1 基础知识 指示仪表符号重要

第一节常用电工仪表的分类、型号和标志第二节电工仪表的组成第三节测量方法的分类第四节测量误差及其表示方法第五节电工指示仪表的技术要求第一章电工仪表与测量的基本知识常用电工仪表的分类、型号和标志第一节一、常用电工仪表的分类在电工测量中，测量各种电量、磁量及电路参数的仪器仪表统称为电工仪表。电工仪表种类很多,按结构和用途不同,主要分为指示仪表（模拟指示仪表）、比较仪表、数字仪表和智能仪表四大类。指示仪表indicatinginstrument特点：能将被测量转换为仪表可动部分的机械偏转角，并通过指示器直接指示出被测量的大小，故又称为直读式仪表。按工作原理分类：主要有磁电系仪表、电磁系仪表、电动系仪表和感应系仪表。此外,还有整流系仪表、铁磁电动系仪表等。典型仪表：安装式仪表、便携式仪表模拟指示仪表按工作原理分磁电系仪表电磁系仪表电动系仪表感应系仪表按使用方法分安装式和便携式两类按准确度等级分有0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0级按被测量名称分有电流表、电压表、功率表、电能表等按使用条件分分A、B、C三组仪表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%以下补充材料磁电系仪表由可动线圈中的电流产生的磁场与固定永久磁铁磁场相互作用而工作的一类仪表。它广泛地应用于直流电流和直流电压的测量。与整流元件配合，可以用于交流电流与电压的测量，与变换电路配合，还可以用于功率、频率、相位等其它电量的测量。补充材料电磁系仪表也是依靠电磁相互作用的原理制成的，但它的磁场是由被测电流产生的。它可用于交直流电路中。电磁系仪表结构简单、造价低廉、过载能力强，但标尺刻度不均匀，易受外磁场、频率影响。补充材料电动系仪表由固定线圈的磁场与一个或数个可动线圈中的电流相互作用而工作的仪表。可用于测量直流也可以测量交流，或交直流两用。准确度高于电磁系。补充材料感应系仪表由固定电磁铁产生的交流磁场与由其他电磁铁在可动导电元件中的感应电流相互作用工作的一类仪表。过载能力强；受外磁场的应响小；因为它与电流频率及电感L有关，准确度受影响比较低，所以只适用于工频。补充材料整流系仪表由磁电系仪表的测量机构和整流电路组合而成的仪表称为整流系仪表。利用整流电路中的整流器件（二极管）的单向导电性，把正弦交流电量变成直流电量，这样就可以利用磁电系测量机构对交流电量进行测量。上述内容第二章中将详细介绍常见的安装式仪表便携式仪表比较式仪表comparativeinstrument比较式仪表的特点：在测量过程中，通过被测量与同类标准量进行比较，然后根据比较结果才能确定被测量的大小。比较式仪表分类：直流比较仪表和交流比较仪表。直流电桥和电位差计属于直流比较仪表，交流电桥属于交流比较仪表。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digitalinstrument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：数字式电压表数字式电压表智能仪表intelligentinstrument智能仪表的特点：利用微处理器的控制和计算功能，这种仪器可实现程控、记忆、自动校正、自诊断故障、数据处理和分析运算等功能。智能仪表的分类：智能仪表一般分为两大类：一类是带微处理器的智能仪器；另一类是自动测试系统。典型仪表：数字式存储示波器数字式存储示波器二、电工指示仪表的型号安装式指示仪表的型号便携式指示仪表的型号电能表的型号1.安装式指示仪表型号的识别用途号（国际通用符号）设计序号（数字）系列代号（汉语拼音字母）形状第二位代号（数字“0”可省略）形状第一位代号（数字）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:功率表举例：42C3-A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开孔尺寸。2.便携式指示仪表型号的识别用途号（国际通用符号）设计序号（数字）系列代号（汉语拼音字母）例如,型号T19—V就表示一块设计序号为19的便携式电磁系电压表。3.电能表型号的识别DD862D－单相S－三相T－三相四线X－无功设计序号（数字）电能表例如,型号DD862就表示一块设计序号为862的单相电能表。三、电工仪表的标志不同的电工仪表具有不同的技术特性，为方便选择和使用仪表，规定用不同的符号来表示这些技术特性，并标注在仪表的面板上，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．绝缘强度的符号识别电流表的表盘上的符号上面仪表面板上的型号符号及图形符号的含义是什么？课堂作业电工仪表按结构和用途的不同，分为哪几类？各自的特点是什么？电工指示仪表按工作原理分为哪几类？画出各自的标志图形符号。解释下列电工仪表型号的含义：45T1－cosjT62－VDS36DT12D3－HzDD862返回章目录电工仪表的组成第二节测量线路测量机构作用是把不同的被测电量按一定比例转换成能被测量机构接受的过渡电量作用是把过渡电量转换成仪表可动部分的机械偏转角被测量y过渡量x指针偏转角αx=f(y)α=F(x)=φ(y)一、模拟指示仪表的组成模拟指示仪表中的三大部件1.产生转动力矩的装置：利用电磁力的有磁电式、电磁式、电动式、感应式、振动式等。利用电荷作用力的有静电式等。2.产生反作用力矩的装置：主要有游丝、悬丝等。3.产生阻尼力矩的装置：可以利用电磁阻尼、空气阻尼、油阻尼等。二、数字仪表的组成通过A/D转换将电压转换为数字脉冲由于A/D转换的对象必须是电压,所以需要测量线路将被测量转换为电压数字脉冲经译码加到显示器返回章目录测量方法的分类第三节在测量过程中,由于采用仪器仪表的不同,也就是说度量器是否直接参与,以及测量结果如何取得等,因而形成了不同的测量方法。常见的标准度量器标准电阻标准电容标准电感分类标准按是否直接测量被测参数按量具量仪的读数值是否直接表示被测尺寸的数值按被测表面与量具量仪的测量头是否接触按一次测量参数的多少按测量在加工过程中所起的作用按被测零件在测量过程中所处的状态特点：凡能用直接指示的仪器仪表读取被测量数值，而无需度量器直接参与的测量方法，叫做直接测量法。适用范围：适用于准确度要求不太高的场合。一、直接测量法常用方法直接测量法的优缺点优点：方法简便，读数迅速。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。特点：测量时先测出与被测量有关的电量，然后通过计算求得被测量数值的方法，叫做间接测量法。适用范围：在准确度要求不高的特殊场合。二、间接测量法常用方法间接测量法的优缺点优点：在准确度要求不高的一些特殊场合应用十分方便。缺点：误差较大。举例：伏安法测量电阻；通过测量晶体三极管发射极电压求得放大器静态工作点IC的方法。用间接法测量晶体管放大器的直流静态工作点+UCC+USCUE1UE2特点：凡在测量过程中需要度量器的直接参与，并通过比较仪表来确定被测量数值的方法叫做比较测量法。适用范围：适用于测量要求准确度较高的场合。三、比较测量法常用方法比较测量法的分类零值法：在测量过程中，通过改变标准量，使其与被测量相等（即两者差值为零），从而确定被测量数值的方法叫零值法。如用电桥测量电阻就属于这种方法。差值法：利用被测量与标准量的差值作用于测量仪表，从而确定被测量数值的方法，叫差值法。如用不平衡电桥测量电阻就属于这种方法。代替法：在测量过程中，用已知标准量代替被测量，若维持仪表原来的读数不变，则被测量必等于已知标准量，这种测量方法叫做代替法。比较测量法的优缺点优点：准确度高。缺点：设备复杂，价格较高，操作麻烦。举例：电桥测量电阻。返回章目录测量误差及其表示方法第四节备注：物理、化学等多学科都有涉及测量误差分类系统误差随机误差：偶发原因引起大小方向都不确定的误差疏忽误差：测量人员疏忽造成根据测量误差的性质及产生的原因，可分为：是指测量的结果与被测量的真实值（实际值）之间存在的差异。一、误差定义及分类系统误差遵循一定的规律，在测量过程中保持不变的误差。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由一些偶发原因引起的误差，例如电磁场微变、热起伏、空气扰动、大地微振等。一般都比较小，工程上的测量可以不予考虑。只有在精密实验时才需要进行计算。疏忽误差又见“疏失误差”。是由于测量者在测量过程中的粗心和疏忽造成的。如读数错误或记录错误等。这样的测量结果是不可取的。绝对误差absoluteerror相对误差relativeerror引用误差quotederror二、测量误差的表示方法备注：有些教材上未提及引用误差仪表的指示值Ax与被测量实际值A0之间的差值，叫做绝对误差。△＝Ax－A0在计算△值时，通常可用标准表的指示值作为被测量的实际值。将上式变形可得A0＝Ax－△＝Ax+（－△）＝Ax+C上式中的C＝－△称为仪表的校正值。绝对误差［例］用一只标准电压表来校验甲、乙两只电压表，当标准表的指示值为220V时，甲、乙两表的读数分别为220.5V和219V，求甲、乙两表的绝对误差。解：代入绝对误差的定义式得甲表的绝对误差△1＝Ax1－A0＝220.5－220＝0.5V乙表的绝对误差△2＝Ax2－A0＝219－220＝－1V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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%100xA%1000A相对误差［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：甲表相对误差为乙表相对误差为%1%1002002%1000111A%10%100101%1000222A绝对误差△与仪表量程（最大读数）Am比值的百分数，叫做引用误差γm，即%100mmA工程中，一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。引用误差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。在使用上方便多了。然而，实践证明，在仪表测量范围内的每个示值的绝对误差△都是不同的。为此，又引入最大引用误差的概念，它既能克服上述的不足，又更好地说明了误差的测量精度。所以常被用来确定仪表的精度等级。国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。三、仪表的准确度仪表的准确度：仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百分数，叫做仪表的准确度（±K％）。即%100%mmAKK表示仪表的准确度等级，它的百分数表示仪表在规定条件下的最大引用误差。最大引用误差越小，仪表的基本误差越小，准确度越高。准确度等级0.10.20.51.01.52.55.0基本误差（%）±0.1±0.2±0.5±1.0±1.5±2.5±5.0仪表的基本误差若已知仪表量程，可求出不同准确度等级仪表所允许的最大绝对误差△m，即100mmAK［例］用准确度等级为5.0级、量程为500V的电压表，分别测量50V和500V的电压。求其相对误差各为多少?解：先求出该表的最大绝对误差测量50V电流时产生的相对误差为测量500V电流时产生的相对误差为V251005000.5100mmAK%50%1005025%1000111A%5%10050025%1000222A由以上计算结果可以看出:一般情况下,测量结果的准