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,電能是人們的感覺器官所不能直接感覺和反應(yīng)的,在電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用等各環(huán)節(jié)中,只有通過各種儀表的測量才能對(duì)電能質(zhì)量、負(fù)荷情況等加以監(jiān)視,才能保證生產(chǎn)的案例和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,所以人們常把測量儀表稱為電力工業(yè)的“眼睛”。
測量,通常是指通過試驗(yàn)的方法,去測定一個(gè)未知量大小的過程,這個(gè)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(biāo)準(zhǔn)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〝?shù)值和單位)。電工測量就是借助于測量設(shè)備,把未知的電量或磁量與作為測量單位的同類標(biāo)準(zhǔn)電量或標(biāo)準(zhǔn)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?shù)值)的過程。
一個(gè)完整的測量過程,通常包含如下三個(gè)方面:
電工測量的對(duì)象緊張有三類:
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(yīng)強(qiáng)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(guī)律的非電量,如頻率f,相位φ,功率因數(shù)cosφ等。
根據(jù)測量的目的和被測量的性質(zhì),可選擇不同的測量方法。
將被測量與標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較的測量設(shè)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(shí)際使用的是測量單位的復(fù)制體,稱為度量器。度量器是電氣測量嚴(yán)重組成部分,它不僅作為標(biāo)準(zhǔn)量參與測量過程,而且是維持電磁學(xué)單位統(tǒng)一,保證量值精確傳遞的器具。基準(zhǔn)度量器是現(xiàn)代技術(shù)水平所能達(dá)到的精度zui高度量器,由國際和各國的zui高計(jì)量部門保存。為保證測量儀器的精確劃一,還要建立不同等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)度量器,以用來檢定低一級(jí)的測量儀器,把量值精確地傳遞到生產(chǎn)di一線。電工測量方面常用度量器有標(biāo)準(zhǔn)電池、標(biāo)準(zhǔn)電阻、標(biāo)準(zhǔn)電感、標(biāo)準(zhǔn)電容等。進(jìn)行電量或磁量測量所用的儀器儀表,統(tǒng)稱為電工儀表。電工儀表是根據(jù)被測量電量或磁量的性質(zhì),按照一定原理構(gòu)成。
除了以上三個(gè)方面外,測量過程中還必須建立測量設(shè)備必需的工作條件,慎重地進(jìn)行操作,認(rèn)真記錄測量數(shù)據(jù),并考慮測量條件的實(shí)際情況,進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,以確定測量結(jié)果和測量誤差。
A、直接測量。在測量過程中,能夠直接將被測量與同類標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,或能夠直接用事先刻度好的測量儀器對(duì)被測量進(jìn)行測量,從而直接獲得被測量數(shù)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(dāng)被測量由于某種原因不能直接測量時(shí),可以通過直接測量 與被測量有一定函數(shù)關(guān)系的物理量,然后按函數(shù)關(guān)系計(jì)算出被測量的數(shù)值,這種間接獲得測量結(jié)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(jù)歐姆定律I=U/R計(jì)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(jì)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(yàn)室及工程測量中。
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(dāng)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),就沒有度量器的直接參與;當(dāng)用電橋測量電阻時(shí),就必須有標(biāo)準(zhǔn)電阻器,而用歐姆表測電阻時(shí),就沒有標(biāo)準(zhǔn)電阻的直接參與。沒有度量器直接參與的儀器設(shè)備之所以也能用來進(jìn)行測量,是因?yàn)樗鼈兊目潭纫呀?jīng)事先用標(biāo)準(zhǔn)量具進(jìn)行了檢定。根據(jù)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(shù)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(shí),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(shí),從指針在標(biāo)度尺上指示的刻度事先用標(biāo)準(zhǔn)電阻進(jìn)行了校驗(yàn),標(biāo)準(zhǔn)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(shù)迅速,因此應(yīng)用很廣,但其測量的精確度不高。
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(shù)值的方法,稱為比較法。在電工測量中,比較法由于有了標(biāo)準(zhǔn)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(duì)測量儀器和試驗(yàn)條件的要求較高。相應(yīng)的測量設(shè)備也比較昂貴,而且操作也比較復(fù)雜,所以通常只在高精確度測量時(shí)采用。
根據(jù)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、零值法又稱平衡法,是在測量過程中改變標(biāo)準(zhǔn)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(shù)值的方法,零差值由指零儀判斷,此時(shí)電路處平衡狀態(tài),所以又稱為平衡法。此時(shí)按一定的關(guān)系可以計(jì)算出測量的數(shù)值。例如用電位差計(jì)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(biāo)準(zhǔn)量的差值 或正比于該差值的量,從而根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量來確定被測量數(shù)值的方法,如用不平衡電橋測電阻。采用差值法可以達(dá)到較高的測量精確度。
c、替代法是分別把被測量和標(biāo)準(zhǔn)量接入同一測量儀器,在用標(biāo)準(zhǔn)量替代被測量時(shí),調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)量,使儀器的工作狀態(tài)在替代前后保持劃一,然后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)量來確定被測量的數(shù)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(duì)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(duì)測量結(jié)果的影響,使用替代法測量的精確度緊張取決于替代的標(biāo)準(zhǔn)量。
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