第1章电气测量的基本知识课件.ppt
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- 电气 测量 基本知识 课件
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1、电气测量技术电气测量技术 序论内容提要1.课程介绍电磁测量技术的三个方面n电磁量的测量方法n电磁测量仪器仪表的设计制造n电磁量的量值传递1.课程介绍电气测量的对象:电气测量的对象:n电量电量:n磁量磁量:1.课程介绍 测量是认识客观事物测量是认识客观事物,用数量描绘客观事物用数量描绘客观事物,进进而掌握事物本质的手段。而掌握事物本质的手段。门捷列夫说:门捷列夫说:“没有测量,就没有科学没有测量,就没有科学”所谓测量所谓测量,就是被测量和同类标准量进行比较就是被测量和同类标准量进行比较的一个实验过程。的一个实验过程。日常生活中处处离不开测量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,科
2、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。离开测量就不会有真正的科学。q生产发展离不开测量生产发展离不开测量 n农业社会中,需要丈量土地、衡量谷物,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;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。器具,并有了天文测量。n现代化的工业生产中,处处离不开测量。现代化的工业生产中,处处离不开测量。n例如,一个大型钢铁厂需要约例如,一个大型钢铁厂需要约2 2万个测量万个测量点。点。n古代使用的测量工具主要是规、矩、准、绳。古代使用的测
3、量工具主要是规、矩、准、绳。规就是画圆的圆规。矩是曲尺,可用于检查直规就是画圆的圆规。矩是曲尺,可用于检查直角,画长方形和正方形。木工现在还在使用曲角,画长方形和正方形。木工现在还在使用曲尺,学生和科研人员绘图用的三角板和丁字尺,尺,学生和科研人员绘图用的三角板和丁字尺,是矩的进一步发展。准是水准器,用于检查是是矩的进一步发展。准是水准器,用于检查是否水平。绳子可用于画直线和检测直线。准和否水平。绳子可用于画直线和检测直线。准和绳,现在仍是木工和建筑工人的主要测量工具绳,现在仍是木工和建筑工人的主要测量工具 n日晷,又称“日规”,是我国古代利用日影测得时刻的一种计时仪器。其原理就是利用太阳投射
4、的影子来测定并划分时刻。日晷通常由铜制的指针和石制的圆盘组成。这种利用太阳光的投影来计时的方法是人类在天文计时领域的重大发明,这项发明被人类沿用达几千年之久 电气测量在生活中的应用:电子血压计n摘自维基百科n被命名为“和谐号”的高速动车组列车均为CRH系列,是中华人民共和国铁道部向庞巴迪、川崎重工业、阿尔斯通和西门子公司购买动车组技术,并通过技术转移方式,在中国国内生产有关高速铁路车辆,达到一定程度的国产化。目前共有六个大系列(CRH6型车在产中),分别是CRH1、CRH2、CRH3、CRH5、CRH6及CRH380系列。交流传动交流传动机车机车中华人民共和国铁道部亦向西门子公司、阿尔斯通、东
5、芝、庞巴迪等引进交流传动技术,并通过技术转移方式,在中国国内生产最高速度120 km/h的“和谐”型大功率铁路机车车辆n中国铁道部号称自主研发世界领先的“动车防追尾系统”主要指自动闭塞系统。自动闭塞系统是一个智能化先进列车控制系统,它将充分利用当今的计算机技术、通信技术等高新技术,提高铁路的运营水平和火车的运输能力和运输效率,保证安全行驶。2011年7月23日,温州两列动车追尾事故,让许多乘客和网友纷纷质疑:为何号称世界领先的“动车防追尾系统”在关键时刻没能发挥作用 n自动闭塞系统的原理大致是这样的:铁轨上安装有一个个类似传感器一样的接收装置,只要前方列车的车轮压上钢轨,“前方有列车占用轨道”
6、的信息,就会通过铁轨,传送给后方列车和调度中心。后方列车接到前方列车的位置信息后,调整速度,以保证两车之间有个安全的距离,这个安全距离也叫闭塞区。n据中国工程院院士、北京交通大学教授王梦恕介绍,自动闭塞系统要求6公里以内没车的时候才可以开行,距离前车4公里内就亮黄灯,提示减速。距离2公里时会显示红灯,提示要停车。q在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量n例如,每种新设计的飞机,需要测试飞机高速飞行中受气例如,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、机翼的受流冲击作用下的性能,通过风洞试验测定机身、机
7、翼的受力和振动分布情况,以验证和改进设计。力和振动分布情况,以验证和改进设计。电气测量的发展过程:电气测量的发展过程:仪器仪表的发展最能体现电气测量技术的发展。仪器仪表的发展最能体现电气测量技术的发展。仪器仪表的发展可以大致分为仪器仪表的发展可以大致分为三个阶段三个阶段:1.课程介绍(1)古典(机械式)电工仪器仪表发展阶段)古典(机械式)电工仪器仪表发展阶段(2)数字式仪表发展阶段)数字式仪表发展阶段(3)自动测试(智能式)系统发展阶段)自动测试(智能式)系统发展阶段。1.课程介绍电磁测量技术的特点n准确度高:误差可以小到n测量速度快:n测量的数值覆盖面广:n灵敏度高s/101032次7610
8、101071010A1510天空,海洋,地面还是进入人体内的细胞,到处都有用电磁测量技术解决测量问题的例子,电磁测量深深扎根国民经济和科学技术的各个领域。而且各个行业不同的测量时间迅速推动电磁测量技术不断发展。湿度、压力,振动、速度、位移、液位,人的血压,湿度、压力,振动、速度、位移、液位,人的血压,地震波,飞行高度,潜水深度也都可以先变成与其地震波,飞行高度,潜水深度也都可以先变成与其成函数关系的电磁量或电路参数再用电磁测量。成函数关系的电磁量或电路参数再用电磁测量。2.教材及参考资料4、电工仪表资源部分电工仪表图片部分电工仪表图片Fluke 570 系列手持式精密红外温度计系列手持式精密红
9、外温度计产品简介产品简介Fluke 570非接触测温仪是可在任何距离为您在进行专业维护时读取温度值的理想诊断工具。Fluke 570系列红外测温仪能够测量表面温度,帮助快速定位润滑油问题、过载、短路或线相错误和过热设备,减少工作和重复时间,从而提高性能激光测距仪激光测距仪电能质量分析仪来自泰克的数字万用表,轻松完成多功能精密测量与分析来自泰克的数字万用表,轻松完成多功能精密测量与分析泰克DMM4050和DMM4040万用表提供了6.5位分辨率,可以以0.0024%的基本V DC准确度测量电压、电阻和电流。频率、周期、电容和温度集成测量功能意味着您可以使用一台仪器进行多种测量。您还可以监测和记录
10、测量指标在测量期间的变化或环境范围,查看统计值,了解电路性能如何变化。此外,专用前面板按钮可以快速进入常用功能和参数,缩短设置时间。DMM4050/4040万用表为您最苛刻的测量提供了多功能工具和所需的准确TDS3000C数字荧光示波器系列数字荧光示波器系列您需要的性能,您承受得起的价格您需要的性能,您承受得起的价格泰克TDS3000C系列示波器拥有高达500 MHz的带宽,在紧凑的电池供电的设计中提供了经济的性能。TDS3000C系列示波器现在配有USB主机端口和PC连接软件,同时提供了熟悉的操作和简单的导航功能,您可以用更少的时间学习和重新学习怎样使用示波器,用更多的时间完成手头的任务。第
11、1章 测量的基本知识2测量方式分类测量方式分类1测量基本知识测量基本知识u度量器及电学基准度量器及电学基准u国际单位制国际单位制u测量单位测量单位u什么是电工测量(电气测量、电磁测量)什么是电工测量(电气测量、电磁测量)?u什么是测量什么是测量?u比较测量(也可包含在直接测量中)比较测量(也可包含在直接测量中)u组合测量组合测量u间接测量间接测量u直接测量直接测量第1章 测量的基本知识 1.1 测量的基本概念1、什么是测量:、什么是测量:所谓测量,是指用实验的方法,将被测(未知量)与已知的标准量进行比较比较,以得到被测量大小的过程;是对被测量定量认识的过程。1.1 测量的基本概念2、什么是电气
12、测量?什么是电气测量?是指把被测的电量或磁量直接或间接地与测量单位的同类物理量(或者可以推算出被测量的异类物理量)进行比较的过程。1.1 测量的基本概念 3、测量单位测量单位(unit of measurement)把测量中的标准量定义为把测量中的标准量定义为“单单位位”,单位单位是一个选定的标准量(或是一个选定的标准量(或参考量)。参考量)。独立定义的单位称独立定义的单位称“基本单位基本单位”;由物理关系导出的单位称由物理关系导出的单位称“导出单位导出单位”。测量结果可以由两部分组成,即测量单位和纯数0XAXX式中式中X表示被测量表示被测量 表示测量所得的数字值,即单位的倍数表示测量所得的数
13、字值,即单位的倍数 X0表示测量单位表示测量单位XA1.2 国际单位制(SI)1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。注:注:SI 是国际单位制的国际通用符号。是国际单位制的国际通用符号。l目,国际单位制下目,国际单位制下7个基本单位:个基本单位:u长长 度度 米米 M u质质 量量 千克(公斤)千克(公斤)Kgu时时 间间 秒秒 Su电电 流流 安安培培 Au热力学温度热力学温度 开开尔文尔文 K u物质的量物质的量 摩摩尔尔 Molu发光强度发光强度 坎坎德拉德拉 cd法文:Le Systme International dUnit
14、s(SI)英文:International System of Units 1.2国际单位制 1.2国际单位制开尔文:开尔文:摩尔:摩尔:坎德拉:坎德拉:国际单位制(SI)的导出单位n电荷量 库仑 Cn电位(电压、电动势)伏特 Vn电容 法拉 Fn电阻 欧姆 n电导 西门子 Sn电感 亨利 Hn功率(辐射通量)瓦特 Wn磁通量 韦伯 Wbn磁通量密度磁感应强度 特斯拉 TH1.国际单位制(国际单位制(SI)n1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。n1984年2月国务院颁布了中华人民共和国法定计量单位,决定我国法定计量单位以国际单位制为基础。表0-1 电磁学单位的部分SI导出单
15、位UqC 国际单位制(SI)的导出单位l国际单位制中具有专门名称的导出单位量u平面角 弧度 radu立体角 球面度 sru频率 赫兹 Hzu力(重力、压力)牛顿 Nu压强(应力)帕斯卡 Pau能量(功、热)焦耳 J国际单位制(SI)的导出单位n摄氏温度 摄氏度 0Cn光通量 流明 lmn光照度 勒克斯 lxn放射性活度 贝可勒尔 Bqn吸收剂量 戈瑞 Gyn剂量当量 希沃特 Sv国际单位制国际单位制 是由国际单位制单位、国际单位制词头是由国际单位制单位、国际单位制词头 和和国际单位制的十进倍数单位三部分组成。国际单位制的十进倍数单位三部分组成。国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。国际
16、单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。例:例:5.4X105.4X10-9-9s=5.4nss=5.4ns 1.3.电学单位新基准及度量器1.3.电学单位新基准及度量器1.3.1 1、什么叫度量器?、什么叫度量器?在测量过程中实际使用的标准量,是测量单在测量过程中实际使用的标准量,是测量单位的复制体,称作位的复制体,称作度量器(即实物基准)度量器(即实物基准)。度量。度量器可以是测量单位本身,也可以是测量单位的分器可以是测量单位本身,也可以是测量单位的分数倍或整数倍。数倍或整数倍。2、度量器分类:、度量器分类:根据度器在量值传递上的作用和精确度不同,根据度器在量值传递上的作用和精确度不同,
17、分为分为基准器(基准器(自然基准或实物基准自然基准或实物基准)、标准器标准器和和工作量具工作量具三种,其中基准器是精度高的测量单位三种,其中基准器是精度高的测量单位复制体,一般由国际或国家计量部门拥有和管理,复制体,一般由国际或国家计量部门拥有和管理,而日常测量用的是工作量具而日常测量用的是工作量具。1.3.电学单位新基准电学单位新基准及度量器及度量器fenhVn2(0-3-1)两块弱连接的超导体在微波频率的照射下,就会出现阶梯式伏安特性,如图0-3-1所示。这种超导体的结构称为约瑟夫森结。在第n个阶梯处的电压与微波频率有如下关系:这个公式是复现和保存这个公式是复现和保存国家电压单位国家电压单
18、位“伏特伏特”的理的理论基础论基础。通过精心测量微波频率就可确定Vn的数值。1、约瑟夫森效应当通过元件的电流I固定时,会出现磁感应强度变化而霍尔电压不变的区域称为霍尔平台。RH是物理常数。一旦确定i,冯克里青效应就可用于复现、保存电阻单位“欧姆”。h:普朗克常数 e:电子电荷量子化霍尔电阻与平台序数i的关系如下:2ehRH(0-3-3)式中,RH为冯克里青常数。iRiRH)(0-3-4)(0-3-2)IiUiRHH)()(霍尔电阻RH(i),即(2)冯克里青效应(量子化霍尔效应)标准电池是复现电压或电动势单位伏特的器具性能极标准电池是复现电压或电动势单位伏特的器具性能极其稳定的化学电池。电动势
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