电工仪表与测量教案3

课时授课计划课程《电工仪表与测量》教师：吴亚丽授课班级授课日期节次课次教研组长签字电气系抽查授课题目电工仪表的误差和准确度教学目的1．掌握电工指示仪表误差的分类及误差的三种表示方法。2．掌握电工指示仪表准确度的表示方法。教学要求重点仪表的相对误差仪表的引用误差仪表的准确度难点引用误差准确度教学方法课件演示法、启发式教学法、互动法、读书指导法教具复习旧课1、常用电工仪表主要分哪几类？2、电工指示仪表如何分类？新课引入电工仪表有测量时总有误差，因此就存在着误差处理和准确度的问题。新课讲授电工仪表的误差和准确度一、仪表的误差及分类在实际测量时，无论哪种电工仪表，也不论质量多高，它的测量结果与被测量的实际值之间总会存在一定的差值，这个差值叫做仪表的误差。准确度是指仪表的测量结果与实际值的接近程度。可见，仪表的准确度越高，误差越小。误差值得大小可以用来反映仪表本身的准确程度。在仪表的技术参数中，仪表的准确度就被用来表示仪表的基本误差。1、仪表误差：测量结果与被测量的实际值之间存在的差值叫误差。2、仪表误差分类：根据产生误差的原因，仪表误差分为两类：（1）基本误差：仪表在正常的工作条件下（指规定的温度和放置方式，没有外磁场和外电场的干扰等）由于仪表的结构、工艺等方面的不完善而产生的误差叫基本误差。如：仪表活动部分的摩擦、标度尺刻度不准、零件装配不当等原因造成的误差，都是仪表的基本误差，它是仪表本身所固有的。（2）附加误差：仪表偏离了规定的工作条件（如温度、频率、波形的变化超出规定的条件，工作位置不当或存在外电场和外磁场的影响）而产生的误差叫附加误差。它是一种因外界工作改变而造成的额外误差。二、误差的表示方法误差通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。1、绝对误差△：仪表的指示值Ax与被测量的实际值Ao之间的差值，叫绝对误差，用△表示。即：△=Ax-Ao（1—1）例1－1用一只标准电压表来校验甲、乙两只表，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：由式（1－1）得甲表的绝对误差△1＝Ax-A0＝220.5-220＝+0.5V乙表的绝对误差△2＝Ax-A0＝219-220＝－1V结果表明，绝对误差有正、负之分，并且单位与被测量一致。正误差说明仪表指示值比实际值大，负误差说明指示值比实际值小。甲表指示值偏离实际值有0.5V，乙表偏离指示值有1V，说明甲表的测量结果比乙表更准确。实际中，我们在测量同一物理量时可以用绝对误差的绝对值|△|来比较不同仪表的准确度，|△|愈小的仪表愈准确。实际应用中，对准确度较高的仪表，一般都给出该表的校正值，以便在测量过程中校正被测量的指示值，从而提高测量准确度。什么是校正值？由（1－1）可得：A0=Ax-△=Ax＋(-△)=Ax＋C式中C=－△称为仪表的校正值。当用不同的仪表来测量同一被测量时，可通过绝对误差的绝对值|△|来比较仪表测量结果的准确程度，但是用不同的仪表来测量不同的被测量时，就不能用绝对误差来比较了，而要用另外一种误差相对误差来比较了。例：甲表测量200V电压时△1＝＋2V,乙表测量10V电压时△2＝＋1V,通过绝对误差的大小反映不出哪一个表的准确度更高一些。2、相对误差γ：绝对误差与被测量的实际值的比值的百分数叫相对误差。用γ表示。即：γ＝△/A0×100%没有单位例：用甲表测量100V的电压，△甲＝2V；用乙表测量10V的电压，△乙＝1V，求其相对误差。解：甲表：γ甲＝2/100×100％＝2％乙表：γ乙＝1/10×100％＝10％由以上结果可见乙表的测量结果要比甲表的测量结果要准确。在实际测量中，相对误差不仅常用来表示测量结果的准确程度，而且便于在测量不同大小的被测量时，对其测量结果的准确程度进行比较。3、引用误差γm相对误差可以表示测量结果的准确程度，但却不能说明仪表本身的准确程度。对同一只仪表，在测量不同被测量时，由于摩擦等原因造成的绝对误差虽然变化不大，但被测量却可以在仪表的整个刻度范围内变化。显然，对应于不同大小的被测量，就有不同的相对误差。因此，不能用相对误差来全面衡量一只仪表的准确程度。工程上，一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。绝对误差△与仪表量程Am比值的百分数，叫引用误差，γm＝△/Am×100％由上式可看出，引用误差实际上就是仪表在最大读数时的相对误差。因绝对误差△基本不变，仪表量程Am也不变，故引用误差γm可用来表示仪表的准确程度。三、仪表的准确度由于指示仪表在测量不同被测量时，绝对误差会多少有些变化，因而造成引用误差也随之有些变化。为使引用误差能包括仪表所有的基本误差，工程上规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百分数，叫仪表的准确度±K％。即：±K％＝△m/Am×100％式中K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。显然，最大引用误差越小，仪表的基本误差越小。仪表的准确度等级与仪表的基本误差之间的关系如下：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若已知仪表的量程、准确度等级，可求出该仪表所允许的最大绝对误差△m，即△m＝100AmK例1－3计算准确度等级为1.5级，量程为250V的电压表的最大绝对误差。解：△m＝100AmK＝1002505.1＝±3.75V例1－4用准确度等级为2.0级、量程为100A的电流表，分别测量5A和100A的电流，求其相对误差各为多少？解：先求出该表的最大绝对误差△m＝100AmK＝1001000.2＝±2.0A测量5A电流时出现的最大绝对误差为1＝1xmA×100％=50.2×100％=±40%测量100A电流时出现的最大绝对误差为%0.2%1001000.2%10022xAm由以上结果可看出，在一般情况下，测量结果的准确度并不等于仪表的准确程度。只有当被测量正好等于仪表的量程时，两者才会相等。被测量越接近于仪表的量限，测量误差就越小。因此决不能把仪表的准确度与测量结果的准确度混为一谈。为保证测量结果的准确性，不仅要考虑仪表的准确度，还要选择合适的量程，通常测量时要使仪表的指针能指在满刻度的后三分之一段。小结：本节重点（1）根据产生误差的原因，仪表误差分基本误差和附加误差两类。（2）仪表误差的表示方法有三种：绝对误差、相对误差和引用误差（3）为保证测量结果的准确性，不仅要考虑仪表的准确度，还要选择合适的量程，通常测量时要使仪表的指针能指在满刻度的后三分之一段。布置作业：练习册说明：本次课需配合多媒体课件视频资料和演示实验讲解。