电工测量技术讲解
电工作业人员《电工测量》电子教案
电工作业人员《电工测量》电子教案一、教学目标1. 让学生掌握电工测量基本概念和原理。
2. 使学生熟悉电工测量工具和仪器的使用。
3. 培养学生进行电工测量操作的能力，提高电工技能水平。
二、教学内容1. 电工测量基本概念：测量误差、测量不确定度、有效数字等。
2. 电工测量工具和仪器：万用表、电能表、示波器等。
3. 电工测量方法：电阻测量、电流测量、电压测量、电能测量等。
4. 电工测量操作技巧：测量准备、测量过程、测量结果处理等。
5. 电工测量实例：照明电路、动力电路、变压器等测量。
三、教学重点与难点1. 教学重点：电工测量基本概念、电工测量工具和仪器的使用、电工测量方法。
2. 教学难点：电工测量操作技巧、电工测量实例。
四、教学方法1. 理论教学：采用讲授法，讲解电工测量基本概念、原理和方法。
2. 实践教学：采用演示法，展示电工测量工具和仪器的使用，以及操作技巧。
让学生分组进行电工测量实践，培养操作能力。
3. 案例教学：分析电工测量实例，使学生掌握电工测量在实际工程中的应用。
五、教学过程1. 引入新课：介绍电工测量的意义和重要性，激发学生学习兴趣。
2. 讲解基本概念：讲解电工测量误差、测量不确定度、有效数字等基本概念。
3. 演示测量工具和仪器：展示电工测量工具和仪器，讲解其使用方法和注意事项。
4. 讲解测量方法：讲解电阻测量、电流测量、电压测量、电能测量等方法。
5. 实践操作：学生分组进行电工测量实践，教师巡回指导。
6. 讲解操作技巧：讲解电工测量操作技巧，如测量准备、测量过程、测量结果处理等。
7. 分析实例：分析照明电路、动力电路、变压器等测量实例，讲解电工测量在实际工程中的应用。
9. 布置作业：布置相关课后作业，巩固所学知识。
10. 课后反思：教师对本节课的教学情况进行反思，为下一步教学做好准备。
六、教学评估1. 平时成绩评估：对学生平时课堂表现、作业完成情况进行评估，了解学生学习态度和基本技能掌握情况。
电工测量仪表(1)
A、标准表
B、实验室 C、工程测量 D、工业测量
二、电工测量的基本知识
（一）电工测量的主要对象
电工测量的对象主要是反映电和磁特征的物理量；反 映电路特征的物理量；反映电和磁变化规律的非电量。 （二）电工测量的特点 1．测量仪器的准确度、灵敏度更高，测量范围更宽 2．应用了电子技术，电工测量技术向着快速测量、小型 化、数字化、多功能、高准确度、高灵敏度、高可靠性 等方面发展。
理论（方法）误差：由于测量方法、测量所依据的理 论公式的近似，或实验条件不能达到理论公式所规定的要 求等而引起的误差；
个人误差：由于测试人员的自身生理或心理特点造成 的误差。
（2）偶然误差
由于人的感官灵敏度和仪器精密度有限，周围环境的 干扰以及随测量而来的其它不可预测的偶然因素造成的误 差。 （3）疏失误差
50.5V，试求上述值的绝对误差和相对误差。
解：甲表
绝对误差: A1 221 220 1V； 相对误差: 1＝1 220 100 % 0.45%
乙表
绝对误差: A2 217 220 3V 相对误差： 2 3 220 100 % 1.36%
丙表
绝对误差: A3 50.5 50 0.5V 相对误差： 3 0.5 50 100 % 1%
疏失误差严重歪曲了测量结果，因此包含有疏失误差 的测量结果应该抛弃。
1．严重歪曲测量结果的误差叫（ D ） 。
A．绝对误差 B．系统误差 C．偶然误差 D．疏失误差
2.采用增加重复测量次数的方法可以消除（ B ）对测量结果的影响。
A．系统误差 B．偶然误差 C．疏失误差 D．基本误差
3．疏失误差可以通过（ C ）的方法来消除。
1．测量误差的分类
电工仪表与测量(基础)
【结论三】：在测量不同大小的被测量时，不能简单地用
绝对误差△来判断测量结果的准确程度。实际测量中， 相对误差不仅常用来表示测量结果的准确程度，而且便 于在测量不同大小的被测量时，对其测量结果的准确程 度进行比较。
第6单元
电工仪表与测量
【结论四】：引用误差实际上就是仪表在最大 读数时的相对误差，即满度相对误差。因为绝 对误差基本不变，仪表量程也不变，故引用误 差可用来表示一只仪表的准确程度。
间接测量
组合测量
第6单元
电工仪表与测量
测 量 方 法
直读法 比较法
利用仪表直接读取测量数据。 将被测量与度量器放在比较仪器上进 行比较，从而求得被测量的数值。 比较仪表指零时，从度量器读出 被测量的数值 从比较仪求得差值，根据度量器数 值和比较差值，求得被测量的数值。 将已知量与被测量先后置于同一测 量装置中，若两次测量装置都处于 相同状态，可认为被测量等于已知 量，再从已知量读出被测量值。
疏忽误差
疏忽误差：测量人员疏忽造成
第6单元
电工仪表与测量
1、系统误差产生原因及消除办法
• ①.仪表本身结构造成的误差:这种误差可通过改善材料 性能与制造工艺来消除.例如摩擦误差,是仪表的可动部 分采用转轴式结构必然会产生的一种误差.只要改善转轴 材料或采用悬丝结构或选用数字显示形式代替.误差就可 以减小或消除。 • ②.外界干扰造成的误差:如电磁干扰,地磁干扰.可以在 结构上采用屏蔽法、或在测量方法上采取比较法、正负 误差补偿法，减少或消除干扰所造成的影响。例如测量 后将仪表调转 180°，重测一次，用两次测量平均值作 为测量值，以消除地磁的影响，或利用校正值求得被测 量的真值。 • ③.环境条件变化造成的误差:只要改善环境条件，例如 使用空调,或在内部结构中进行补偿,例如电阻温度的的 正负补偿，都能使误差得以减少或消除。
电工测试技术--1A直流电流测量
《电工测试技术》测试方案报告题目：1A直流电流测量姓名：班级：学号：成绩：嘉兴学院机电工程学院一．设计题目：1A直流电流测量二．方案一1.方案设计:用磁电系电流表测量方案原理：采用500MA量程的磁电系电流表测量，由于磁电系电流表的量程达不到测量所要求的1A的量程，所以应该考虑加一个分流电阻R0使电流达到电流表的量程范围，将电流表和分流电阻串联后并联在要测电路的负载R1上面，这里的分流电阻的阻值必须大于负载电阻的阻值，防止电流过大烧坏电流表，从而我们读出电流表的读书I1所以我们需要测的电流为：I=R0*I1/R12.电路原理图:3. 选择仪器仪表:500MA磁电系电流表*1、分流电阻*1三．方案二1.方案设计:用数字万用表测量方案原理：直接将数字式万用表串联进被测电路内部就能直接读出被测电路的电流值。
2.电路原理图：3.选择仪器仪表：数字式万用表*1四．方案比较1.数字式万用表量程比磁电系电流表大，可以直接测量1A的电流，所以数字式万用表比较好。
2.数字式万用表的测量精度高，所以数字式万用表比较好。
3.用磁电系电流表要考虑分流电阻的发热问题，而万用表不用考虑。
4.综上所述，选择方案二作为我的测量方案。
五．总结在这次方案设计中，我认识到了测量一个电路的电流需要考虑一个测量仪器的量程，精度以及使用的难易程度。
我发现磁电系电流表的量程达不到1A的要求，所以我考虑到了加一个分流的电阻，由于被测电流不是很大而且测量电路不是长时间运行，所以不用考虑分流电阻的发热问题。
在用万用表测量的时候，改造电路我发现不是很方便，用磁电系电流表加分流电阻的方法就不用考虑这个问题，可以直接带电操作，而用万用表先要把电路断开然后改造电路，然后就是精度问题，万用表发展这么多年，特别是数字式万用表的精度已经大大的超越了老式的磁电系电流表，所以我选择了用数字式万用表。
本文介绍了全国电子设计竞赛设计报告的官方的基本要求和评分标准，并以此为出发点介绍了电子设计报告的基本构成和各组成部分的撰写要点和注意事项。
电工仪表与测量基本知识
能量（功、热） 焦［耳］
J
功率（辐射通量） 瓦［特］
W
国际单位制（SI）的导出单位
电荷量 电位（电压、电动势） 电容 电阻 电导 磁通量 磁通量密度磁感应强度 电感
库［仑］ 0C 伏［特］ V 法［拉］ F 欧［姆］ Ω 西［门子］ S 韦［伯］ Wb 特［斯拉］ TH 亨［利］ H
✓ 生产发展离不开测量
农业社会中，需要丈量土地、衡量谷物，就产生了长度、 面积、容积和重量的测量；掌握季节和节候，出现了原 始的时间测量器具，并有了天文测量。现代化的工业生 产中，处处离不开测量。例如，一个大型钢铁厂需要约2 万个测量点。
✓ 在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量
例如，每种新设计的飞机，需要测试飞机高速飞行中受 气流冲击作用下的性能，通过风洞试验测定机身、机翼 的受力和振动分布情况，以验证和改进设计。
测量仪器系统包括量具、测试仪器、测试系统及附件等
5.测量的主体——测量人员
手动：由测量主体（测量人员）直接参与完成 自动：测量主体交给智能设备（计算机等）完成，但测
量策略、软件算法、程序编写需由测量人员事先设计好。
6.测试技术
测量中所采用的原理、方法和技术措施，总称为测试技
术。
四、单位和单位制
部分电工仪表图片
部分电工仪表图片
电气测量仪器的发展的阶段
1. 20世纪50年代以前，机械式的模拟指示仪器 （如指针式万用表、晶体管电压表等）；
2. 20世纪50年代左右，电子式的模拟指示仪器 （如数字式电压表、数字频率计等）；
3. 20世纪70年代初，智能仪器； 4. 20世纪80年代以后，虚拟仪器（检测技术与
二、测量的定义
1.狭义测量的定义
电工技术实验讲义
班级姓名学号成绩实验一电路元件伏安特性的测绘一、实验目的1.学会识别常用电路元件的方法。
2.掌握线性电阻、非线性电阻元件伏安特性的测绘。
3.掌握实验台上直流电工仪表和设备的使用方法。
二、原理说明任何一个二端元件的特性可用该元件上的端电压U与通过该元件的电流I之间的函数关系I＝f(U)来表示，即用I-U 平面上的一条曲线来表征，这条曲线称为该元件的伏安特性曲线。
1.线性电阻器的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，如图2-5中a所示，该直线的斜率等于该电阻器的电阻值。
2.一般的白炽灯在工作时灯丝处于高温状态，其灯丝电阻随着温度的升高而增大，通过白炽灯的电流越大，其温度越高，阻值也越大，一般灯泡的“冷电阻”与“热电阻”的阻值可相差几倍至十几倍，所以它的伏安特性如图2-5中b曲线所示。
U(V)3.一般的半导体伏安特性如图2-5中 c 所示。
正向压降很小（一般的锗管约为0.2～0.3V ，硅管约为0.5～0.7V ），正向电流随正向压降的升高而急骤上升，而反向电压从零一直增加到十多至几十伏时，其反向电流增加很小，粗略地可视为零。
可见，二极管具有单向导电性，但反向电压加得过高，超过管子的极限值，则会导致管子击穿损坏。
4.稳压二极管是一种特殊的半导体二极管，其正向特性与普通二极管类似，但其反向特性较特别，如图2-5中d 所示。
在反向电压开始增加时，其反向电流几乎为零，但当电压增加到某一数值时（称为管子的稳压值，有各种不同稳压值的稳压管）电流将突然增加，以后它的端电压将基本维持恒定，当外加的反向电压继续升高时其端电压仅有少量增加。
注意：流过二极管或稳压二极管的电流不能超过管子的极限值，否则管子会被烧坏。
三、实验设备四、实验内容1.测定线性电阻器的伏安特性 按图2-6接线，调节稳压电源的输出电压U ，从0 伏开始缓慢地增加，一直到10V ，记下相应的电压表和电流表的读数U R 、I 。
U图2-6线性电阻器的伏安特性测定电路图2-7线性电阻器的伏安特性测定电路2.测定非线性白炽灯泡的伏安特性 将图2-6中的R 换成一只12V ，0.1A 的灯泡，重复步骤1。
电气测量技术 基础知识
相对误差
绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分 数，叫做相对误差γ，即
100 % A0
一般情况下实际值A0难以确定，而仪表的 指示值Ax≈A0，故可用以下公式计算
100 % Ax
［例］
已知甲表测量200V电压时△l＝+2V，乙 表测量10V电压时△2＝+1V，试比较两表的相 对误差。 解：甲表相对误差为
1 2 1 100 % 100 % 1% A01 200
典型仪表：比较式直流电桥
比 较 式 直 流 电 桥
第五章 电路参数的测量中讲
数字仪表digital instrument
数字仪表的特点：采用数字测量技术，并 以数码的形式直接显示出被测量的大小。 数字仪表的分类：常用的有数字式电压表、 数字式万用表、数字式频率表等。
典型仪表：数字式电压表
曹冲称象
曹冲（196—208），字仓舒，谥号邓哀王，东汉末年 沛(pèi)国谯(qiáo)(今安徽毫(bó)州市)人。是曹操的 三儿子，由曹操的小妾环夫人所生。曹冲从小聪明仁 爱，与众不同，深受曹操喜爱。建安十三年（公元208 年），曹冲病重不治而去世，年仅十三岁。
比较测量法的优缺点
优点：准确度高。
缺点：由于仪表接入被测电路后，会使电路工 作状态发生变化，因而这种测量方法的准确度 较低。
举例：电流表测量电流，电压表测量电压，功 率表测量功率等。
电工仪表及测量的基本知识
第一章电工仪表及测量的基本知识在电能的生产、传输、分配和使用等各个环节中，都需要通过电工仪表对系统的运行状态(如电能质量、负荷情况等)加以监测，从而保证系统安全而又经济地运行，所以人们常把电工仪表和测量称作电力工业的眼睛和脉搏。
电工仪表和测量技术是从事电气工作的技术人员必须掌握的一门学科。
本章主要介绍电工仪表及测量的基本知识。
第一节电工仪表的基本原理与组成进行电量或磁量测量所需的仪器仪表，统称电工仪表。
一、电工仪表的分类电工仪表仪器种类繁多，按其结构、原理和用途大致可分为下而几类。
1．电测量指示仪表电测量指示仪表又称为直读仪表。
这种仪表的特点是先将被测量转换为可动部分的角位移，然后通过可动部分的指示器在标尺上的位置直接读出被测量的值，如交直流电压表、电流表、功率表都属于这种仪表。
指示仪表又可分为以下几种类型:(1)按仪表工作原理，可分为磁电系、电磁系、电动系、感应系、静电系、热电系、整流系、电子系等。
(2)按用途，可分为电流表、电压表、功率表、电能表、功率因数表、频率表、相位表、欧姆表、兆欧表及万用表等。
(3)按被测电流的种类，可分为直流表、交流表及交直流两用表等。
(4)按使用环境条件，可分为A、A1、B、B1、C5个组。
其中C组环境条件最差。
(5)按使用方式，可分为安装式、便携式等。
(6)按防御外界电场或磁场的性能，可分为I、Ⅱ、Ⅲ、IV 4个等级。
I级仪表在外磁场或外电场的影响下，允许其指示值改变±0.5%；II级仪表允许改变±1.0%；Ⅲ级仪表允许改变±2.5%；IV级仪表允许改变±5.0%。
除上述分类法外，还有其他的分类方法。
2.比较仪器比较仪器用于比较测量，它包括各类交直流电桥、交直流补偿式测量仪器。
比较仪器测量准确度比较高，但操作过程复杂，测量速度较慢。
3.数宇仪表数字仪表也是一种直读式仪表，它的特点是将被测量转换成数字量，再以数字方式显示出测量结果。
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交流为有
即指针的偏转角
k1
I2
kI 2
效值
k2
结论: 指针偏转的角度与直流电流或交流电流 有效值的平方成正比。
15
因指针的偏转角度与直流电流或交流有效值平 方成正比，所以仪表标度尺上的刻度是不均匀的。
与轴相联的活塞在小室中移动产生阻尼力 空气阻尼器。 3. 用途 测量交流电压、交流电流。 4. 优点：
12
4.用途 测量直流电压、直流电流及电阻。
5.优点： 刻度均匀；灵敏度和准确度高；阻尼强；消耗
电能量小；受外界磁场影响小。 缺点： 只能测量直流；价格较高；不能承受较大过载
。
13
13.2.2 电磁式仪表 1. 结构
主要部分是固定的圆形线圈、线圈内部有固 定的铁片、固定在转轴上的可动铁片。
3
圆形线圈
10
2. 工作原理
(1) 转动转矩T 的产生
线圈通入电流 I 电磁力 F 线圈受到转矩 T
线圈和指针转动，
F
线圈受到的转矩 T = k1I
(2) 阻转矩TC的产生
N
S
在线圈和指针转动时，螺旋
弹簧被扭紧而产生阻转矩TC。
F
弹簧的TC与指针的偏转角成正比，
即
TC= k2
当弹簧的阻转矩T与线圈受到的转矩TC达到平 衡时，可动部分停止转动，此时有
U γ Um 2.5% 50 1.25V
正常情况下, 可认为最大基本误差是不变的, 所
以被测量值比满标值愈小，则相对测量误差就愈大
。 在如选用用上仪述表电压表来测量实际值为10V的电压时
，相测的般的满对量量 应 值 标误实程 使 超 值差际时 被 过 的为值， 测 仪 一γ为一 量 表 半1040V的110.2电5压 1时0，0%相对误12差.5为%
电流的种类与频率 直流
整流式
电流、电压
工频和较高频率的交流
电磁式
电流、电压
直流和工频交流
电动式
电流、电压、电功率 、功率因数、电能量
直流及工频与较高频率的交 流
3. 按照电流的种类分类（见上表） 5
4.按照准确度分类 准确度是电工测量仪表的主要特性之一。仪表的
准确度是根据仪表的相对额定误差来分级的。
3
13.1 电工测量仪表的分类
1.按照被测量的种类分类
次 序 被测量的种类 仪表名称 符 号
1
电流
电流表
A
毫安表
mA
2
电压
电压表
V
千伏表
kV
3
电功率
4
电能
5
相位差
功率表
W
千瓦表
kW
电度表
kWh
相位表
6
频率
7
电阻
频率表
f
欧姆表
兆欧表
M
4
2.按照工作原理分类
型式
符号
被测量的种类
磁电式
电流、电压、 电阻
相对额定误差
最大基本误差
A 100%
Am
仪表的最大量程（满标值）
目前我国直读式电工测量仪表按照准确度分为 0.1, 0.2, 0.5, 1.0, 1.5, 2.5, 5.0七级。
准确度较高（0.1， 0.2， 0.5）的仪表常用来进行 精密测量或校正其他仪表。
6
例：一准确度为2.5级的电压表，其最大量程为50V ， 则可能产生的最大基本误差为
受到转矩而发生转动。转动转矩与通入的电流之间有 T=f (I)
直读式仪表的基本组成部分
1）产生转动转矩 T 的部分 使仪表可动部分受到转矩而发生转动。
2）产生阻转矩TC 的部分 当阻转矩TC等于转动转矩T 时，仪表可动部分
平衡在一定的位置。 3）阻尼器
能产生制动力（阻尼力）的装置，使仪表可动部 分能迅速静止在平衡位置。
固定铁片 可动铁片
小室 推斥式电磁式仪表
14
2. 工作原理 线圈通入电流 I 磁场 固定和，
仪表的转动转矩 T = k I ²
弹簧的阻转矩TC与指针的偏转角 成正比，即 弹簧的阻转矩 TC = k2
当 T = TC 时，可动部分停止转动，
T = TC
11
当弹簧阻转矩与转动转矩达到平衡即TC= T 时
，可转动部分便停止转动， T = k1I ， TC= k2
。即指针的偏转角
α
k1
I
kI
k2
结论: 指针偏转的角度与流经线圈的电流成正比。
仪表的标度尺上作均匀刻度。
3. 阻尼作用的产生 当线圈通入电流而发生偏转时，铝框切割磁通
，在框内感应出电流，其电流再与磁场作用，产生 与转动方向相反的制动力，于是可转动部分受到阻 尼作用，快速停止在平衡位置。
构造简单；价格低廉；可用于交直流；能测量 较大的电流；允许较大的过载。
缺点： 刻度不均匀；易受外界磁场及铁片中磁滞和涡 流（测量交流时）的影响，因此准确度不高。
16
13.2.3 电动式仪表
1. 结构 有两个线圈：固定线圈和可动线圈。可动线圈
2
电路中的各个物理量（如电压、电流、功率、 电能及电路参数等）的大小，除用分析与计算的方 法外，常用电工测量仪表去测量。
电工测量技术的应用主要有以下优点： 1.电工测量仪表的结构简单，使用方便，并有 足够的精确度。 2.电工测量仪表可以灵活地安装在需要进行测 量的地方，并可实现自动记录。 3.电工测量仪表可实现远距离的测量问题。 4.能利用电工测量的方法对非电量进行测量。
第13章 电工测量
13.1 电工测量仪表的分类 13.2 电工测量仪表的型式 13.3 电流的测量 13.4 电压的测量 13.5 万用表 13.6 功率的测量 13.7 兆欧表 13.8 用电桥测量电阻、电容与电感 13.9 非电量的电测法
1
本章要求：
1. 了解常用电工测量仪表的结构和工作原理。 2. 掌握常用电工测量仪表的使用方法。 3. 了解电桥测量电阻、电容和电感的方法。 4. 了解常用非电量的电测法。
9
13.2 电工测量仪表的型式
13.2.1 磁电式仪表
1. 结构
(1) 固定部分
马蹄形永久磁
铁、极掌NS及圆
柱形铁心等。
指针
(2) 可动部分 铝框及线圈，两
I
根半轴O和O，螺
旋弹簧及指针。
O' 线圈
N
S
永久磁铁 O
螺旋弹簧
I
圆柱形 铁心
极掌与铁心之间的空气隙的长度是均匀的，其中
产生均匀的辐射方向的磁场。
以上。
γ
40
1.25 40
100%
3.1%
7
电工测量仪表上的几种符号
符号
~ ~
3 ~ 或 ~~
2 kV 或¬ 或 60 °
意义 直流 交流 交直流 三相交流 仪表绝缘试验电压2000V 仪表直立放置 仪表水平放置 仪表倾斜60°度放置
8
134.2 电工测量仪表的型式
直读式仪表测量各种电量的基本原理 利用仪表中通入电流后产生电磁作用，使可动部分