[工学]测量仪表的基本知识.ppt

常用电工仪表及测量 李建松 常用电工仪表及测量 1 电工测量的基本知识 2 电工仪表的基本知识 3 常用仪表的安全使用 4 发电厂及变电所的电气测量仪表配置 测量的基本知识 测量是人们认识客观事物，并用数量概念描述客观事物，进而达到逐步掌握事物的本质和揭示自然界规律的一种手段。在工农业生产、商业贸易、日常生活中都需要测量，而现代科学技术的发展更是与测量的发展分不开。测量是用实验的方法把被测量与同类标准量进行比较以确定被测量大小的过程。 测量方式的分类 　(1)?直接测量在测量过程中，能够直接将被测量与同类标准量进行比较，或能够直接用事先刻度好的测量仪器对被测量进行测量，从而直接获得被测量的数值的测量方式称为直接测量。直接测量方式广泛应用于工程测量中。 测量方式的分类　 (2)?间接测量当被测量由于某种原因不能直接测量时，可以通过直接测量与被测量有一定函数关系的物理量，然后按函数关系计算出被测量的数值，这种间接获得测量结果的方式称为间接测量。间接测量方式广泛应用于科研、实验室及工程测量中。 ?测量方法的分类 在测量过程中，作为测量单位的度量器可以直接参与也可以间接参与。根据度量器参与测量过程的方式，可以把测量方法分为直读法和比较法。 ?测量方法的分类 　直读法用直接指示被测量大小的指示仪表进行测量，能够直接从仪表刻度盘上读取被测量数值的测量方法，称为直读法。直读法测量时，度量器不直接参与测量过程，而是间接地参与测量过程。例如，用欧姆表测量电阻时，从指针在刻度尺上指示的刻度可以直接读出被测电阻的数值。这一读数被认为是可信的，因为欧姆表刻度尺的刻度事先用标准电阻进行了校验，标准电阻已将它的量值和单位传递给欧姆表，间接地参与了测量过程。直读法测量的过程简单，操作容易，读数迅速，但其测量的准确度不高。 ?测量方法的分类 比较法将被测量与度量器在比较仪器中直接比较，从而获得被测量数值的方法称为比较法。例如，用天平测量物体质量时，作为质量度量器的砝码始终都直接参与了测量过程。在电工测量中，比较法具有很高的测量准确度，可以达到土0.001%，但测量时操作比较麻烦，相应的测量设备也比较昂贵。 　根据被测量与度量器进行比较时的不同特点又可将比较法分为零值法、较差法和替代法三种。 　零值法又称平衡法，它是利用被测量对仪器的作用，与标准量对仪器的作用相互抵消，由指零仪表做出判断的方法。即当指零仪表指示为零时，表示两者的作用相等，仪器达到平衡状态；此时按一定的关系可计算出被测量的数值。显然，零值法测量的准确度主要取决于度量器的准确度和指零仪表的灵敏度。 较差法是通过测量被测量与标准量的差值，或正比于该差值的量，根据标准量来确定被测量的数值的方法。较差法可以达到较高的测量准确度。 替代法是分别把被测量和标准量接入同一测量仪器，在标准量替代被测量时，调节标准量，使仪器的工作状态在替代前后保持一致，然后根据标准量来确定被测量的数值。用替代法测量时，由于替代前后仪器的工作状态是一样的，因此仪器本身性能和外界因素对替代前后的影响几乎是相同的，有效地克服了所有外界因素对测量结果的影响。替代法测量的准确度主要取决于度量器的准确度和仪器的灵敏度。 测量的过程 测量包含有三个重要因素，即测量对象、测量方法和测量设备。一个完整的测量过程一般包括以下三个阶段 准备阶段 认真分析测量对象的性质、特点、测量条件及测量结果所要达到的准确度要求，然后选定适当的测量方法及选择相应的测量仪器，拟定出测量过程及测量步骤。测量方法的选择正确与否，直接关系到测量结果的可信赖程度，也关系到测量方案的经济性和可行性。不正确的测量方法，即使有先进的精密仪器，也不会得到正确的测量结果。 测量阶段 了解测量设备的特性、使用方法，建立测量仪器所必需的测量条件，按照已拟定出的测量过程及测量步骤谨慎进行操作，认真记录测量数据。数据处理阶段。根据记录的数据，考虑测量条件的实际情况，按照选定的测量方法及理论计算出被测量的测量结果的估计值；根据误差传递理论，求得测量误差。 数据处理阶段 根据记录的数据，考虑测量条件的实际情况，按照选定的测量方法及理论计算出被测量的测量结果的估计值；根据误差传递理论，求得测量误差。 误差的产生 实践证明，用任何仪器、仪表和测量的全过程中，误差是普遍和绝对存在的，因为在仪表的制造过程中，材料和加工都不可能毫无误差地符合理想；在测量时，环境、测量者的知识和经验等因素，都会影响测量结果，使测量结果与真实情况有差异，测量结果与真实情况的差异，称之为测量误差，测量误差的产生是不可避免的，但可以减小或设法修正。 测量误差的介绍： 任何测量都不可能避免的存在测量误差。测量误差分为：测量的绝对