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          電工測量基本知識

          更新時(shí)間:2022年12月05日

          電力工業(yè)的緊張產(chǎn)品是電能,眾所周知,電能是人們的感覺(jué)器官所不能直接感覺(jué)和反應的,在電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用等各環(huán)節中,只有通過(guò)各種儀表的測量才能對電能質(zhì)量、負荷情況等加以監視,才能保證生產(chǎn)的案例和經(jīng)濟運行,所以人們常把測量?jì)x表稱(chēng)為電力工業(yè)的“眼睛”。

          電工測量的概念

          測量,通常是指通過(guò)試驗的方法,去測定一個(gè)未知量大小的過(guò)程,這個(gè)未知量稱(chēng)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(lèi)標準量進(jìn)行比較,以確定被測量是這個(gè)測量單位的多少倍或多少分之一,從而得出這個(gè)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(lèi)標準電量或標準磁量進(jìn)行比較,從而確定這個(gè)未知電量或磁量大?。ò▎挝缓蛿抵担┑倪^(guò)程。

          一個(gè)完整的測量過(guò)程,通常包含如下三個(gè)方面:

          1、測量對象

          電工測量的對象緊張有三類(lèi):

          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(zhì),可選擇不同的測量方法。

          3、測量設備

          將被測量與標準量進(jìn)行比較的測量設備,包括測量?jì)x器和作為測量單位參與測量的度量器。在測量中實(shí)際使用的是測量單位的復制體,稱(chēng)為度量器。度量器是電氣測量嚴重組成部分,它不僅作為標準量參與測量過(guò)程,而且是維持電磁學(xué)單位統一,保證量值精確傳遞的器具?;鶞识攘科魇乾F代技術(shù)水平所能達到的精度zui高度量器,由國際和各國的zui高計量部門(mén)保存。為保證測量?jì)x器的精確劃一,還要建立不同等級的標準度量器,以用來(lái)檢定低一級的測量?jì)x器,把量值精確地傳遞到生產(chǎn)di一線(xiàn)。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(jìn)行電量或磁量測量所用的儀器儀表,統稱(chēng)為電工儀表。電工儀表是根據被測量電量或磁量的性質(zhì),按照一定原理構成。

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

          測量方法分類(lèi)

          1、按測量方式分類(lèi)

           A、直接測量。在測量過(guò)程中,能夠直接將被測量與同類(lèi)標準量進(jìn)行比較,或能夠直接用事先刻度好的測量?jì)x器對被測量進(jìn)行測量,從而直接獲得被測量數值的測量方式,稱(chēng)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(shí),可以通過(guò)直接測量 與被測量有一定函數關(guān)系的物理量,然后按函數關(guān)系計算出被測量的數值,這種間接獲得測量結果的方式稱(chēng)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(guò)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(jìn)行計算,所以通常只在直接測量有困難時(shí)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(guò)程的方式分類(lèi)

          在測量過(guò)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(zhì)量,時(shí),就必須有天平砝碼作為度量器,而用彈簧秤測質(zhì)量時(shí),就沒(méi)有度量器的直接參與;當用電橋測量電阻時(shí),就必須有標準電阻器,而用歐姆表測電阻時(shí),就沒(méi)有標準電阻的直接參與。沒(méi)有度量器直接參與的儀器設備之所以也能用來(lái)進(jìn)行測量,是因為它們的刻度已經(jīng)事先用標準量具進(jìn)行了檢定。根據度量器參與測量過(guò)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(wú)需度量器的直接參與的方法,稱(chēng)為直讀法,用直讀法測量時(shí),度量器不直接參與測量過(guò)程,而是間接地參與測量過(guò)程,例如,用歐姆表測量電阻時(shí),從指針在標度尺上指示的刻度事先用標準電阻進(jìn)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(guò)程。直讀法測量的過(guò)程簡(jiǎn)單,操作容易,讀數迅速,因此應用很廣,但其測量的精確度不高。

          B、比較法:凡是在測量過(guò)程中需要度量器的直接參與,并通過(guò)比較儀器來(lái)確定被測量數值的方法,稱(chēng)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精確度。但是,比較法對測量?jì)x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,所以通常只在高精確度測量時(shí)采用。

          根據被測量與度量器進(jìn)行比較時(shí)的不同特點(diǎn),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(chēng)平衡法,是在測量過(guò)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(shí)電路處平衡狀態(tài),所以又稱(chēng)為平衡法。此時(shí)按一定的關(guān)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,零值法測量的精確度緊張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(lái)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精確度。

          c、替代法是分別把被測量和標準量接入同一測量?jì)x器,在用標準量替代被測量時(shí),調節標準量,使儀器的工作狀態(tài)在替代前后保持劃一,然后根據標準量來(lái)確定被測量的數值,用替代法測量時(shí),由于替代前后儀器的工作狀態(tài)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通的,因而有效地克服了所有外界因素對測量結果的影響,使用替代法測量的精確度緊張取決于替代的標準量。

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