1、第二章測量誤差和電測儀表基礎 電氣工程及其自動化教研室 10/17/20221本章講述述主要內內容誤差的概概念消除誤差差的基本本方法測量結果果的有效效數字測量儀表表的基本本原理磁電式儀儀表2/8/202021 測量量與誤差差測量：被測量與與同類單單位基準準進行比比較，取取得得用數值值和單位位表示被被測量值值的結果果。表示示為：A=x/x0 x為被測測值，x0為基準。誤差：測量值與與真值存存在的一一定偏差差。按表示方方法分類類：絕對對誤差、相對誤誤差、引引用誤差差；按誤差的的來源分分類：系系統誤差差、隨機機誤差、粗大誤誤差。2/8/20203絕對誤差差：x=x-x0*不同儀表表，測同同一物體體，

2、測得得x大即該儀表誤誤差大。*不同儀儀表，測測不同物物體，則則無法比比較。相對誤差差但對儀表表來說，不同儀儀表量程程不同，而在量量程內各各點相對對誤差也也不一樣樣，也不不能比較較不同儀儀表的精精度。引用誤差差 Xm為儀表的的量程2/8/20204儀表的定定級：通常以最最大引用用誤差來來表征儀儀表的準準確度等等級，如如0.1，0.2，0.5，1.0等等。例1-1 檢定定一個1.5級級100mA的的電流表表，發現現在50mA處處的誤差差最大，為1.4mA，其他他刻度處處的誤差差均小于于1.4mA，問這塊塊表是否否合格？ 解：引用用誤差，相對誤誤差（此此處相對對誤差大大于引用用誤差）2/8/2020

3、5儀表選用用若某儀表表的準確確度等級級是S，滿刻度度量程是是Xm，被測量量的真值值為x0，測量量的絕對對誤差為為x，在儀表合格格的情況況下，有有：由式16可見，當當一個儀儀表的等等級S選定后，測量中中絕對誤誤差的最最大值與與儀表滿滿刻度量量程Xm成正正比，因因此，所所選的滿滿刻度量量程不應應比被測測量大得得太多。在式17中中，由于于x0總總是小于于Xm，可見，當儀表表等級選選定后， X0越接近近Xm，測量的的相對誤誤差就越越小，因因此，選選用儀表表時，量量程的選選擇應使使被測量量數值盡盡可能在在儀表滿滿刻度的的2/3以上。2/8/20206例12 若要要測一個個10V左右的的電壓，手頭有有兩塊

4、電電壓表，其中一一塊量程程為150V，1.5級；另另一塊量量程為15V，2.5級，問問選用哪哪一塊較較合適？解：比較較用不同同表可能能帶來的的絕對誤誤差。2/8/20207按誤差來來源分類類系統誤差差設計儀表表時，本本身所具具有的缺缺陷帶來來的，誤誤差保持持為常數數或按一一定的規規律變化化。隨機誤差差同一被測測量多次次測量，受各種種隨機因因素（如如溫度、濕度、電源電電壓等）影響產產生，不不可預料料。粗大誤差差由于測量量者粗心心大意造造成。2/8/20208誤差的消消除系統誤差差消除1.從從設計者者上考慮慮（使用用好的方方法，新新的的技術）2.使使用者考考慮（改改變試驗驗方法，如替代代法、交交換

5、法等等等）隨機誤差差消除數學方法法（求平平均值，方差、標準差差）一般情況況下，隨隨機誤差差大都服服從正態態分布，越小，分分布曲線線越陡，隨機誤誤差分散散程度越越小，保保證在某個置信信區間即即可。粗大誤差差消除：2/8/20209測量結果果的有效效數字數字規約約四舍五入入末位大于于5進進位末位小于于5去去掉末位等于于5偶偶數原原則2.有有效數字字經過修約約后的近近似數通通常由兩兩部分組組成，一一部分是是可靠數數字，另另一部分分是欠準準數字。對這樣樣的數字字，從它它左面第第一個不不為零的的數字算算起，直直到右面面最后一一個數字字為止，中間的的所以數數碼都叫叫有效數數字。0.0036，1.00102

6、，1102， 1.7，1.702/8/2020103.測量結果果及其有有效數字字的取舍舍1)測量結果果的誤差差一般只只需要一一位到二二位有效效數字表表示，而而測量結結果的表表示，其其最末位位應與誤誤差保留留位數相相對齊并并截尾。如：某測測量結果果表示為為2.718V，假設設測量儀儀表誤差差為0.15V，則有有效數字字最多保保留3位位即可，取2.72即即可。2)一般般測量時時，誤差差可由儀儀表的儀儀表等級級來獲知知，然后后確定最最終的讀讀數。例：0.1級級的儀表表測得電電阻為15萬歐歐姆，則則記為以以下幾種種形式，請問哪哪些是不不正確。A.1500102B.0.1500MC.150000D.15

7、.00 10415萬歐姆，誤差為為150歐姆2/8/202011電測儀表表基礎按原理、用途分分類1.指指示儀表表（模擬擬儀表）2.積積算儀表表（與時時間累積積有關）電度表、流量表表3.較較量儀表表（基于于比較法法的儀器器）電橋、天天平4.數數字儀表表2/8/202012電測指示示儀表的的一般原原理測量機構構的構成成：固定部分分（磁鐵鐵或線圈圈）可動部分分（磁鐵鐵或線圈圈或軟鐵鐵片）反作用力力矩裝置置阻尼力矩矩裝置2/8/202013磁電系儀儀表被測電流流通過可可動線圈圈產生磁磁場與固固定磁場場相互作作用，產產生轉動動力矩。（測直直流，交交流需要要整流處處理）優點：精度較高高，可做做到0.5，0.05級儀表缺點：受線圈容容量限制制，不容容許較大大電流。2/8/202014電磁系儀儀表被測電流流通過線線圈產生生磁場磁磁化可動動鐵心，當兩鐵鐵片磁化化極性一一致而相相互排斥斥產生力力矩。優點：結構簡單單，成本本低缺點：準確度低低，約1.5到2.5級。2/8/202015電動系儀儀表利用載流流的可動動線圈和和固定線線圈相互互作用而而產生轉轉動力矩矩的測量量機構。優點：交直流兩兩用，交交流系儀儀表精度度最高，可測功功率、相相位。缺點：靈敏度低低，抗干干擾能力力弱2/8/202016功率表接接線圖2/8/202017感應式電電能表2/8/2020182/8/202019數