电工仪表与测量教案Word格式.docx
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常用电工仪表的结构、工作原理、选择及使用方法,电工测量方法的选择,测量数据的处理等。
二.电工仪表的发展概况
19世纪20年代电流对磁针有力的作用检流计、电桥等
1895年第一台感应系电能表
20世纪40-60年代仪表的精度越来越高
1952年第一只电子管数字电压表问世60年代晶体管数字电压表70年代中、小规模数字式电压表近年来大规模数字电压表
三.学习本课程的方法及要求
1.按测量机构(或数字式电压基本表)-→测量线路-→测量仪表的基本思路学习。
2.注意理论教学、直观教学和生产实习的密切结合。
课堂小结
电工仪表的内容及重要性、发展概况、学习方法。
级班任课教师
科目200年月日(星期)第()节
复习旧课
第一章内主要学习电工仪表及测量的基本知识。
第一章电工仪表与测量的基本知识
1.电工测量:
将被测的电量、磁量或者电参数与同类标准量进行比较,从而确定出被测量的大小的过程。
2.本章的主要内容:
常用电工仪表的分类、及基本组成、常用的电工测量方法、测量误差及消除方法、电工仪表的主要技术要求等。
§
1-1常用电工仪表的分类、型号和标志
一.常用电工仪表的分类
1.指示仪表
(1)按工作原理分类磁电系、电磁系、电动系、感应系、整流系等。
(2)按使用方法分类安装式、便携式。
(3)按被测量的名称分类电流表、电压表、功率表、电能表、频率表、相位表、万用表等。
(4)按准确度等级分类0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0共七级。
(5)按使用条件分类A组环境0-400CB组-200C-500C
C组-400C-600C
(6)按被测电流种类分类直流仪表、交流仪表、交直流两用仪表三类。
2.比较仪表
又分为直流比较仪表和交流比较仪表。
3.数字仪表
采用数字技术,以数码形式直接显示被测量的大小。
二.电工指示仪表的型号
1.安装式指示仪表的型号P4
2.便携式指示仪表的型号除了没有形状代号外,其余的与安装式仪表相同。
3.电能表的型号DD表示单相电能表、DS表示三相有功电能表、DT表示三相四线制电能表、DX表示无功电能表等。
三.电工仪表的标志
详细参照表1-1进行讲解。
电工仪表的分类、型号、标志。
课堂练习
习题册的相关内容。
课外作业
电工仪表有测量时总有误差,因此就存在着误差处理和准确度的问题。
一.仪表的误差及分类
误差:
仪表的测量结果与被测量的真实值之间的差值。
准确度:
仪表的测量结果与实际值之间的接近程度。
显然,仪表的准确度越高同,误差越小。
根据误差产生的原因,仪表的误差分两类:
1.基本误差:
仪表在正常工作条件下的误差,主要由仪表的结构、工艺等方面不完善而产生。
2.附加误差:
仪表偏离了规定的工作条件而产生的误差。
二.误差的表示方法
1.绝对误差Δ:
仪表的指示值AX与被测量的实际值A0之间的差值。
Δ=AX—A0
可见,绝对误差是有正负之分的。
2.相对误差γ:
绝对误差Δ与被测量实际值A0比值的百分数。
γ=Δ/A0×
100%
显然,绝对误差只能反映测量值与实际值的相差大小,而相对误差则能反映测量结果的准确程度。
3.引用误差γm:
绝对误差Δ与仪表的最大量程Am比值的百分数。
引用误差可以反映仪表的准确程度。
K三.仪表的准确度±
工程上以仪表的最大引用误差来表示仪表的准确度。
±
K%=Δm/Am×
我国生产的电工仪表准确度共分为七级:
0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0。
例题分析例1-3、例1-4P8(略写)
例题分析说明,为保证测量结果的准确性,不仅要考虑仪表的准确度,还要选择合适的量程,通常测量时要使仪表指针处在满刻度的后三分之一段。
电工仪表的的误差分类、绝对误差、相对误差、引用误差、准确度。
习题册相关内容。
电工仪表的误差和准确度。
电工仪表的性能好坏有一些特定的技术指标来衡量。
电工指示仪表的技术要求有:
一.要有足够的准确度
二.要有合适的灵敏度
灵敏度:
电工指示仪表中,仪表的可动部分偏转角的变化量与被测量的变化量
之比值。
S=Δα/Δx
对于刻度均匀的仪表,S为一个常数。
仪表常数C:
灵敏度的倒数叫做仪表常数。
C=1/S
三.要有良好的读数装置和阻尼装置
四.变差要小
变差:
仪表在反复测量同一被测量时,由于摩擦等原因造成的两次读数不同,它们的差值叫做变差。
变差一般不应超过仪表基本误差的绝对值。
五.本身消耗功率要小
六.要有足够的绝缘强度和过载能力课堂小结
对电工仪表的主要技术要求。
对电工仪表的技术要求。
本节介绍主要的电工测量方法及其特点。
常用的电工方法主要有以下三种:
一.直接测量法
凡是用直接指示仪表读取被测量的数值,而无需度量器直接参与的测量方法。
如用万用表测电阻,用电流表测电流等。
优点方法简便,读数迅速。
缺点仪表接入电路中会改变电路的工作状态,准确度较低。
二.比较测量法
凡是在测量过程中需要度量器的直接参与,并通过比较仪表来确定被值的方法叫做比较法。
1.零值法测量过程中通过改变标准量,使其与被测量相等,从而确定被测量的方法。
如用电桥测电阻。
2.差值法利用被测量与标准量的差值作用于测量仪表,从而确定被测量的方法。
如用不平衡电桥测电阻。
3.代替法用已知的标准量代替被测量,若能维持仪表的读数不变,则被测量必然等于已知量。
如曹冲称大象。
比较法的优点准确度高。
比较法的缺点设备复杂,操作麻烦。
三.间接测量法
测量时先测出与被测量有关的电量,然后通过计算求得被测值的方法。
如用伏安法测电阻,通过三极管的发射极电压求放大器静态工作点的IC的方法。
缺点误差较大。
优点在一些特殊场合应用方便。
直接测量法、比较测量法、间接测量法。
测量过程中总会产生误差,本节介绍测量误差的分类及消除方法。
根据测量误差的产生原因,测量误差可以分为三种:
一.系统误差
系统误差是指在相同的条件下,多次测量同一量时,误差的大小和符号均保持不变,而在条件变化时遵循一定规律变化的误差。
1.产生系统误差的原因
(1)仪表的误差包括基本误差和附加误差。
(2)测量方法误差指方法不完善而带来的误差。
2.系统误差的消除
(1)校正仪表的基本误差,尽量满足仪表要求的工作的条件。
(2)采用合理的测量方法。
(3)采用特殊的消除方法。
如:
1)正负误差补偿法多次测量取平均值。
2)替代法
3)引入校正值
二.偶然误差
是指一种大小和符号都不固定的误差。
1.产生偶然误差的原因主要由外界环境的偶然变化引起。
2.偶然误差的消除多次测量取平均值的方法可以消除偶然误差。
三.疏失误差
是一种严重歪曲测量结果的误差。
1.产生羽失误差的原因操作者的粗心和疏忽造成,如读错数、记录错误、算错数据等。
2.疏失误差的消除
含有疏失误差的结果应抛弃不用,消除疏失误差的方法是加强操作者的工作责任心,倡导认真负责的工作态度。
系统误差、偶然误差、疏失误差及其消除。
本节介绍电工指示仪表的组成部分和各部分的主要作用。
一.电工指示仪表的组成
1.测量机构
作用将被测量(或过渡量)转换成为仪表可动部分的偏转角。
测量机构是电工指示仪表的核心。
2.测量线路
把各种不同的被测量转换成能被测量机构所接受的过渡电量。
常由电阻、电容、电感等组成。
二.测量机构的主要装置
1.转动力矩装置M转动力矩的大小被测量、指针偏转角成某种函数关系。
它是使仪表的可动部分转动的力矩。
2.反作用力矩Mf与转动力矩相平衡的力矩。
仪表的指针平衡时,有M=Mf
主要的反作用力矩有张丝、游丝等。
也有用电磁感应装置来产生反作用力矩的。
3.阻尼力矩装置MZ
缩短可动部分的的摆动时间以利于尽快读数的装置。
主要的阻尼装置空气阻尼装置、电磁感应装置。
特点
(1)阻尼力矩只在仪表的可动部分运动时才能产生。
(2)MZ大小与速度成正比,方向都与可动部分的运动方向相反。
(3)仪表静止时的位置由M=Mf决定,与MZ没有关系。
4.读数装置
由指示器和刻度盘组成。
指示器有刀形、矛形指示器、光标指示器。
刻度盘又称表盘,它是一个画有标度尺和仪表标志符号的平面。
5.支撑装置
常见的有:
轴尖支撑方式,有张丝弹片的支撑方式。
电工指示仪表的组成和主要装置。
在第一章里学习了电工仪表组成、电工仪表的误差和准确度、技术要求、电工测量的基本方法、电工测量的的误差及消除等基本知识。
第二章主要学习电压与电流的测量仪表和方