电工测量基本基础知识.docx

第一篇 电工测量的基本知识
第一章 概 述
测量的概念
测量是以确定被测对象量值为目的的全部操作。
通常测量结果的量值由两部分组成：数值（大小及符号）和相应的单位名称。
测量的分类
测量可从不同的角度出数表示），用γn表示，即
（）
实际测量中，由于仪表各标度尺位置指示值的绝对误差的大小、符号不完全相等，若取仪表标度尺工作部分所出现的最大绝对误差作为（）中的分子，则得到最大引用误差，用γnm表示。
（）
最大引用误差常用来表示电测量指示仪表的准确度等级，它们之间的关系是

式中，α——仪表准确度等级指数。
-87《直接作用模拟指示电测量仪表及其附件》的规定，电流表和电压表的准确度等级α如表1-1所示。仪表的基本误差在标度尺工作部分的所有分度线上不应超过表1-1中的规定。
表1-1
准确度等级α










基本误差%
±
±
±
±
±
±
±
±
±
±
由表可见，准确度等级的数值越小，允许的基本误差越小，表示仪表的准确度越高。
式（）说明，在应用指示仪表进行测量时，产生的最大绝对误差为
（）
当用仪表测量被测量的示值为x时，可能产生的最大示值相对误差为
（）
因此，根据仪表准确度等级和测量示值，可计算直接测量中最大示值相对误差。当被测量量值愈接近仪表的量程，测量的误差愈小。因此，测量时应使被测量量值尽可能在仪表量程的2/3以上。
例 用一个量程为30mA、，求测量结果的示值相对误差。
解 根据式（）可得其测量结果可能出现的示值最大相对误差为
根据误差的性质可分为：系统误差、随机误差和粗大误差三类。
（1） 系统误差
系统误差是指在同一条件下，多次测量同一量值时，误差的大小和符号均保持不变，或者当条件改变时，按某一确定的已知规律（确定函数）变化的误差。系统误差包括己定系统误差和未定系统误差，已定系统误差是指符号和绝对值已经确定的系统误差。例如，用电流表测量某电流，其示值为5A，若该示值的修正值为+，而在测量过程中由于某种原因对测量结果未加修正，从而产生
-。
未定系统误差是指符号或绝对值未经确定的系统误差。例如，用一只已知其准确度为α及量程为Um的电压表去测量某一电压Ux，则可按式（）估计测量结果的最大相对误差γnm，因为这时只估计了误差的上限和下限，并不知道测量电压误差确切大小及符号。因此，这种误差称为未定系统误差。
系统误差产生的原因有测量仪器、仪表不准确，环境因素的影响，测量方法或依据的理论不完善及测量人员的不良习惯或感官不完善等。
系统误差的特点是：
1）系统误差是一个非随机变量，是固定不变的，或是一个确定的时间函数。也就是说，系统误差的出现不服从统计规律，而服从确定的函数规律。
2）重复测量时，系统误差具有重现性。对于固定不变的系统误差，重复测量时误差也是重复出现的。系统函数为时间函数时，它的重现性体现在当测量条件实际相同时，误差可以重现。
3）可修正性。由于系统误差的重现性，就决定了它是可以修正的。
（2）随机误差
随机误差是指在同一量的多次测量中，以不可预知方式变化的测量误差的分量。随机误差就个体而言是不确定的，但其总体服从统计规律。随机误差一般服从正态分布规律，如图1-2所示：
f
-δ 0 +δ δ
图1-2 正态分布函数

图中： δ——表示随机误差
f——表示误差出现的次数
这条曲线称为随机误差正态分布曲线。
随机误差的特点是：
1）有界性：有一定的测量条件下，误差的绝对值不会超过一定的界限。
2）单峰性：绝对值小的误差出现的概率大，而绝对值大的误差出现的概率小。
3）对称性：绝对值相等的±误差出现的概率一致。
4）抵偿性：将全部误差相加时，具有相互抵消的特性。
特性4）可由特性3）推导出来，因为绝对值相等