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電工測量基本知識

更新時間:2017年03月01日 所屬類別:知識百科 閱讀量:

電力工業的主要產品是電能,眾所周知,電能是人們的感覺器官所不能直接感覺和反應的,在電能的生產、傳輸、分配和使用等各環節中,只有通過各種儀表的測量才能對電能質量、負荷情況等加以監視,才能保證生產的案例和經濟運行,所以人們常把測量儀表稱為電力工業的“眼睛”。

電工測量的基礎知識

電工測量的概念

測量,通常是指通過試驗的方法,去測定一個未知量大小的過程,這個未知量稱為被測量。為了確定被測量,就要把它與作為測量單位的同類標準量進行比較,以確定被測量是這個測量單位的多少倍或多少分之一,從而得出這個被測量的大?。ò〝抵岛蛦挝唬?。電工測量就是借助于測量設備,把未知的電量或磁量與作為測量單位的同類標準電量或標準磁量進行比較,從而確定這個未知電量或磁量大?。ò▎挝缓蛿抵担┑倪^程。

一個完整的測量過程,通常包含如下三個方面:

1、測量對象

電工測量的對象主要有三類:

A、反映電和磁特征的物理量,如電流I,電壓U,電功率P,電能W及磁感應強度B等。

B、反映電路特征的物理量,如電阻R、電容C、電感L等;

C、反映電和磁變化規律的非電量,如頻率f,相位φ,功率因數cosφ等。

2、測量方法

根據測量的目的和被測量的性質,可選擇不同的測量方法。

3、測量設備

將被測量與標準量進行比較的測量設備,包括測量儀器和作為測量單位參與測量的度量器。在測量中實際使用的是測量單位的復制體,稱為度量器。度量器是電氣測量重要組成部分,它不僅作為標準量參與測量過程,而且是維持電磁學單位統一,保證量值準確傳遞的器具?;鶞识攘科魇乾F代技術水平所能達到的精度最高度量器,由國際和各國的最高計量部門保存。為保證測量儀器的準確一致,還要建立不同等級的標準度量器,以用來檢定低一級的測量儀器,把量值準確地傳遞到生產第一線。電工測量方面常用度量器有標準電池、標準電阻、標準電感、標準電容等。進行電量或磁量測量所用的儀器儀表,統稱為電工儀表。電工儀表是根據被測量電量或磁量的性質,按照一定原理構成。

除了以上三個方面外,測量過程中還必須建立測量設備必需的工作條件,慎重地進行操作,認真記錄測量數據,并考慮測量條件的實際情況,進行數據處理,以確定測量結果和測量誤差。

測量方法分類

1、按測量方式分類

 A、直接測量。在測量過程中,能夠直接將被測量與同類標準量進行比較,或能夠直接用事先刻度好的測量儀器對被測量進行測量,從而直接獲得被測量數值的測量方式,稱為直接測量。例如:用電壓表測量電壓、用電能表測量電能以及用直接虬枝測量電阻等,都是直接測量。直接測量方式廣泛用于工程測量中。

 B、間接測量。當被測量由于某種原因不能直接測量時,可以通過直接測量 與被測量有一定函數關系的物理量,然后按函數關系計算出被測量的數值,這種間接獲得測量結果的方式稱為間接測量。例如,用伏安法測量電阻,是利用電壓表和電流表分別測量出電阻兩端的電壓U和通過該電阻的電流I,然后根據歐姆定律I=U/R計算出被測電阻R的大小。

間接測量的誤差比直接測量大,而且還要進行計算,所以通常只在直接測量有困難時才采用,常用于科研、試驗室及工程測量中。

2、按度量器參與測量過程的方式分類

在測量過程中,作為測量單位的度量器可以直接參與,也可以間接參與。當用天平測量質量,時,就必須有天平砝碼作為度量器,而用彈簧秤測質量時,就沒有度量器的直接參與;當用電橋測量電阻時,就必須有標準電阻器,而用歐姆表測電阻時,就沒有標準電阻的直接參與。沒有度量器直接參與的儀器設備之所以也能用來進行測量,是因為它們的刻度已經事先用標準量具進行了檢定。根據度量器參與測量過程的方式,可以把測量方法分為走讀法和比較法。

A、直讀法:在電工測量中,凡是可以用直接示意的儀器儀表讀取被測量數值,而無需度量器的直接參與的方法,稱為直讀法,用直讀法測量時,度量器不直接參與測量過程,而是間接地參與測量過程,例如,用歐姆表測量電阻時,從指針在標度尺上指示的刻度事先用標準電阻進行了校驗,標準電阻已將它的量值和單位傳遞給歐姆表,間接地參與了測量過程。直讀法測量的過程簡單,操作容易,讀數迅速,因此應用很廣,但其測量的準確度不高。

B、比較法:凡是在測量過程中需要度量器的直接參與,并通過比較儀器來確定被測量數值的方法,稱為比較法。在電工測量中,比較法由于有了標準度量器的直接參與,因此比直讀法有更高的準確度。但是,比較法對測量儀器和試驗條件的要求較高。相應的測量設備也比較昂貴,而且操作也比較復雜,所以通常只在高準確度測量時采用。

根據被測量與度量器進行比較時的不同特點,又可將比較法分為零值法、差值法和替代法三種:

a、零值法又稱平衡法,是在測量過程中改變標準量,使之與被測量相等,即使它們的差值為零,從而確定被測量數值的方法,零差值由指零儀判斷,此時電路處平衡狀態,所以又稱為平衡法。此時按一定的關系可以計算出測量的數值。例如用電位差計測量電熱,用電橋測電阻等都屬于這種方法,顯然,零值法測量的準確度主要取決于度量器和指零儀表的靈敏度。

b、差值法是測出被測量與標準量的差值 或正比于該差值的量,從而根據標準量來確定被測量數值的方法,如用不平衡電橋測電阻。采用差值法可以達到較高的測量準確度。

c、替代法是分別把被測量和標準量接入同一測量儀器,在用標準量替代被測量時,調節標準量,使儀器的工作狀態在替代前后保持一致,然后根據標準量來確定被測量的數值,用替代法測量時,由于替代前后儀器的工作狀態是一樣的,儀器本身性能和外界因素對替代前后的影響幾乎是相同的,因而有效地克服了所有外界因素對測量結果的影響,使用替代法測量的準確度主要取決于替代的標準量。

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