矩，使摩擦力矩的影响减小。同时内部磁场较大，外磁场的影响被削弱。还因为通过仪表的电流小，能降低表耗功率，对被测电路的影响小。所以磁电系仪表是一种应用广泛具有高灵敏度高准确度低表耗功率的仪表。 2.具有均匀等分的刻度 磁电系仪表的指针偏转角与可动线圈的电流成正比，标尺的刻度均匀等分，易于标尺的制作。 3.使用范围：只能测量直流；除非配上整流装置 磁电系仪表可以通过分流器扩大其量程，也可以并联若干个电阻，更换输入接头，可组成多量程的电流表。 磁电系检流计 检流计是一种具有极高灵敏度的电流表，为提高检流计的灵敏度，动圈采用无骨架结构，减少厚度，既减轻动圈重量，又缩短磁路的工作气隙。使气隙中的磁感应强度增大。 可动部分不用轴和轴承的支撑方式，改用张丝或吊丝悬挂动圈，以消除因轴尖所产生的摩擦，使之可在很小的力矩下都能工作。 对非便携式的检流计，还可以用光标代替指针。 可动部分的运动特性 检流计的灵敏度高，动圈不用铝制框架，没有框架的阻尼效果，全靠动圈与外电阻构成的回路产生阻尼。动圈一旦施加了驱动力矩，就会因为惯性冲力摆过平衡点，加上可动部分的重量轻、阻力小，又没有轴承磨擦力，所以在定位力矩作用下，会在平衡点左右摇摆不停，不能很快停在平衡位置上，这种摇摆甚至会延续了几分钟或者几十分钟。 电磁系仪表 驱动力矩：吸引型的驱动力矩是利用线圈通电后，对可动铁心产生吸引力，使指针偏转。推斥型则靠线圈同时对固定、可动铁心进行磁化，由于磁化的极性相同，产生互斥而形成驱动力矩。 2.如果通以交流电，则与瞬时值平方成正比，或交流有效值平方成正比，所