1、电气测量的基本知识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，科学的进步和发展离不开
2、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。古代使用的测量工具主要是规、矩、
3、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的影子来测定并划分时
4、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、东芝、庞巴迪等引进交流
5、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”的信息，就会通过铁轨
6、，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、机翼的受力和振动分布情
7、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。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。另外在产品检测中，某项被测量的设计指标，既标称值视作已知真值，而测量值与标称值之差，就是产品制作误差（注意：这里的测量值与其算术平均值之差才是测量误差）。全国电工仪器仪表标准化技术委员会泰克DMM4050和DMM4040万用表提供了6.什么叫测量？什么叫电气测量？应用于工农业生产、生活、国防、科研等各领域。疏忽误差：测量人员疏忽造成国家标准规定，仪表的准确度等级用最大引用误差的绝对值来确定。(3)标准电池严禁摇晃和振动,严禁倒置。电荷量 库仑 C2 国际单位制（SI）相关课程
8、：电工理论、电子技术、检测与转换技术等。电位（电压、电动势）伏特 V第16届国际计量大会（1979），决议3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。伏特”和“欧姆”电学单位新基准通常用引用误差来衡量仪表的准确度。(2)标准电池不能过载,严禁用电压表或万用表去测量标准电池的电动势。测量结果可以由两部分组成，即测量单位和纯数例如，一个大型钢铁厂需要约2万个测量点。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三个阶段仪器仪表的发展可以大致分为三个阶段:1.课程介绍（1）
9、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7610101071010A1510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
10、，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，从而提高性能用同一只表测量不同的数值，相对误差却不
11、样，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。例如，一个大型钢铁厂需要约2万个测量点。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”的信息，就会通过铁轨，传送给后方列车和调度中心。(3)标准电池严禁摇晃和振动,严禁倒置。1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。霍尔电阻RH(i)，即不论是电气设备的安装、调试、实验、运行、维修；因为任何仪器都有一定的灵敏度和精确度。如何根据仪表的 准确度等级和量限求最大可能的这种方式称
12、为直接测量。2：用一 电压表测200V电压，绝对误差为+1V，用另一电压表测20V电压，绝对误差为+0.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。清华大学出版社 1997.因为A0难以测得，有时用Ax代替A0，则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。式中，RH为冯克里青常数。1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。什么叫真值、约定真值和误差？指要利用某种中间量与被测量之间的函数关系，先测出中间
13、量，再算出被测量。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
14、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
15、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
16、义为把测量中的标准量定义为“单单位位”，单位是一个选定的标准量（或，单位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”。电气测量的对象是什么？1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。(2)标准电池不能过载,严禁用电压表或万用表去测量标准电池的电动势。国家标准规定，仪表的准确度等级用最大引用误差的绝对值来确定。5级的电流表去测量10安和5安的电流，求测量的最大相对误差。（1）基本误差：在规定条件下，仪表本身所产生的误差；放射性活度 贝可勒尔 Bq测量误差及其表示方法相
17、对误差：绝对误差与真值A0之比，并用百分数表示。2：用一 电压表测200V电压，绝对误差为+1V，用另一电压表测20V电压，绝对误差为+0.如被测量不便于直接测定，或直接测量该被测量的仪器不够准确，那么就可以利用被测量与某种中间量之间的函数关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量的值，这种方式称为间接测量。电气测量的对象是什么？(2)冯克里青效应(量子化霍尔效应)伏特”和“欧姆”电学单位新基准第16届国际计量大会（1979），决议3什么是电工测量（电气测量、电磁测量）?因为A0难以测得，有时用Ax代替A0，则如何根据仪表的 准确度等级和量限求最大可能的日常生活中处处离不开测量,一、测量
18、方式分类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
19、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 dUnits(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 THn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
20、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，以得到被测
21、量大小的过程；它具有复现精确度高、稳定性好的优点级两个电压表，问用哪一个电压表测量较好？伏特”和“欧姆”电学单位新基准过电位端钮，减小了端钮接触电阻对标准电阻阻值得影响。主要内容：本课程是研究常用仪表的原理、结构、使用操作技术；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。实际上，真值是难于得到的，实际中，人们通常用两种方法来近似确定真值，并称之为约定真值。仪表的误差：仪表指示值与被测量真值 之间相差程度如何根据仪表的 准确度等级和量限求
22、最大可能的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，是矩的进一步发展。法文：Le Systme International dUnits(SI)电气测量的对象是什么？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。什么是电工测量（电气测量、电磁测量）?5级的电流表去测量10安和5安的电流，求测量的最大相对误差。所以，一般都用它来表示误差。电导 西门子 S电阻 欧姆 电气测量的对象是什么？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。
23、国际单位制词头表示使单位增大或缩小的十进倍数。国际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、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，称作度量器（即实物基准）。度量位的复制体，称作度量器（即实物基准）。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，
24、根据度器在量值传递上的作用和精确度不同，分为基准器（自然基准或实物基准）、标准器和分为基准器（自然基准或实物基准）、标准器和工作量具三种，其中基准器是精度高的测量单位工作量具三种，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
25、存这个公式是复现和保存国家电压单位国家电压单位“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
26、单位伏特的器具性能极其稳定的化学电池。电动势在其稳定的化学电池。电动势在1.0186V左右。左右。按电解液的浓度划分为饱和式和不饱和式标准电池。按电解液的浓度划分为饱和式和不饱和式标准电池。（3）、标准电池标准电池 英文名称：standardcell 定义1：将化学能转换成电能，能复现并保存电压单位伏特的量值的标准量具(1)要根据标准电池的等级要根据标准电池的等级,在规定要求的温度下存放和使用在规定要求的温度下存放和使用。(3)标准电池严禁摇晃和振动标准电池严禁摇晃和振动,严禁倒置。经运输后要放置足严禁倒置。经运输后要放置足够时间后再使用。够时间后再使用。标准电池在使用时应注意下列事项。(2)
27、标准电池不能过载标准电池不能过载,严禁用电压表或万用表去测量标准严禁用电压表或万用表去测量标准电池的电动势。电池的电动势。(4)检定证书和历年的检定数据是衡量一只标准电池好坏的检定证书和历年的检定数据是衡量一只标准电池好坏的依据依据,应注意保存。应注意保存。通常标准电阻通常标准电阻是锰铜丝绕制的。是锰铜丝绕制的。标准电阻能够准确标准电阻能够准确复现欧姆量值。复现欧姆量值。（4）标准电阻电气测量的对象是什么？国际单位制（SI）的导出单位课程名称：电气测量技术、电工测量、电磁测量、电工仪表与测量、电工仪表引用误差：仪表某一刻度点读数的绝对误差比上仪表量程上限Am，并用百分数表示。功率（辐射通量）瓦
28、特 W这时可以通过改变测量条件来获得某些可测量的不同组合，然后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量。在高新技术和国防现代化建设中则更是离不开测量1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。第16届国际计量大会（1979），决议3主要内容：本课程是研究常用仪表的原理、结构、使用操作技术；第1章 测量的基本知识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。(3)标准电池严禁摇晃和振动,严禁倒置。1：用以电压表测量某电压，其读数为201V，而标准表的读数（认为是真值）为200V，求绝对误差。过电位端钮，减小了端钮接触电阻对标准电阻阻值得影响。电导 西门子 S
29、如被测量不便于直接测定，或直接测量该被测量的仪器不够准确，那么就可以利用被测量与某种中间量之间的函数关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量的值，这种方式称为间接测量。能量（功、热）焦耳 J通常用引用误差来衡量仪表的准确度。电学单位新基准及度量器高电阻标准电阻有时制成三端钮形式。其中高电阻标准电阻有时制成三端钮形式。其中,一个端钮是一个端钮是屏蔽端钮屏蔽端钮,如图如图0-3-5所示。在使用时给屏蔽端一定的电位所示。在使用时给屏蔽端一定的电位,可可减小漏电的影响。减小漏电的影响。电阻上的电流不流电阻上的电流不流过电位端钮，减小了端钮接触电阻对标准电阻阻值得影响过电位端钮，减小了端钮接触电
30、阻对标准电阻阻值得影响。阻值低于阻值低于10 的电阻通常是四端钮结构的电阻通常是四端钮结构。即分别有电流端即分别有电流端 钮和电位端钮。其接线钮和电位端钮。其接线如图如图0-3-4所示。所示。电阻器的四端钮结构第一节第一节 测量方法的分类测量方法的分类一、一、测量方式分类测量方式分类 直接测量直接测量间接测量间接测量组合测量组合测量指被测量与中间量的函数式中还有其他未知数，须通过改变测量条件，得出不同条件下的关系方程组，然后解联立方程组求出被测量的数值。指要利用某种中间量与被测量之间的函数关系，先测出中间量，再算出被测量。例如用伏安法测电阻。指仪表读出值就是被测的电磁量，例如用电流表测量电流，
31、用电压表测量电压。1.4 测量方式分类n直接测量直接测量：直接测量指的是被测量与度量器直接进行比较，或直接测量指的是被测量与度量器直接进行比较，或者采用事先刻好刻度数的仪器进行测量，从而在测量过者采用事先刻好刻度数的仪器进行测量，从而在测量过程中直接求出被测量的数值。这种方式称为直接测量。程中直接求出被测量的数值。这种方式称为直接测量。n间接测量：间接测量：如被测量不便于直接测定，或直接测量该被测量的如被测量不便于直接测定，或直接测量该被测量的仪器不够准确，那么就可以利用被测量与某种中间量之仪器不够准确，那么就可以利用被测量与某种中间量之间的函数关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算间的函数
32、关系，先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量的值，这种方式称为间接测量。如测长、宽求出被测量的值，这种方式称为间接测量。如测长、宽求面积；测电流电压求功率等。面积；测电流电压求功率等。1.4 测量方式分类n组合测量：组合测量：如果被测量有多个，虽然被测量（未知量）与某种如果被测量有多个，虽然被测量（未知量）与某种中间量存在一定函数关系，但由于函数式有多个未知量，中间量存在一定函数关系，但由于函数式有多个未知量，对中间量的一次测量是不可能求得被测量的值。这时可对中间量的一次测量是不可能求得被测量的值。这时可以通过改变测量条件来获得某些可测量的不同组合，然以通过改变测量条件来获得某些可测量的不
33、同组合，然后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量后测出这些组合的数值，解联立方程求出未知的被测量。n比较测量：比较测量：比较法是指被测量与已知的同类度量器在比较器比较法是指被测量与已知的同类度量器在比较器上进行比较，从而求得被测量的一种方法。这种方法上进行比较，从而求得被测量的一种方法。这种方法用于高准确度的测量用于高准确度的测量 。1.5 测量误差n真值：真值：在一定条件下，物理量符合其定义的真实值，称为真值在一定条件下，物理量符合其定义的真实值，称为真值。误差的基本知识误差的基本知识n约定真值约定真值：真值无法得到，通常只能在一定条件下得到与真值最真值无法得到，通常只能在一定条件
34、下得到与真值最接近的可使用的值，称为接近的可使用的值，称为约定真值约定真值。n误差误差：是测量值与（约定）真值相差的程度。是测量值与（约定）真值相差的程度。n误差公理误差公理：测量的过程必然存在着误差，误差自始至测量的过程必然存在着误差，误差自始至终存在于一切科学实验和测量的过程之中。因此研究误差终存在于一切科学实验和测量的过程之中。因此研究误差规律，并尽量减小误差是测量的任务之一。规律，并尽量减小误差是测量的任务之一。1.5 测量误差关于约定真值关于约定真值n另一种方法是在相同条件下多次重复测量的算术平另一种方法是在相同条件下多次重复测量的算术平均值来代表真值。均值来代表真值。n一种方法是采
35、用相应的高一级精度的计量器具所复一种方法是采用相应的高一级精度的计量器具所复现的被测量值来代表真值，现的被测量值来代表真值，n另外在产品检测中，某项被测量的设计指标，既标另外在产品检测中，某项被测量的设计指标，既标称值视作已知真值，而测量值与标称值之差，就是产称值视作已知真值，而测量值与标称值之差，就是产品制作误差（注意：这里的测量值与其算术平均值之品制作误差（注意：这里的测量值与其算术平均值之差才是测量误差）。差才是测量误差）。实际上，真值是难于得到的，实际中，人们通常用实际上，真值是难于得到的，实际中，人们通常用两种方法来近似确定真值，并称之为约定真值。两种方法来近似确定真值，并称之为约定
36、真值。1.5 1.5 测量测量误差 误差的产生原因误差的产生原因n实验方法所限；方法不同结果不一样。如抽样实验方法所限；方法不同结果不一样。如抽样调查中的代表性误差（抽样平均误差）。调查中的代表性误差（抽样平均误差）。n仪器本身；因为任何仪器都有一定的灵敏度和仪器本身；因为任何仪器都有一定的灵敏度和精确度。精确度。n环境的变更；如温度，纬度，湿度，电磁场的环境的变更；如温度，纬度，湿度，电磁场的变化。变化。n操作人员的素质。每个人生理条件的不同，受操作人员的素质。每个人生理条件的不同，受教育，训练的程度不同。教育，训练的程度不同。n值得强调的是，误差不是错误，测量结果包含值得强调的是，误差不是
37、错误，测量结果包含了误差范围恰恰是测量结果正确和科学的表达。了误差范围恰恰是测量结果正确和科学的表达。测量结果数值要用有效数字来表示。测量结果数值要用有效数字来表示。测量误差及其表示方法测量误差及其表示方法 一、测量误差的分类一、测量误差的分类测量误差 分类 系统误差 基本误差：由仪表结构造成的误差附加误差：偏离规定的工作条件造成的误差随机误差：偶发原因引起大小方向都不确定的误差疏忽误差：测量人员疏忽造成 1.5 1.5 测量测量误差误差n绝对误差绝对误差n相对误差相对误差n最大引用误差最大引用误差 nmn引用误差引用误差n 1.5 测量误差(0-4-1)0AAx(0-4-2)%1000A(0
38、-4-3)%100 xA由此可见，前者的相对误差小些，测量的准确度要高些。由此可见，前者的相对误差小些，测量的准确度要高些。所以，一般都用它来表示误差。所以，一般都用它来表示误差。例题：用两个伏特表测量两个电压，一个电压的测量例题：用两个伏特表测量两个电压，一个电压的测量值为值为150伏，绝对误差为伏，绝对误差为1.5伏；另一个的测量值为伏；另一个的测量值为10伏，伏，绝对误差为绝对误差为0.5伏。伏。从绝对误差角度来看，前者比后者大，但从相对误差来看呢？从绝对误差角度来看，前者比后者大，但从相对误差来看呢？(0-4-4)%1%1001505.1%100 xA=(0-4-5)%5%100105
39、.0例题前者为：前者为：后者为：后者为：%100mnA(0-4-6)1.5 测量误差 1.5 测量误差%100mmnmA1.6 1.6 仪表的准确度 1.6 1.6 仪表的准确度准确度等级准确度等级 a0.10.20.51.01.52.55.0基本误差基本误差 (%)0.10.20.51.01.52.55.0n仪表的准确度：仪表的准确度：%100%mmnmAa（048）国家标准规定，仪表的准确度等级用最大引用误差的国家标准规定，仪表的准确度等级用最大引用误差的绝对值来确定绝对值来确定即：即：1.6 1.6 仪表的准确度（1）最大可能的绝对误差：最大可能的绝对误差：ma%Am (0-4-9)%1
40、00%100 xmxmmnAAaA（0-4-10）例例0-4-1 用量限为用量限为10安，准确度为安，准确度为0.5级的电流表去测量级的电流表去测量10安和安和5安的电流，求测量的最大相对误差。安的电流，求测量的最大相对误差。解：解：（1）测量测量10安电流时所产生的最大可能的绝对误差安电流时所产生的最大可能的绝对误差:测量测量10安电流时所产生的最大可能相对误差：安电流时所产生的最大可能相对误差：误差估算例题%5.0%1001005.0%1001 xmmA%100%mmAa05.010%5.0%1 mmAaA%1505.02 m A05.010%5.02 m（2）测量测量5安时：安时：例题分
41、析 此例说明，如果量程选择恰当，用此例说明，如果量程选择恰当，用.级级仪表比用仪表比用.级仪表测量误差还小。因此，在级仪表测量误差还小。因此，在选用仪表时，应根据被测量的大小，兼顾仪表的选用仪表时，应根据被测量的大小，兼顾仪表的等级和量程或测量上限，合理地选择仪表。等级和量程或测量上限，合理地选择仪表。为充分利用仪表的准确度，被测量的值应为充分利用仪表的准确度，被测量的值应在仪表量程上限的在仪表量程上限的%-9%-9%为好。为好。补充例题%5.0%1002001%100111 xxA%5.2%100205.0%100222 xxA 表示测量所得的数字值，即单位的倍数1960年第十一届国际计量大
42、会上正式通过国际单位制SI。电阻 欧姆 磁量：主要指磁场以及物质在磁场磁化下的各种磁特性，例如磁场强度、磁通、磁感应强度、磁势、磁导率、磁滞和涡流损耗等的测量。2 国际单位制（SI）(2)标准电池不能过载,严禁用电压表或万用表去测量标准电池的电动势。如抽样调查中的代表性误差（抽样平均误差）。2：用一 电压表测200V电压，绝对误差为+1V，用另一电压表测20V电压，绝对误差为+0.1960年第十一届国际计量大会上正式通过国际单位制SI。另一种方法是在相同条件下多次重复测量的算术平均值来代表真值。中国仪器仪表国际网站 http:/www.（2）数字式仪表发展阶段摄氏温度 摄氏度 0C自动闭塞系统
43、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”的信息，就会通过铁轨，传送给后方列车和调度中心。电学单位新基准及度量器仪表的误差：仪表指示值与被测量真值 之间相差程度应用于工农业生产、生活、国防、科研等各领域。ma%Am (0-4-9)中国电力科学研究院电 测 量 研 究 所物理量的单位分为哪两种？补充例题%5.1100%5.0300%1111xmxmmAaAA%0.1100%0.1100%2222xmxmmAaAA分析n上例中前者的绝对误差大于后者，但误差对测上例中前者的绝对误差大于后者，但误差对测量结果的影响，后者却大于前者
44、。量结果的影响，后者却大于前者。n因此衡量对测量结果的影响，要用相对误差因此衡量对测量结果的影响，要用相对误差。分析 通常仪表的绝对误差在仪表标尺的全长上基通常仪表的绝对误差在仪表标尺的全长上基本保持恒定，因而相对误差会随着被测量的减小本保持恒定，因而相对误差会随着被测量的减小逐渐增大，所以相对误差的数值并不能说明仪器逐渐增大，所以相对误差的数值并不能说明仪器的优劣，只能说明测量结果的准确程度。的优劣，只能说明测量结果的准确程度。引用误差引用误差 则由于式中的分子、分母都由仪表则由于式中的分子、分母都由仪表本身性能所决定，不随被测量变化，所以用其来本身性能所决定，不随被测量变化，所以用其来表示
45、仪表的准确程度。表示仪表的准确程度。补充：电工仪表与电气测量常用名词术语课后复习题1.什么叫测量？什么叫测量？什么叫电气测量？什么叫电气测量？2.电气测量的对象是什么？电气测量的对象是什么？3.电气测量通常划分为哪三个阶段？电气测量通常划分为哪三个阶段？4.什么叫测量的单位？什么叫测量的单位？5.物理量的单位分为哪两种？物理量的单位分为哪两种？6.什么叫度量器？她分为哪三个等级？什么叫度量器？她分为哪三个等级？7.什么叫真值、约定真值和误差？什么叫真值、约定真值和误差？8.误差有几种表达形式？误差有几种表达形式？9.测量通常分为那三种方式？测量通常分为那三种方式？10.仪表的准确度等级用什么来确定？仪表的准确度等级用什么来确定？11.如何根据仪表的如何根据仪表的 准确度等级和量限求最大可能的准确度等级和量限求最大可能的 绝对误差和相对误差？（绝对误差和相对误差？（0-6；0-7题）题）12.被测量在仪表量限值的什么范围是合理的？被测量在仪表量限值的什么范围是合理的？13.电学领域有哪些自然基准和实物基准？电学领域有哪些自然基准和实物基准？
