电磁测量第一章.ppt

* 机电式指示仪表也称电磁机械式仪表。当被测量接入仪表后，仪表的指针发生偏转，偏转角的大小反映了被测量的大小。 此类仪表结构简单，价格便宜，运行可靠，读数直观。 * 设电磁机构中由基本量测量y产生的电磁能量为A，使可动部分偏转的驱动力矩为 Ma ，则由虚位移作功原理，得到 例题 例1 ：一只100mA电流表，校验数据如下 试确定该表的准确度等级。 被测表读数mA 0 20 40 60 80 100 标准表读数mA 0 18 39 61 80 100 绝对误差mA 0 +1.8 +1 -1 0 0 解：分析：属于确定仪表准确度等级（第1类） 1.51.82 ，该电流表准确度等级为2级 由表可见△m=1.8mA, Am=100mA 所以： 例题 例2: 测量110电压，要求相对误差不超过±1.0%，选用 250V的电压表至少几级？ 解：分析：属于选用仪表为题（第二类） k≤0.44 故选电压表至少0.3级 例题 例3：0.5级量程100V和1.0级量程为50V的两只电压表,分别测量40V电压,求两表的测量结果的最大相对误差? （自学）（结论为相对误差相同） 选用仪表原则：要考虑准确度等级、量程、内阻和使用 的频率范围等。 有关讨论： 1）公式及各物理量代表字母的书写规范 2)量程不同、准确度等级不同的仪表测量的准确度可能相同 3)使用准确度等级高的仪表测量结果的准确度不一定高 仪表的修正值 三、仪表的修正值（ ） 修正值：绝对误差的负值 仪表校验 利用比被测表准确度等级高二、三级，并且量程也稍大的标准表进行 实际值可由修正值和测量值得到 A=(Ai+Aj )/2 过程：由零值到满偏读标准表Ai，再由满偏到零值读Aj, 仪表的修正值（续） 被测表读数mA 0 20 40 60 80 100 标准表读数mA 0 18 39 61 80 100 绝 对误差mA 0 +2 +1 -1 0 0 修正值mA 0 -2 -1 +1 0 0 修正曲线 修正曲线（更正曲线）是以被校表指示为横坐标，以 修正值为纵坐标的一条折线 带修正值的仪表可以作为校验所使用的同级仪表使用 例：下表为某仪表的校验数据 仪表的修正值（续） 对应的修正曲线 第五节 系统误差的合成和估计 一 、直接测量中误差估计 研究间接测量中系统误差合成问题的目的： a.已知各自变量的误差和函数关系，求函数的误差 b.已知函数关系和函数误差，求各自变量的误差 c. 寻找使函数误差达到最小的条件 二、 间接测量中误差合成和估计方法 　 设　y＝x1＋x2＋… … ＋ xn △y＝ △ x1＋ △ x2＋… … ＋ △ xn 相对误差为: 单项较少时,误差同号概率大 考虑最坏情况下: 单项较多时，误差同号概率小 采用几何平均法： 注意： 合成误差不大于各单项相对误差的最大值 间接测量系统误差合成的分类 1.加法 系统误差的合成和估计（续） 　 设　y=x1-x2 考虑最坏情况下： X1和x2接近时，相对误差较大，实际中应避免使用 △y= (| △ x1|+| △ x2|) 两者之差 两者绝对值之和 2. 减法 系统误差的合成和估计（续） 设y=x1×x2 , △y很小时，△y=dy=x2d x1 + x1 dx2 可见，乘积的相对误差等于各单项相对误差之和 最坏情况下： 例 电阻消耗的功率 P= I2 R，若电流和电阻的相对 误差分别为?I 和?R，则由上式，功率的相对误差为 ?P=2?I+?R 最坏情况下： 3. 乘法 系统误差的合成和估计（续） 设y=x1/x2 △y≈dy=d x1 / x2 - x1 d x2 / x2 最坏情况下： 4. 除法 自变量的误差分别为?X1，?X2，… ?Xm，由此所导致的函数误差为?Y， 5. 一般函数误差传递的关系 函数 利用多元函数的泰勒公式，并略去二阶以上的高阶无穷小，得 ?Y为函数Y的绝对误差，其相对误差为 系统误差的合成和估计（续） 系统误差合成和处理 三、间接测量误差合成结论 一次间接测量选用仪表时准确度等级尽量相同，总误差总是由准确度低的仪表决定 尽力避免测量结果取两仪表测量值之差 选用仪表量程不应过分大于被测量 还要考虑实际情况，尽量采用直接测量 第六节 系统误差的消除 一、误差修正 1．替代法 2．正负误差抵消法 3．等时距对称消去法 4．差值法 测量前检定所用量具、仪表，将测量结果用修正值进行修正，并考虑温度、湿度等环境因素对测量的影响。 二、消除误