电工技术
电工技术 •主编 李中发 •制作 李中发 •2005年1月
第12章电工测量 学习要点 掌握电流、电压、电功率、电阻的测量才法 ·掌握电流衰、电压表、功率表、万用表的使用 方法 了解电式、电式及电动式仪的结袍和工 诈原理 了解电式、电式和电动式仪褒的结袍 ·了解电度表的接能方法和电能的测量原理
第12章 电工测量 • 掌握电流、电压、电功率、电阻的测量方法 • 掌握电流表、电压表、功率表、万用表的使用 方法 • 了解磁电式、电磁式及电动式仪表的结构和工 作原理 • 了解磁电式、电磁式和电动式仪表的结构 • 了解电度表的接线方法和电能的测量原理 学习要点
第12章电工测量 12.1电工化毒的类 度 122指针毒的结及工作原 123电流、电压、功率及能的测量 12,4阻的测量
第12章 电工测量 • 12.1 电工仪表的类型、误差和准确度 • 12.2 指针式仪表的结构及工作原理 • 12.3 电流、电压、功率及电能的测量 • 12.4 电阻的测量
121电工仪表的类型、误差和准确度 c电工仪表是实现电工测量过程所需技术 工具的总称。 电工仪表的测量对象主要是电学量与磁 学量。电学量又分为电量与电参量。 通常要求测量的电量有电流、电压、功 率、电能、频率等;电参量有电阻、电容 电感等。 通常要求测量的磁学量有磁感应强度 磁导率等
12.1 电工仪表的类型、误差和准确度 •电工仪表是实现电工测量过程所需技术 工具的总称。 •电工仪表的测量对象主要是电学量与磁 学量。电学量又分为电量与电参量。 •通常要求测量的电量有电流、电压、功 率、电能、频率等；电参量有电阻、电容 、电感等。 •通常要求测量的磁学量有磁感应强度、 磁导率等
1211电工仪表的分类 ●按测量方法分为比较式和直读式两类。比较式仪表需将被测量 与标准量进行比较后才能得出被测量的数量,常用的比较式仪表 有电桥、电位差计等。直读式仪表将被测量的数量由仪表指针在 刻度盘上直接指示出来,常用的电流表、电压表等均属直读式仪 表。直读式仪表测量过程简单,操作容易,但准确度不可能太高 ;比较式仪表的结构较复杂,造价较昂贵,测量过程也不如直读 法简单,但测量的结果较直读式仪表准确。 ●按被测量的种类分为电流表、电压表、功率表、频率表、相位 表等。 按电流的种类分为直流、交流和交直流两用仪表 按工作原理分为磁电式、电磁式、电动式仪表等。 ●按显示方法分为指针式(模拟式)和数字式。指针式仪表用指 针和刻度盘指示被测量的数值;数字式仪表先将被测量的模拟量 转化为数字量,然后用数字显示被测量的数值。 ●按准确度分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共7个等级
按测量方法分为比较式和直读式两类。比较式仪表需将被测量 与标准量进行比较后才能得出被测量的数量，常用的比较式仪表 有电桥、电位差计等。直读式仪表将被测量的数量由仪表指针在 刻度盘上直接指示出来，常用的电流表、电压表等均属直读式仪 表。直读式仪表测量过程简单，操作容易，但准确度不可能太高 ；比较式仪表的结构较复杂，造价较昂贵，测量过程也不如直读 法简单，但测量的结果较直读式仪表准确。 按被测量的种类分为电流表、电压表、功率表、频率表、相位 表等。 按电流的种类分为直流、交流和交直流两用仪表。 按工作原理分为磁电式、电磁式、电动式仪表等。 按显示方法分为指针式（模拟式）和数字式。指针式仪表用指 针和刻度盘指示被测量的数值；数字式仪表先将被测量的模拟量 转化为数字量，然后用数字显示被测量的数值。 按准确度分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.0共7个等级。 12.1.1 电工仪表的分类
常用电工仪表的符号和意义 分类 符号 名称 被测量的种类 直流电表 直流电流、电压 电流 交流电表 交流电流、电压、功率 种类 交直流两用表 直流电量或交流电量 「≈或3 三相交流电表 三相交流电流、电压、功率 安培表、毫安表、微安表 电流 伏特表、千伏表 电压 瓦特表、千瓦表 功率 测量 千瓦时表 对象 kW·h 电能量 相位表 相位差 频率表 频率 欧姆表、兆欧表 电阻、绝缘电阻
分类 符号 名称 被测量的种类 － 直流电表 直流电流、电压 ～ 交流电表 交流电流、电压、功率 ～ 交直流两用表 直流电量或交流电量 电流 种类 或 3～ 三相交流电表 三相交流电流、电压、功率 A mA uA 安培表、毫安表、微安表 电流 V kV 伏特表、千伏表 电压 W kW 瓦特表、千瓦表 功率 k W·h 千瓦时表 电能量 V 相位表 相位差 f 频率表 频率 测量 对象 Ω MΩ 欧姆表、兆欧表 电阻、绝缘电阻 常用电工仪表的符号和意义
常用电工仪表的符号和意义 磁电式仪表 电流、电压、电阻 电磁式仪表 电流、电压 工作 电动式仪表 电流、电压、电功率、功率因数、 原理 电能量 整流式仪表 电流、电压 感应式仪表 电功率、电能量 准确度 1.0 10级电表 以标尺量限的百分数表示 等级 (1 15级电表 以指示值的百分数表示 绝缘等级V 绝缘强度试验电压 表示仪表绝缘经过2kV耐压试验 一 工作 仪表水平放置 位置 仪表垂直放置 60° 仪表倾斜60°放置 正端钮 端钮 负端钮 ±或关 公共端钮 士或士 接地端钮
磁电式仪表 电流、电压、电阻 电磁式仪表 电流、电压 电动式仪表 电流、电压、电功率、功率因数、 电能量 整流式仪表 电流、电压 工作 原理 感应式仪表 电功率、电能量 准确度 1.0 1.0 级电表 以标尺量限的百分数表示 等级 1.5 1.5 级电表 以指示值的百分数表示 绝缘等级 2kV 绝缘强度试验电压 表示仪表绝缘经过 2kV 耐压试验 → 仪表水平放置 ↑ 仪表垂直放置 工作 位置 ∠60° 仪表倾斜 60°放置 + 正端钮 － 负端钮 ±或 公共端钮 端钮 ┴或┴ 接地端钮 常用电工仪表的符号和意义
1212电工仪表的误差和准确度 电工仪表的准确度是指测量结果(简称示值)与被测量真实值 (简称真值)间相接近的程度,是测量结果准确程度的量度 误差是指示值与真值的偏离程度。准确度与误差本身的含义是 相反的,但两者又是紧密联系的,测量结果的准确度高,其误 差就小,因此,在实际测量中往往采用误差的大小来表示准确 度的高低。 由于制造工艺的限制及测量时外界环境因素和操作人员的因素 ,误差是不可避免的。根据引起误差的原因不同,仪表误差可 分为基本误差和附加误差。基本误差是在规定的温度、湿度 频率、波形、放置方式以及无外界电磁场干扰等正常工作条件 下,由于仪表本身的缺点所产生的误差。附加误差是由于外界 因素的影响和仪表放置不符合规定等原因所产生的误差。附加 误差有些可以消除或限制在一定范围内,而基本误差却不可避 免
12.1.2 电工仪表的误差和准确度 电工仪表的准确度是指测量结果（简称示值）与被测量真实值 （简称真值）间相接近的程度，是测量结果准确程度的量度。 误差是指示值与真值的偏离程度。准确度与误差本身的含义是 相反的，但两者又是紧密联系的，测量结果的准确度高，其误 差就小，因此，在实际测量中往往采用误差的大小来表示准确 度的高低。 由于制造工艺的限制及测量时外界环境因素和操作人员的因素 ，误差是不可避免的。根据引起误差的原因不同，仪表误差可 分为基本误差和附加误差。基本误差是在规定的温度、湿度、 频率、波形、放置方式以及无外界电磁场干扰等正常工作条件 下，由于仪表本身的缺点所产生的误差。附加误差是由于外界 因素的影响和仪表放置不符合规定等原因所产生的误差。附加 误差有些可以消除或限制在一定范围内，而基本误差却不可避 免
误差的表示方法 (1)绝对误差:△4=A-A A:示值 A:真值 △4 (2)相对误差:y ×1009 满标度值即量限 最大绝对误差 示值误差用于误差很 示值误差: △小×100小或要求不高的场合 直读仪表的准确度用 最大引用误差来分级 (3)引用误差:1=×100%:分为01、02、0.5 1.0、15、2.5和50共7 个等级。如准确度为 仪表的准确度:K △Am 10092.5级的仪表,其最大 引用误差为25%。 △A △A 最大相对误差 × K
误差的表示方法 （1）绝对误差： A = Ax − Ao （2）相对误差： 100% o = A A （3）引用误差： 100% = m n A A 仪表的准确度： 100% = m m A A K 示值误差： 100% = Ax A Ax：示值 Ao：真值 Am：满标度值即量限 Δ Am ：最大绝对误差 示值误差用于误差很 小或要求不高的场合。 直读仪表的准确度用 最大引用误差来分级 ，分为0.1、0.2、0.5、 1.0、1.5、2.5和5.0共7 个等级。如准确度为 2.5级的仪表，其最大 引用误差为2.5％。 最大相对误差： x m x m m m m m x m x m m A A K A A A A A A A A A A = = = =
例如:用一量程为150V的电压表在正常条件下测某电路的 两点间电压U,示值为100V,绝对误差为1v。这时U的真 值为100-1=99V,相对误差r=1%。如果示值为10V,绝 对误差为-0.8V。则其真值为10.8V,相对误差8%。如果 已知该电压表可能发生的最大绝对误差为15V,则仪表的 最大引用误差为: △A 1.5 K 4×100% ×100%=1 150 所以该仪表的准确度等级为1.0级 注意:被测量比仪表量程小得越多,测量结果可能出现的 最大相对误差值也越大。例如用1.0级量程为150V的电压 表测量30V的电压,可能出现的最大相对误差为5%,而 改用1.0级量程为50V的电压表测量30V的电压,可能出现 的最大相对误差为1.67%。所以选用仪表的量程时应使读 数在2/3量程以上
例如：用一量程为150V的电压表在正常条件下测某电路的 两点间电压U，示值为100V，绝对误差为1V。这时U的真 值为100－1=99V，相对误差r=1%。如果示值为10V，绝 对误差为－0.8V。则其真值为10.8V，相对误差8%。如果 已知该电压表可能发生的最大绝对误差为1.5V，则仪表的 最大引用误差为： 100% 1% 150 1.5 100% = = = m m A A K 注意：被测量比仪表量程小得越多，测量结果可能出现的 最大相对误差值也越大。例如用1.0级量程为150V的电压 表测量30V的电压，可能出现的最大相对误差为5％，而 改用1.0级量程为50V的电压表测量30V的电压，可能出现 的最大相对误差为1.67％。所以选用仪表的量程时应使读 数在2／3量程以上。 所以该仪表的准确度等级为1.0级