第一章 电工仪表与测量的基本知识 第一讲 电工测量的基本知识-【单招零距离】电子电工专业综合（上）

总复习方案·参考答案 五、计算题 1.(1)10A,5700W(2)=113.6F 第二部分 电工测量仪表 2.(1)3300W(2)13200W、9900W 3.(1)L4=1∠-60A.14=1∠-180A.l=1∠60(A) 第一章 电工仪表与测量的基本知识 (2)Uw=19015V,Uw=190∠-3(V), 第1讲 电工测量的基本知识 1A=0.866∠-9(A) 4.1u=102∠45A,lw=102∠-75°A,lw=10V2 【变式训练】 1.A2.取多次测量平均值3.A ∠1652A,1=0,P=3000(W) 4.-810%甲5.-0.22 -0.9009% 5.0.3∠0A、0.3∠-120A、0.3∠90°A、0.3∠60A 【实战演练】 第十章 变压器 一、判断题 【变式训练】 1.×2./3.×4.×5.×6.× 7.√8./9./10.×11./12./13. 1.(1)0.1A,0.4A 2.A 二、选择题 3.(1)R=1(k)(2)U1=10(V)(3)Pn 1.C2.B3.D4.D5.B 0.1(W) 6.C7.B8.B9.B10.A 0=1 三、填空题 1.直接测量 间接测量 直读法 比较法 4.(1)Z1=800(0)(2)11=0.1(A) (3)P 零值法较差法 替代法 =8(W) 2.系统误差 偶然误差 疏失误差 5.2.24 基本误差附加误差 【实战演练】 3.测量误差4.四舍五入5.度量器 一、判断题 6.不确定在同一条件下对被测量多次测量取平均值 1.B2.A3.B4.A5.B6.B 7.直接8.-0.2A-2%9.乙1% 二、单项选择题 10.系统误差 1.B2.C3.D4.A 第2讲 电工仪表的基本知识 三、填空题 1.36.7V 【变式训练】 2.440,4:5 1.±0.005A±0.83%2.D3.B4.B 3.102,8 5.被测电流大于等于10A6.√7.√8./ 四、问答题 【实战演练】 1.(1)11=1(A)(2)11=1.5(A),1=1.5(A) 一、判断题 2.(1)R。=36(2)(2)1=4(A) 1.×2.×3./4.×5.×6.× 3.R=88(2) 二、选择题 4.(1)3.0345.45(2)40 1.B2.B3.B4.B5.C6.A ·396单招零距离·电子电工专业综合 第二部分 电工测量仪表 第一章 电工仪表与测量的基本知识 知识体系 (电工测量概念 基本知识 电工测量内容 电工测量分类 电工测量的基本知识 误差产生原因 测量误差分类 测量误差 误差减小方法 电工仪表与测量的基本知识 误差表示方法 基本原理及组成 分类、标志和符号 电工仪表的基本知识 电工仪表的误差、准确度 数据的处理 主要技术指标 第一讲 电工测量的基本知识 考纲要求 了解 1.测量的内容、特点和基本方法。 2.测量误差产生的原因和特点。 掌掘 误差的表示方法。 知识梳理 1.电工测量 (1)电工测量的定义 电工测量就是借助干测量设备,将未知的电量或磁量与作为测量单位的同类标准电量或标准 .256. 总复习方案·第二部分 电工测量仪表 磁量进行比较,从而确定这个未知电量或磁量(包括数值和单位)的过程。 注意:这句话告诉我们测量的过程就是比较的过程 (2)电工测量的主要内容 ①测量对象: a.反映电磁特征的物理量,如I、U、P、W、B等。 b.反映电路特征的物理量,如R、L、C等。 c.反映电和磁变化规律的非电量,如f、、入等。 ②测量方式和方法;将未知量和标准量相比较的方式和方法。 ③测量设备:包括测量仪器和作为测量单位参与测量的度量器。 (测量仪器 测量设备 度量器 电工仪表:进行电量或磁量测量所用的仪器仪表。 电量和磁量的测量设备电学度量器:电工测量中使用的标准电量或磁量,它们是电量或磁量 测量单位的复制体。 a.电工测量中常用的电学度量器有:标准电池、标准电阻、标准电感、标准电容等。 b.度量器按准确度高低分:基准器、标准器、工作量具。 ④其他:外部环境、人的因素等。 (3)电工测量的几个阶段 ①准备阶段 ②测量阶段 ③数据处理阶段 2.测量方法的分类 (1)按被测量的测量方式分类 ①直接测量: a.直接将被测量与同类标准量进行比较 比较法(直接比较 b.直接用事先刻度好的测量仪器对被测量进行测量 --直读法(直接测量) 所以,直读法和比较法属于直接测量 ②间接测量:通过直接测量与被测量有一定函数关系的物理量,然后按函数关系计算出被测 量的数值。例如伏安法测电阻 一个间接测量里必定含有直接测量。 (2)按度量器参与测量过程的方式分类 ①直读法: 用直接指示被测量大小的电工仪表进行测量,能够直接从仪表刻度盘上读取被测量数值的测 量方法。 用直读法测量时,度量器不直接参与测量过程,而是间接参与测量过程。 例如:用欧姆表测量电阻时,从指针在标度尺上指示的刻度可以直接读出被测电阻的数值。这 一读数被认为是可信的,因为欧姆表标度尺的刻度事先用标准电阻进行了校验,标准电阻已将它 的量值和单位传递给欧姆表,间接地参与了测量过程。 直读法测量的过程简单、操作容易、读数迅速,但其测量的准确度不高 .257. 单招零距离·电子电工专业综合 ②比较法:将被测量与度量器在比较仪器中直接比较,从而获得被测量数值的方法。 在电工测量中,采用比较法具有很高的测量准确度,可以达到士0.001%,但测量时操作比较 繁琐,相应的测量设备也比较昂贵。 用比较法测量时,度量器直接参与测量过程。 根据被测量与度量器进行比较时的不同特点,又可将比较法分为零值法、较差法和替代法 三种。 a.零值法:(又称平衡法)零值法测量的准确度主要取决于度量器与指零仪表的灵敏度。 例如:天平测物体的质量和电桥测电阻都是零值法。 b.较差法。优点:采用较差法可以达到较高的测量准确度 c.替代法。优点:用替代法测量时,由于替代前后仪器的工作状态是一样的,仪器本身性能和 外界因素对替代前后的影响几乎是相同的,因此有效地克服了所有外界因素对测量结果的影响。 使用替代法测量的准确度主要取决于替代的标准量。 大家要注意的是:上面两种分类中可能有些测量方法是交叉的,例如直接用欧姆表测量电阻 既属于直接测量又属于直读法。 直接测量 按被测量的测量方式分类 间接测量 [直读法 测量方法 零值法(又称平衡法) 按度量器参与测量过程的方式分类 比较法较差法 替代法 直读法和比较法属于直接测量。 3.几个概念 准确度:测量结果与真实值的接近程度,是测量结果准确与否的量度。 精确度:测量数值重复一致的程度,它是测量重复一致性的量度。 灵敏度:仪器读数变化量与相对应的被测量的变化量的比值。若仪器读数用偏转角度来表示, 则:S一 △ A。 意义;单位被测量的变化对应的偏转角度的变化,灵敏度描述了仪表对被测量的反应能力。 仪表常数;灵敏度的倒数。意义为:单位偏转角度所对应的被测量的变化。 分辨率:仪器仪表所能反映的被测量的最小变化值。 注意:①分辨率越高,则灵敏度也越高;灵敏度越高,则分辨率也越高 ②量限越高,灵敏度越小。 ③准确度越高,灵敏度一定高;反之,灵敏度高,则准确度不一定高。 ④准确度越高,则测量的精确度一定高;反之,精确度高,准确度不一定高 4.测量误差 (1)测量误差:测量的结果与被测量的真实值之间所存在着的差异。 (2)误差的分类 ·258. 总复习方案·第二部分 电工测量仪表 (基本误差 仪表误差 附加误差 系统误差 方法误差 测量误差 人身误差 偶然误差 疏失误差 ①系统误差:在相同条件下多次测量同一量时,保持恒定不变或按照一定规律变化的测量 误差。 a.特点:大小和符号都不变或者按一定的规律变化。 b.产生: 测量设备本身结构缺陷和制作不完善所致 基本误差。 测量方法或测量理论不够完善所致一一方法误差或理论误差。 测量条件没能满足所致 (--附加误差。 测量人员生理特点所致 一-人身误差或个人误差。 c.注意;系统误差反映了误差出现的必然性,决定了测量的准确度。 ②偶然误差:偶然误差又称为随机误差,是一种大小和符号都不确定的误差。 a.特点:即在同一条件下对同一被测量重复测量时,各次测量结果很不一致,没有确定的变化 规律。 b.产生:产生偶然误差的原因很多 外部条件,如湿度、磁场、电源频率等偶然变化的外部因素可能引起这种误差 观测者本身,感官分辨本领的限制。 c.注意:偶然误差反映了误差出现的偶然性,决定了测量的精密度 ③疏失误差;疏失误差是在测量过程中由于操作、读数、记录和计算等方面的错误所引起的 误差。 凡是含有疏失误差的测量结果是应该摒弃的。 (3)测量误差的消除(减小)方法 ①注意:测量误差是不可能绝对消除的,但要尽可能减小误差对测量结果的影响,使其减小到 允许的范围内。 一般情况下:在对精密度要求不高的工程测量中,主要考虑对系统误差的消除;对测量准确度 和精密度要求较高的测量中,必须同时考虑消除上述两种误差。 ②系统误差的消除(减小)方法; a.对度量器、测量仪器仪表进行校正。 在准确度要求较高的测量结果中要引入校正值进行修正。 b.消除产生误差的根源: 正确选择测量方法和测量仪器; 改善仪表安装质量和配线方式; 尽量使测量仪表在规定的使用条件下工作 消除各种外界因素造成的影响 c.采用特殊的测量方法,如正负误差补偿法、替代法等。 .259. 单招零距离·电子电工专业综合 例如,用电流表测量电流时,考虑到外磁场对读数的影响,可以把电流表转动180{},进行两次 测量,取两次测量的平均值作为最终的测量结果。实际上是消除系统误差中的附加误差。 ③偶然误差的消除方法 偶然误差的消除方法是:根据统计学原理,在同一条件下,对被测量进行足够多次的重复测 量,取其平均值作为测量结果。 (4)测量误差的表示方法 ①绝对误差: △A-A-A。 由于被测量的真实值A。往往是很难确定的,所以实际测量中,通常用标准表的指示值或多次 测量的平均值作为被测量的真实值 注意:误差有正负,测量值比真实值大,误差为正;反之为负。 ②相对误差: .A×100% A a.与前述同理,实际测量中通常用标准表的指示值或多次重复测量的平均值作为被测量的真 实值。 b.在不同的测量中,绝对误差的大小不能全面反映测量的准确度,这时应该用相对误差的大 小来判断测量是否准确。 c.注意:同绝对误差一样,相对误差也有正负之分。 ③测量结果的表示;利用绝对误差和相对误差的概念,可以把一个测量结果完整地表示为:测 量结果三A十AA或测量结果三A(1十))。 ④绝对误差可以用来比较不同的仪表测量同一个被测量时谁最准确,相对误差可以用来比较 不同的仪表测量不同的被测量时谁最准确。 题型讲解 本节的重点在于概念的理解。问题主要有下面几个方面 1.有关测量方法的概念 测量方法有直接测量法、间接测量法、直读法、比较法、平衡法、较差法、替代法,如此罗列,一 堆乱麻。要理解各种测量方法,就要搞清这些测量方法之间是相互联系、相互包容的关系。所有测 量,不是直接测量法就是间接测量法,且相对的层面不同,测量方法也不同。在另一种分类方法中 测量有两种,一是直读法,二是比较法。而在比较法中,又有平衡法、较差法、替代法三种。 【例1】 三个同学用伏安法测某一电阻,甲同学测电阻中所通过的电流,再由乙同学测量同 一条件下电阻两端的电压,丙同学则根据甲、乙二同学得到的结果计算出电阻。试分析三人在测量 中所用的是直接测量法还是间接测量法。 【分析】此题考察的是测量方法按被测量的测量方式分类:直接测量、间接测量。 【解】 伏安法测电阻应是间接测量法,所以相对于三人来说,无可置疑是间接法量法。但对于 甲乙二人来说,他们只是分别测量了电压和电流,所用的方法当然是直接测量法。 【点拨】 直接测量法是最为简单的测量方法,间接测量法又可能是由多个简单的直接测量 .260. 总复习方案·第二部分 电工测量仪表 法、间接测量法组合而成的。 【例2】 用惠斯通电桥测量一电阻,用的是什么测量方法? 【分析】 此题考察的是测量方法的分类。 【解】 首先,这是一个间接测量法。在这一测量过程中,我们是通过测量电桥平衡时的两个桥 臂的长度,再结合标准电阻,最后再计算出待测电阻的。再者,这一比较法,是比较法中 的平衡法。我们是将待测量电阻与标准电阻通过平衡电桥进行比较,通过桥臂的长度 来得到它们的比值的 【点拨】 这是一个不太好回答的问题,因为该题几乎没有限定范围,所以要将各种能搭边的 方法都找出来。 【变式训练】 1.零值法测量的准确度取决于度量器的准确度和指零仪表的灵敏度。 _ 2.误差的概念 本节中的“误差”一词几乎成灾,系统误差、随机误差、疏失误差、基本误差、附加误差、工具误 差、人身误差、理论误差、引用误差、绝对误差、相对误差等。如何正确理解这些概念,则需要我们冷 静分析和归纳 首先,我们应将绝对误差和相对误差从上面的各种误差中分离出去,因为这不是两种误差,而 是误差的两种表示方法。 其次,所有的各种误差都属于三大类别:即系统误差、随机误差和疏失误差,而我们前面所列 出的其它误差则主要属于系统误差。因为系统误差有一定的规律性,即有规律可言,故总有话说 而随机误差无规律可言,则无话好说。疏失误差本身就是应摒弃的,故不值一谈。 再其次,基本误差、附加误差、工具误差和人身误差是因来源不同而不同的系统误差,而引用 误差则是表示仪表准确性能的一种方法,而不是误差的一种。 【例3】 因环境变化所致的误差叫什么误差? 【分析】 此题考察的是误差的概念。 【解】 这同样是一个不好回答的问题。因为“环境”变化分为两种,一是有规律的变化,一是无 规律的随机变化。前者如;某一仪表规定的工作温度为20C,可在使用时,环境温度为 一20C,这一温度变化是有规律的,所以所致的误差为系统误差,也是附加误差。后者 则不然,温度变化波动不定,这样所致的误差应是随机误差。 【点拨】 系统误差有一定的规律性,而随机误差无规律可言。 【例4】 以下关于测量误差的表述正确的是( )。 A.偶然误差越小,测量的准确度便越高 B.绝对误差越小,测量的准确度便越高 C.相对误差越小,测量的准确度便越高 D.仪表的准确度等级越高,测量的准确度一定越高 【分析】 此题考查的是测量误差的表示方法。 【解答】 C 【点拨】测量结果的准确度是用绝对误差和相对误差来表示的,但这两种表示方法是有区别 的。对于同一个被测量而言,测量绝对误差越小,测量结果就越正确;对于不同被测量而言,测量相 对误差越小,测量结果就越正确 【变式训练】2.在测量过程中,消除偶然误差的方法是: 。(选填:“取多次测量平均 ·261. 单招零距离·电子电工专业综合 值”/“校正测量仪器”/“采取特殊的测量方法”) 【变式训练】3.电工测量中,增加重复测量次数的目的是减小偶然误差。 3.误差的计算 【例5】 采用伏安法测电阻的电原理图如图3一1一1所示。其中:磁电系电流表的量限L= 5mA,内阻r.-120O;磁电系电压表的量限U。-10V,内阻电压量限比为0.6kO/V。S挪“1”时, 表读数为8V,A表读数为4mA。 (1)试求;S掷“1”时的R:测量值Rx*、R:的真实值Rx:以及该次测量的相对误差。 (2)试求:当S掷“2”时,测量的相对误差y。 (3)这是何种测量方式?电路中的电源应为直流源还是交流源? 2 图3-1-1 【分析】 从相对误差的定义着手。 v -2(k2) 【解】 (1)R一 1 U Rx□n]二一 --3(k2) # rv Rxr_一 -Rxx100%--33.3% “Rx (2)7:一Rx如 rA×100%-4% (3)这是一种间接测量方式,电源应为直流源。 【点拨】 Rx测量值Rxt为表读数除以A表读数,Rx的真实值Rxx为Rx两端的电压除 以R:里流过的电流。 【变式训练】4.有一实际电压为100V的电路,用甲电压表测量时,其指示值为92V,则该次 测量的绝对误差AA为 _ V;另一实际电压为1V的电路,用乙电压表测量时,其指示值为 1.1V,则该次测量的相对误差7为。比较两次测量结果,准确度高的是 表的 测量。 【变式训练】 1.5.用伏-安法方法测量某电阻值时,测得电流为0.25A,电压为5.5V。改用高 精度数字式欧姆表直接测量该电阻时,测得结果示值为22.20。则用伏一安计法的那次测量的绝对 误差为 ,相对误差为 盲点点击 1.湿度、磁场、电源频率等偶然变化的外部因素引起误差是系统误差中的附加误差,观测者本 ) 身感官分辨本领的限制引起误差是系统误差中的人身误差。 ) .262. 总复习方案·第二部分 电工测量仪表 【错解】 【分析】 外环境有规律的变化影响造成的误差是附加误差,但湿度、磁场、电源频率等偶然变 化的外部因素引起误差是偶然误差,这个地方强调一个外环境的偶然变化,突变。观测者本身感官 分辨本领的限制引起误差也是偶然误差。 【正解】 x # 2.当被测量不是同一个值时,常用相对误差的大小来衡量测量的准确度,即用公式)= 100%表示。在实际测量中,被测量的真实值A。通常可采用的是( )。 A.估算值 B.多次重复测量的平均值 C.绝对误差值 D.修正值 【错解】D 【分析】 由于被测量的真实值A。往往是很难确定的,所以实际测量中,通常用标准表的指示 值或多次测量的平均值作为被测量的真实值。 【正解】B 实战演练 一、判断题 1.以下各种电学度量器中准确度最高的是标准件。 _________ 2.等臂电桥测量电阻所用的测量方法是直接测量法 3.由于测量人员感官分辨本领的限制所致的误差是系统误差。 4.含有疏失误差的测量结果应用补偿法进行修正。 5.与测量的环境条件有关的误差不可能是随机误差。 _- 6.用直流电桥测电阻是直读法属于直接测量。 7.用万用表交流250V电压挡直接测量市电的方法属于直接测量。 8.用伏安法测量电阻属于间接测量。 9.不论是直读法还是比较法测量,被测量的数值都可以在一次测量中读出:这种测量方式称 为直接测量。 ) 10.在电工测量中,把多次测量的平均值称为被测量的实际值,而把每次测量的数值称为测量 值。 _ 11.用电桥测量电阻属于比较法测量。 12.在实际测量中,一切测量结果都具有误差,误差自始至终存在于测量过程中。 13.由于测量过程中使用了近似公式而产生的误差,属于系统误差。 二、选择题 1.测量过程就是将被测量与( )相比较的过程 A.测量对象 B.测量仪器 C.标准量 D.测量设备 2.测量过程的三个阶段是( )。 A.准备阶段测量阶段 观察与记录阶段 B.准备阶段 测量阶段 数据处理阶段 C.测量阶段 观察与记录阶段 数据处理阶段 D.准备阶段观察与记录阶段 数据处理阶段 ·263. 单招零距离·电子电工专业综合 3.测量精度要求高的测量方法是( )。 C.直读法 B.间接测量法 A.直接测量法 D.比较法 4.在相同条件下多次测量同一量时,保持恒定不变或按照一定的规律变化的测量误差,成 为( ) A.偶然误差 B.疏失误差 C.粗大误差 D.系统误差 5.为了测量一个值,需要进行若干次同样的测量,并取其平均值,是为了消除( )。 B.偶然误差 A.系统误差 C.疏失误差 D.粗大误差 6.直读法测量的优点是( )。 C.测量方便 B.随机误差 A.准确度高 D.系统误差 7.对于磁场引起的系统误差,应采用的消除方法是 )。 A.引人校正值 B.采用正负误差补偿法 C.选用高准确度仪表 D.增加重复测量的次数 8.由于测量过程中电压和频率的突变所引起的测量误差叫( )。 A.系统误差 B.偶然误差 C.疏失误差 D.绝对误差 9.某电路的电流为10A,用甲流表测量时读数为9.6A,用乙电流表测量时的读数为10.2A. 则( ) A.用甲测量的误差是一0.4,用乙测量的误差是十0.2,所以用甲测量误差小 B.用甲测量的误差是一0.4,用乙测量的误差是十0.2,所以用乙测量误差小 C.用甲测量的误差是十0.4.用乙测量的误差是一0.2,所以用甲测量误差小 D.用甲测量的误差是十0.4,用乙测量的误差是一0.2,所以用乙测量误差小 10.利用电磁力或电动力作为驱动力矩的仪表进行测量时,有时将仪表的位量转动180{}后重 新测量一次,并取其平均值,其目的是为了( ). B.消除倾斜误差 A.消除固定外磁场的影响 C.消除不平衡误差 三、填空题 1.按被测量的测量方式分类,测量分为 :按度量器参与测量过程的方式 分类,测量分为: ,其后者又有三种,它们是: 2.根据产生测量误差的原因,可以将测量误差分为: ,由于测量 仪表本身因素和其规定使用条件没能满足所致的误差分别是 3.指示值与被测量的实际值之差称为 4.在进行测量结果的数据处理时,所用的舍入规则是 5.是测量设备的组成部分,作为测量单位参与测量过程的是 6.偶然误差是一种大小和符号都 的误差,消除偶然误差的办法 7.从被测量的测量方法来看,用电压表测量电压是 测量。 8.某电路的电流为10A,用一电流表测量时的读数为9.8A,则其绝对误差为 ,相对误 差为 9.用甲电压表测量30V电压时,绝对误差为0.6V;用乙电压表测量80V电压时,绝对误差为 0.8V。则在这两只电压表中,测量准确度高的电压表是 表,该表测量的相对误差 为_ 10.采用正负误差补偿法的测量方法,主要是为了减小 对测量的影响。(“系统误 差”/“偶然误差”/“疏失误差” .264.