电子测量和仪器基础.ppt
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1、,电子测量及仪器基础知识,电子测量及仪器基础知识,一、电子测量和误差基础二、直流电流和电压测量三、交流电流和电压测量四、功率和电能量测量五、常用测量仪器介绍六、常用元器件测量,一、电子测量和误差基础,电子测量及仪器基础知识,测量目的:得到或确定被测量的真实数值(大小、单位),由于方法、手段和条件的限制,往往只能得到其近似值;测量误差的表示:测量得到的近似值和真值的差;绝对误差:测量值Ax与真值Ao 的差值 Ax Ao或 测量值Ax与标准表的示值(实际值)A 的差值 Ax A 注意其大小和符号相对误差:绝对误差与实际值A的比值,用表示/A100%,或/Ax100%(测量值),一、电子测量和误差基
2、础,电子测量及仪器基础知识,引用(满度)误差:测量仪表在其测量范围内,各刻度处的绝对误差变化不大,为了表示仪表本身的准确度,引入引用误差的概念。n/Am100%误差修正:在实际测量仪器的使用和设计中,常采用修正值来提高测量准确度。修正值C,与大小相等,符号相反。C=,A=Ax C 在数字仪表中,常用软件方法进行误差修正。,一、电子测量和误差基础,电子测量及仪器基础知识,测量准确度:包含精密度和正确度两个概念。,一、电子测量和误差基础,电子测量及仪器基础知识,测量仪器的准确度等级:根据国家标准:GB76762的规定,电流表、电压表的准确度共分为13级,见下表。,一、电子测量和误差基础,电子测量及
3、仪器基础知识,测量仪器的准确度等级:功率表和无功功率表的准确度等级共分为10级:为0.05,0.1,0.2,0.3,0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.5级。含义:仪器的最大引用误差必须小于等于准确度等级所允许的误差。实际相对测量误差可能会大于准确度规定的最大误差。为保证较高的准确度,测量应尽可能在接近满度的位置进行。,一、电子测量和误差基础,电子测量及仪器基础知识,测量误差的分类系统误差:遵循一定规律可重现的误差仪器本身的固有误差;因测量方法引入的误差;附加误差(非工作条件引入的误差,运行检查);测量人员的感官误差;系统误差必须控制在允许范围内,否则必须进行补偿修正。随机误差:没有规
4、律,不可预知的因素引起的测量误差,一般较实际相对测量误差可能会小一个数量级,无法控制。在一般检验工作中不作为重点控制。,一、电子测量和误差基础,电子测量及仪器基础知识,测量误差的分类粗大误差:由于操作人员疏忽造成的误差,如操作失误、读数或记录错误。其数值可能远大于系统误差,必须避免,数据必须剔除。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,三用表(电压、电流和电阻)使用携带方便,用指针的偏转显示测量值,精度一般。基本构成:表头(带刻度的面板);测量线路;转换开关。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,直流电流表:高灵敏度直流电流表为基本表;并联分流电阻扩大其量程;分流电阻
5、等于基本表内阻R0的(n-1)分之一,n为扩大的倍数。基本范围:106102A。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,直流电流表实际构成:分流电阻成环形,使表头阻尼不变;串联接入,接触电阻对分流无影响;保证准确度;分流电阻要求有较高的精度;,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,直流电流表电流表串入被测回路电流表内阻越小越好;从较高档位开始,避免损坏;电流流入端接正表笔;从负载的低压侧接入,保证安全;必要时可采用间接法测量。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,直流电压表:电流表为基本表;串联分压电阻扩大其量程;分压电阻等于基本表内阻R0的(n-1)倍,
6、n为扩大的倍数。基本范围:102103V。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,直流电压表:实际原理图;灵敏度指标 k/V 表征了电压表的内阻;高压档2500V,单独设端子接入。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,直流电压表电压测量:电压表并入被测支路或元件;电压表内阻越大越好(k/V);符合仪表工作条件;高电位端接正表笔;从较高档位开始,避免损坏仪表;对于高压测量,注意安全防护(表笔一端接公共端,另一端单手测量)。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,交流电压表:直流电压表为基本表;增加检波电路将交流转为直流;表头特性正比于波形的均值;调正分流系数
7、,使其显示被测量的有效值;有效值 0.707,全波均值0.6,半波均值0.3二极管引入的非线性,带来小量程刻度非线性。高压档单独设置,注意安全。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,交流电压测量:注意频率范围,一般可在50-5000Hz范围内使用;示值与输入波形的均值成正比;对非正弦波测量将会引入波形误差;工作条件(温度、湿度、气压);内阻(输入阻抗);精度较直流电压测量明显降低。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,欧姆表原理:提供电池做测试电源;中值电阻的作用;电流表指示测量值,刻度非线性;,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,欧姆表原理:实际原理
8、图;虚线框内为基本电流表;改变档位分流电阻,使其总并联值等于各档位中值电阻;800可调电阻为调零电阻;高阻档,单独提供高电压测试电源。,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,电阻测量:零位调整(电池电压变动时);选择正确档位,使阻值在中间部位读数;不能带电进行测量;应将元件一端从电路中断开(切忌两手捏住电阻两端进行测量);,二、模拟万用表原理和使用,电子测量及仪器基础知识,万用表使用注意事项:检查和调整指针的机械零位;正确选择测量功能类别;正确选择测量档位,为避免过载,适当使用大档位试测;为减小误差,应使指针在满度2/3处读数,测电阻在中值电阻附近读数;严禁在通电状态下转换开关;高
9、压测量,单手进行;,三、其它几种模拟仪表的原理和应用,电子测量及仪器基础知识,兆欧表(摇表)原理:测量设备的绝缘电阻;由手摇发电机产生测试电压(500,1000.2500V);由磁电式比率表指示绝缘电阻;不工作时,指针位置任意;2个绕向相反的线圈分别接固定电阻和待测设备;,三、其它几种模拟仪表的原理和应用,电子测量及仪器基础知识,兆欧表(摇表)使用注意事项:测量设备的绝缘电阻;按检验要求选用相应电压和测量等级的兆欧表;被测设备应切断电源,并进行充分放电;短路时,指针应指零;开路时应指无穷;待测端子接入L(线)E(地)之间,必要时接入G(屏蔽);摇速120r/min,保持均匀,指针稳定后读数;因
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