电工仪表与测量的基本知识课件.ppt
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- 电工仪表 测量 基本知识 课件
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1、电参数 I、U、P、Q、 等电测量电磁量电路参数R、L、C等磁测量 、B、H、 等研究对象:研究对象:电气测量技术对从事电气技术工作的人员来说是十分必要的;不论是电气设备的安装、调试、实验、运行、维修;还是对电气产品进行检验、测试、鉴定都会涉及电磁测量方面的技术问题。应用于工农业生产、生活、国防、科研等各领域。如,变电所、配电室、发电厂、电力监控网、火箭发射中心、家用电能计量表等。1.20世纪世纪50年代以前,机械式的模拟指示仪器年代以前,机械式的模拟指示仪器(如指针式万用表、晶体管电压表等);(如指针式万用表、晶体管电压表等);2.20世纪世纪50年代左右,电子式的模拟指示仪器年代左右,电子
2、式的模拟指示仪器(如数字式电压表、数字频率计等);(如数字式电压表、数字频率计等);3.20世纪世纪70年代初,智能仪器;年代初,智能仪器;4.20世纪世纪80年代以后,虚拟仪器(检测技术与年代以后,虚拟仪器(检测技术与计算机技术有机结合);计算机技术有机结合);数字化网络化智能化小型化第一节 测量方法的分类第二节 电工仪表的分类第三节 电工仪表的组成和基本原理第四节 测量误差及其表示方法第五节 工程上最大测量误差的估计及 系统误差的消除第六节 随机误差的估计 1、测量的意义 日常生活中处处离不开测量科学的进步和发展离不开测量,离开测量就不会有真正的科学。没有望远镜就没有没有望远镜就没有天文学
3、,没有显微天文学,没有显微镜就没有细胞学,镜就没有细胞学,没有指南针就没有没有指南针就没有航海事业航海事业 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。1.狭义测量的定义测量是为了确定被测对象的量值而进行的实验过程。在测量过程中,人们借
4、助专门的设备,把被测对象直接或间接地与同类已知单位进行比较,取得用数值和单位共同表示的测量结果。测量结果测量数值测量结果测量数值. .测量单位,测量单位,即:即:0 xxx测量的内涵 测量对象:被测客体中的相应的量值信息; 测量目的:从被测对象取得一个定量的认识;测量过程: 通过实验去认识对象的过程测量方法:比较; A.直接比较 B.间接比较; C.需要测量仪器;测量标准:同类已知单位。测量结果:最终能表示给测量主体(人)被测物体的重量等于标被测物体的重量等于标准砝码的重量准砝码的重量2.广义测量的定义广义地讲,测量不仅对被测的物理量进行定量的测量,而且还包括对更广泛的被测对象进行定性、定位的
5、测量。例如故障诊断、无损探伤、遥感遥测、矿藏勘探、地震源测定、卫星定位等。而测量结果也不仅仅是由量值和单位来表征的一维信息,还可以用二维或多维的图形、图像来显示被测对象的属性特征、空间分布、拓朴结构等。 广义测量原理可以从信息获取过程来说明,包括信息的感知和信息识别两个环节。 1.测量的基本要素 被测对象测量人员测试仪器系统信 息显 示感知和识别对象对象属性属性影响影响影响影响影影响响测量策测量策略、算法略、算法数据状态数据状态参数命令参数命令被测信息被测信息原理原理方法方法被测被测对象对象仪器仪器系统系统测量测量人员人员测量测量环境环境激励信号激励信号选择选择仪器仪器决定决定方法方法图图1-
6、3 1-3 测量的基本要素测量的基本要素2.测量过程基本要素之间的互动关系论证阶段测量的主体(测量人员)根据测试任务的要求、被测对象的特点、属性,及现有仪器设备状况,拟定合理的测试方案。设计阶段* 选择测试仪器,组建测试系统。* 制定出测试策略(测量算法)和操作步骤(测试程序)实施阶段* 对仪器和系统实施测试操作(发控制命令),按照逻辑和时序完成测量过程,取得测量数据;* 分析测量误差并显示测量出结果。执执行行测测量量操操作作测测试试数数据据处处理理测测量量结结果果显显示示结结 束束设设置置仪仪器器工工作作参参数数实实施施阶阶段段被被测测对对象象设设计计阶阶段段测测量量任任务务要要求求组组建建
7、测测量量系系统统需需 求求 分分 析析拟拟定定测测量量方方案案现现有有仪仪器器设设备备选选用用测测量量仪仪器器(测测试试硬硬件件平平台台)决决定定测测量量技技术术(测测试试软软件件平平台台)完完成成仪仪器器互互连连拟拟定定测测量量步步骤骤开开 始始论论证证阶阶段段3.被测对象信息广义的测量是信息的获取,信息反映了事物的运动的状态及其变化方式。信息又可分为自然信息和社会信息两大类。4.测量仪器系统量具和仪器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
8、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。根据定义而令系数为1的量称为单位。单位是表征测量结果的重要组成部分,又是对两个同类量值进行比较的基础。1980年由国际计量大会(CGPM)采纳和推荐的一种一贯单位制。注: SI是国际单位制的国际通用符号。目前,国际单位制下7个基本单位: 长 度 米 M 质 量 千克(公斤) Kg时 间 秒 S电 流 安培 A热力学温度 开尔文 K 物质的量 摩尔 Mol发光强度 坎德拉 cd米:光在真空中(1/299792458s)时间间隔内所经过路径的长度。第17届国际计量大会(1983)千克:国际千克原器的质量。第1届国际计量
9、大会(1889)和第3届国际计量大会(1901)秒:铯-133原子基态的两个超精细能级之间跃迁所对应的辐射的9192631770个周期的持续时间。第13届国际计量大会(1967),决议1安培:在真空中,截面积可忽略的两根相距1 m的无限长平行圆直导线内通以等量恒定电流时,若导线间相互作用力在每米长度上为210-7 N,则每根导线中的电流为1 A。国际计量委员会(1946)决议2。第9届国际计量大会(1948)批准开尔文:水三相点热力学温度的1/273.16。第13届国际计量大会(1967),决议4摩尔:是一系统的物质的量,该系统中所包含的基本单元(原子、分子、离子、电子及其他粒子,或这些粒子的
10、特定组合)数与0.012 kg碳-12的原子数目相等。第14届国际计量大会(1971),决议3坎德拉:是一光源在给定方向上的发光强度,该光源发出频率为5401012 Hz的单色辐射,且在此方向上的辐射强度为(1/683)W/sr。第16届国际计量大会(1979),决议3 国际单位制中具有专门名称的导出单位量平面角 弧度 rad立体角 球面度 sr频率 赫兹 Hz力(重力、压力) 牛顿 N压强(应力) 帕斯卡 Pa能量(功、热) 焦耳 J功率(辐射通量) 瓦特 W 电荷量 库仑 0C 电位(电压、电动势) 伏特 V 电容 法拉 F 电阻 欧姆 电导 西门子 S 磁通量 韦伯 Wb 磁通量密度磁感
11、应强度 特斯拉 TH 电感 亨利 H 摄氏温度 摄氏度 0C 光通量 流明 lm 光照度 勒克斯 lx 放射性活度 贝可勒尔 Bq 吸收剂量 戈瑞 Gy 剂量当量 希沃特 Sv模拟指示仪表是将被测电磁量转换为可动部分的角位移,然后根据可动部分指针在标尺上的位置直接读出被测量的数值。 (1)根据测量机构的工作原理分类 可以把仪表分为电磁系、磁电系、电动系、感应系、静电系和整流系等。 磁电式C、 整流式L、 热偶式E、电磁式T、 电动式、铁磁电动式D、感应式G、静电式Q(2)根据测量对象分类 可以分为电流表(包括安培表、毫安表、微安表)、电压表(包括伏特表、毫伏表、微伏表、千伏表)、功率表(又叫瓦
12、特表)、电度表、欧姆表、相位表等。(3)根据仪表工作电流的性质分类 可以分为直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。(4)按仪表的使用方式分类 可以分为安装式仪表(或称板式仪表)和可携式仪表等。(5)按仪表使用条件分类 分为A、A1、B、B1和C五组。(A组: 工作环境为0+40, 相对湿度在85%以下。 B组: 工作环境为-20+50, 相对湿度在85%以下。 C组: 工作环境为-40+60, 相对湿度在98%以下)有关各组仪表使用条件的规定可查阅国家标准GB/T 776-1976电气测量指示仪表通用技术条件。(6)按仪表的准确度等级分类 分为0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5和5.
13、0共7个准确度等级。除以上分类以外,还可以按外壳的防护性能及耐受机械力作用的性能分类,读者可查阅GB/T 776-1976中的有关规定。 电工仪表的型号 1安装式仪表的型号组成用途代号派生号系列代号形状第一位代号 形状第二位代号 改进代号形状第一位代号:按仪表面板形状最大尺寸编制形状第二位代号:按仪表外壳形状尺寸编制系列代号:按仪表的工作原理编制 C: 表示磁电系 T: 表示电磁系 D: 表示电动系 G: 表示感应系 L: 表示整流式 Q: 表示静电系用途号:按被测量编制 如: V: 电压表 A: 电流表 W: 功率表 设计序号为3的磁电系电流表 ,形状代号42可在产品目录查得其外形尺寸和安装
14、开孔尺寸。 便携式仪表的型号组成 举例:T62-V 设计序号为62的电磁系电压表另有:系列代号前加一个汉语拼音字母 表示类别 如:Q 表示电桥P 表示数字式 Z 表示电阻D 表示电能表 设计序号系列代号指使用电桥、补偿等方法,将标准度量器与被测量置于比较仪器中进行比较,从而求得被测量。这类仪器除需要仪表本体外(如电桥、电位差计等)还需要检流设备、度量器等参与。电工仪表标志的识别 不同的电工仪表具有不同的技术特性,为了便于选择和正确使用仪表,通常还用各种不同的图形符号来表示这些技术特性,并标注在仪表面板的显著位置上,这些图形符号叫做仪表的标志。 2.仪表工作原理的图形符号3准确度等级的符号4端钮
15、及调零器的符号6电流种类的符号5工作位置的符号7绝缘强度的符号1.GB/T 3925-1983 2.0级交流电度表的验收方法2.GB/T 3927-1983 直流电位差计 3.GB/T 3928-1983 直流电阻分压箱 4.GB/T 3929-1983 标准电池5. GB/T 3930-1983 测量电阻用直流电桥 6.GB/T 5691-1985 数据处理用的模块化仪器系统 CAMAC 系统 7.GB/T 5693-1985 CAMAC 多机箱系统结构分支信息公路和A1型CAMAC 机箱控制器规范8.GB/T 5694-1985 CAMAC 系统中的块传送; 9.GB 6738-1986
16、电测量指示和记录仪表及其附件的安全要求;10.GB/T 7521-1987 多个控制器在一CAMAC机箱中;11.GB/T 7522-1987 CAMAC串行信息公路接口系统;12.GB/T 9090-1988 标准电容器;13.GB/T 9091-1988 感应分压器; 14.GB/T 9093-1988 测量用稳定电源装置 ;15.GB/T 11149-1989 标准电容箱; 16.GB/T 11151-1989 交流电桥;17.GB/T 11161-1989 电测量仪表标度盘与标度尺;18.GB/T 11167-1989 直接动作电测量记录仪; 19.GB/T 13743-1992 直流
17、磁电系检流计; 20.GB/T 13865-1992 电力定量器; 21.GB/T 13970-1992 数字仪表基本参数系列; 22.GB/T 14913-1994 直流数字电压表及直流模数变换器;23.GB/T 15282-1994 无功电度表;24.GB/T 15283-1994 0.5、1和2级交流有功电度表;25. GB/T 9092-1998 费率和负载控制时间开关;26.GB/T 17441-1998 交流电度表符号; 27.GB/T 17442-1998 1级和2级直接接入静止式交流有功电度表验收检验 ;28.GB/T 13850-1998 交流电量转换为模拟量或数字信号的电测
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