1.1电工测量的基本知识
电工测量基本知识
求绝对误差： AAxA00.78 0.760.0m 2 A
例2：
假设你分别在三家商店购买100kg大米、 10kg苹果、1kg巧克力，发现均缺少约0.5kg， 你对哪个商店意见最大，为什么？
相对误差：绝对误差与被测量的真值的比值
2、测量误差及分类
测量误差的基本概念
误差公理:一切测量都具有误差，误差自始至终存在 于所有科学实验之中
客观真值:被测量本身所具有的真正值称之为真值 ❖三角形内角之和等于180度
约定真值:由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准 （或基准），以法令的形式指定其所体现的量值作为计 量单位的约定值
❖水的沸点为100℃ 指示值:由测量器具指示的被测量值称为测量器具的指示值
从正态分布规律。
随机误差的正态分布规律
次 数 统 计
长度相对测量值
粗大误差
产生原因：测量人员的粗心大意及电子测量 仪器受到突然而强大的干扰所引起的。如测 错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造 成的误差。
处理：就数值大小而言，粗大误差明显超过 正常条件下的误差。当发现粗大误差时，应 予以剔除。
系统误差：
电工测量关键： ➢ 测量方法的选择； ➢ 数据的分析和处理； ➢ 测量设备的选用。
1、电工测量方法
一种是直接测量法，即用电工仪表直接测出被测量 的大小，所用的仪表称为直读式仪表；
另一种是比较测量法，即把被测量与“较量仪器” 中的已知标准量进行比较而确定未知量的大小。
还有一种是间接测量法，即根据被测量和其它量的 函数关系，先测得其它量，然后按函数式把被测量 计算出来的一种方法叫间接测量法。
标称值:计量或测量器具上标注的量值。
电工基础知识(电工必读资料)
电流 种类
～ ～ 或 3～
A
mA uA kV kW
测量 对象
V W
kW · h
V
f
Ω
MΩ
欧姆表、兆欧表
常用电工仪表的符号和意义
磁电式仪表 电磁式仪表 工作 原理 电动式仪表 整流式仪表 感应式仪表 准确度 等级 绝缘等级 工作 位置 1.0
1.5
电流、电压、电阻 电流、电压 电流、电压、电功率、功率因数、 电能量 电流、电压 电功率、电能量 以标尺量限的百分数表示 以指示值的百分数表示 表示仪表绝缘经过 2kV 耐压试验
电工技术
第一章 电工基础知识
• 1-1 常用低压供配电系统 • 1-2 电工安全的基本知识 • 1-3 常用仪表与测量
1.1.1电力系统概述
• • 电力系统中，由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称电力网 。 电力系统的运行必须满足下列基本要求: 电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间，对供电持续性的 要求也有所差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。 一级负荷：如停止供电，将会危害生命、捐坏设备、产生废品和使生产过程混乱，给国民经济 带来重大损失，或者使市政生活发生重大混乱。 二级负荷：如停止供电，将造成大量减产，城市大量居民的正常活动受到影响。 三级负荷：指所有不属于一级及二级的负荷，如非连续生产的车间及辅助车间和小城镇用电等。 • • •
电缆外皮 电缆芯 内层绝缘
E L G
MΩ
500V－ 50V－ 5V－ 50μ A 5mA 50mA －
+
（1）直流电流的测量。转换开关置于直流电流档，被测电流 从+、－两端接入，便构成直流电流测量电路。图中RAl、RA2、 RA3 是分流器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关 的档位来改变分流器电阻，从而达到改变电流量程的目的。 （2）直流电压的测量。转换开关置于直流电压档，被测电压 接在+、－两端，便构成直流电压的测量电路。图中RVl、RV2、 RV3 是倍压器电阻，与表头构成闭合电路。通过改变转换开关 的档位来改变倍压器电阻，从而达到改变电压量程的目的。 （3）交流电压的测量。转换开关置于交流电压档，被测交流 电压接在+、－两端，便构成交流电压测量电路。测量交流时 必须加整流器，二极管D1和Dl组成半波整流电路，表盘刻度反 映的是交流电压的有效值。RVl'、RV2'、RV3'是倍压器电阻，电 压量程的改变与测量直流电压时相同。 （4）电阻的测量。转换开关置于电阻档，被测电阻接在+、－ 两端，便构成电阻测量电路。电阻自身不带电源，因此接入电 池E。电阻的刻度与电流、电压的刻度方向相反，且标度尺的 分度是不均匀的。
电工手册 第一章 电工基础知识
第1章电工基础知识1.1基本概念1.1.1常用名词定义电流。
导体内的自由电子或离子在电场力的作用下，有规律的流动叫做电流。
人们规定正电荷移动的方向为电流的正方向。
电流用字母I表示，单位为A。
电流强度。
衡量电流强弱的物理量。
单位时间内通过导体截面积的电量即为电流强度，用字母I 表示，习惯上简称为电流。
电流密度。
在单位横截面积上通过的电流大小，称为电流密度，单位为A/mm2。
电位。
在电场中，单位正电荷从a点移到参考点时，电场力所做的功，称为a点对参考点的电位。
进行理论研究时，常取无限远点作为电位的参考点；在实用工程中，常取大地作为电位的参考点，电位的单位为V。
电压。
电路中两点之间的电位差称为电压。
用字母U表示，单位为V。
电动势。
单位正电荷由低电位移向高电位时非静电力对它所做的功称为电动势。
用字母E表示，单位为V。
电阻。
导体能导电，同时对、电流有阻力作用，这种阻碍电流通过的能力称为电阻，用字母R或r表示，单位为Ω。
电阻率。
又称为电阻系数。
是衡量物体导电性能好坏的一个物理亮，用字母ρ表示，单位为Ω.m.其数值是指导体的长度为1m、截面积为1mm2的均匀导体在温度为200C时所具有的电阻值，即为该导体的电阻率。
电阻的温度系数。
表示物质的电阻率随温度而变化的物理量，其数值等于温度每升高10C时，电阻率的变化量与原来的电阻率的比值，用字母d表示，单位为1/0C。
电导。
物体传导电流的本领叫电导。
电阻值的倒数就是电导，用字母G表示，单位为S（西门子）。
电导率。
又叫电导系数。
是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。
其数值大小是电阻率的倒数。
用字母γ表示，单位为S/m（西/米）。
电容。
凡是用绝缘介质隔开的两个导体就构成了一个电容器。
两个极板在单位电压作用下每一极板上所储存的电荷量叫做该电容器的电容，用字母C表示，单位为F（法拉）。
感抗。
交流电流过具有电感的电路时，电感有阻碍交流电流过的作用，这种作用称为感抗，用XL 表示，单位为Ω。
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。
电工电路实验电气测量的基本方法：电流的测量
电气测量的基本方法：电流的测量1.小电流测量小电流测量指毫安级及以下直至微安级的测量。
通常采用检流计及各类放大器来达到所需要的灵敏度。
2.中等量级电流测量（1）用直读仪表测量。
这是测量电流最常见的方法，虽准确率不高，但却十分简便。
测量电流时电流表应与负载串联，测量电路如图-1所示，串入测量的仪表内阻RA 应远小于负载电阻，当被测线路有接地时，应把电流表接在低电位端。
用这种方法测量电流，主要取决于指示仪表的准确度。
（2）用直流电位差测直流电流。
接线如图-2 所示，图中p、p 是标准电阻的电位端钮，c、c是其电流端钮。
用电位差计测此电位差UX，即可求得被测电流。
使用电流电压转换标准电阻器RA时应注意：通过RA的电流不超过其允许电流；RA 电流端钮接被测电流，而电位端钮则接电位差计。
图-1 用直读仪表测量电流图-2 用直流电位差测直流电流（3）交流电流的有效值精确测量。
由于直流量单位的传递可由基准开始，所以有较高的准确度，而交流量却没有实物基准，交流量有效值的精确测量，可先用交直流比较仪将交流量与直流量进行比较，然后再对与其等效的直流量进行测量，而得到交流量的精确值。
常用的交直流比较仪有热电式比较仪、电动式比较仪、静电式比较仪、电子变换器等。
3.大电流测量大电流通常指百安以上的电流。
测直流大电流可用分流电阻来扩大指示仪表的量限，或用专门的大电流测量仪（如霍尔大电流测量仪）来测量。
测量交流工频大电流，常用电流互感器来扩大指示仪表的测量范围。
（1）用外附分流器扩大指示仪表量限。
标准外附分流器的额定电流从几十安培至一万安培。
它是一个具有4个端钮的标准电阻器，当电流端通过额定电流时，在电压端将产生75mV额定电压。
使用时被测电流IX从电流端接入，并将具有相应量限的毫伏计接至电压端钮，测得毫伏计读数为UX，则式中，IH、UH分别为分流器的额定电流和额定电压。
霍尔大电流测量仪可测电流范围为103～104的直流大电流。
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。
电工测量基本基础知识
第一篇 电工测量的基本知识第一章 概 述1.1 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。
1.2 测量的分类测量可从不同的角度出发进行分类。
1.2.1 从获得测量结果的不同方式分类，可分为直接测量法、间接测量法和组合测量法。
1.2.1.1 直接测量法——从测量仪器上直接得到被测量量值的测量方法，直接测量的特点是简便。
此时，测量目的与测量对象是一致。
例如用电压表测量电压、用电桥测量电阻值等。
1.2.1.2 间接测量法——通过测量与被测量有函数关系的其它量，才能得到被测量量值的测量方法。
例如用伏安法测量电阻。
当被测量不能直接测量，或测量很复杂，或采用间接测量比采用直接测量能获得更准确的结果时，采用间接测量。
间接测量时，测量目的和测量对象是不一致的。
1.2.1.3 组合测量法——在测量中，若被测量有多个，而且它们和可直接（或间接）测量的物理量有一定的函数关系，通过联立求解各函数关系来确定被测量的数值，这种测量方式称为组合测量法。
例如，图1-1所示电路中测定线性有源一端口网络等效参数R eq 、U OC 。
调R L 为R 1时得到I 1，U 1 调R L 为R 2时得到I 2，U 2得⎪⎩⎪⎨⎧=+=+oc eq oc eq U I R U U I R U 2211解联立方程组可求得测量R eq 、U oc 的数值。
1.2.2 根据获得测量结果的数值的方法不同，分为直读测量法和比较测量法。
1.2.2.1 直读测量法（直读法）——直接根据仪表（仪器）的读数来确定测量结果的方法。
测量过程中，度量器不直接参与作用。
例如用电流表测量电流、用功率表测量功率等。
直读测量法的特点是设备简单，操作简便，缺点是测量准确度不高。
1.2.2.2 比较测量法——测量过程中被测量与标准量（又称度量器）直接进行比较而获得测量结果的方法。
例如用电桥测电阻，测量中作为标准量的标准电阻参与比较。
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丰南职教中心电工仪表教案（首页）课题（章节）§1—1电工测量的基本知识
授课日期授课班级
教学目标1、理解电工测量基本概念。
2、掌握常用的电工测量方法。
3、掌握测量单位制。
教学重点与
难点重点：常用的电工测量方法和测量单位制。
难点：常用的电工测量方法和测量单位制。
教材处理无教具米尺
教学思路设
计先强调电工测量在电工领域中的重要作用，在举例说明电工测量的测量对象都有什么，针对测量对象讲解相应测量方法。
丰南职教中心电工仪表教案（副页）
教学过程
教学步骤教学内容师生活动
一、引入
二、电工测量在生产、生活中经常会进行各种测量，
电工测量的在电工领域有着非常重要的
作用。
电工测量就是借助于测量设备，
把未知的电量或磁量与作为测量单位的
同类标准电量或标准磁量进行比较，从
而确定这个未知电量或磁量的过程。
1、测量对象
1）反应电和磁特征的物理量
电流、电压、电功率、电能、磁感应强
度等
2）反应电路特征的物理量
电阻、电容、电感等
3）反应电和磁变化规律的非电量
频率、相位移、功率因数等
2、测量方法
根据测量的目的和被测量的性质，可选
择不同的测量方法。
3、测量设备
对被测量与标准量进行比较的测量设
备。
让学生列
举各种物
理量和非
电量
丰南职教中心电工仪表教案（副页）
教学过程
教学步骤教学内容师生活动
三、测量方法的分类
四、测量单位制1、按被测量的测量方式
(1)直接测量
用米尺测量长度
(2)间接测量
伏安法测电阻
2、按度量器参与测量过程的方式
(1)直读法
电流表测电流
(2)比较法
用米尺测量长度，将被测量与米尺比较
1)零值法
2)较差法
3)替代法
测量单位是确定一个被测量的标准，因
此测量单位的确定和统一是非常重要
的。
我国统一实行国际单位制。
教师分别
解释各种
测量方法
丰南职教中心电工仪表教案（副页）
教学过程
教学步骤教学内容师生活动
五、作业
说明：需要说明的是:工程测量中,电能单位常用的“千瓦时(kW· h)”(旧称“度”)不是SI 单位。
习惯上仍然常用kW· h 作为电能的测量单位。
kW· h 与SI 单位中能量单位“焦(J)”的换算关系：
1KW·h=3.6×106J
1、一个完整的测量过程包括哪几方面？
2、测量方法分为哪几类？
§1—1电工测量的基本知识
一、电工测量
1、测量对象
1）反应电和磁特征的物理量
电流、电压、电功率、电能、磁感应强度等
2）反应电路特征的物理量
电阻、电容、电感等
3）反应电和磁变化规律的非电量
频率、相位移、功率因数等
2、测量方法
3、测量设备
二、测量方法的分类
1、按被测量的测量方式
(1)直接测量
(2)间接测量
2、按度量器参与测量过程的方式
(1)直接法
(2)比较法
1)零值法
2)较差法3)替代法
三、测量单位制。