项目三 室内照明电路设计与安装,任务一 交流电压表、 交流电流表的使用 任务二 日光灯照明电路的设计与安装 任务三 日光灯照明电路的故障排除 任务四 电阻元件、 电感元件及电容元件的特性分析 任务五 正弦交流电路的分析,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,知识链接一 电工测量的基本知识 一、电工测量的概念及方法 1.电工测量的概念 测量: 指人们用实验的方法, 借助于一定的仪器或设备, 将被测量与同性质的单位标准量进行比较, 并确定被测量对标准量的倍数, 从而获得被测量定量信息的方法。通常测量结果的量值由两部分组成: 数值(大小及符号)和相应的单位名称。 测量过程包括: 比较、示差、平衡和读数。 电工测量: 指借助于测量设备, 将被测量的电量与作为测量单位的同类标准进行比较, 从而确定被测电量的过程。,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,电工测量的关键是测量方法的选择、数据的分析和处理以及测量设备的选用。 2.电工测量的方法 直接测量法(直读法), 即用电工仪表直接测出被测量大小的方法, 所用的仪表称为直读式仪表。在测量过程中, 度量器不直接参与作用, 例如用电流表测量电流、用功率表测量功率等。直接测量法的特点是设备简单, 操作简便, 缺点是测量准确度不高。 比较测量法, 即把被测量与“较量仪器冶中的已知标准量进行比较从而确定未知量大小的方法。比较测量法的特点是测量准确, 灵敏度高, 适用于精密测量,但测量操作过程比较麻烦, 相应的测量仪器较贵。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,还有一种测量方法是间接测量法, 即根据被测量和其他量的函数关系,先测得其他量, 然后根据函数式把被测量计算出来的一种方法。 综上所述, 直接测量法、比较测量法与间接测量法, 彼此并不相同, 但又互相交叉。在实际测量中采用哪种测量方法, 应根据对被测量测量的准确度要求以及实验条件是否具备等多种因素具体而定。 二、测量误差及分类 1.测量误差的定义 不论采用什么测量方法, 也不论怎样进行测量, 测量的结果与被测量的实际数值总存在着差别。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,我们把这种差别, 也就是测量结果与被测量真值之差称为测量误差。 2.测量误差的表示 1) 测量误差的基本概念 误差公理: 一切测量都具有误差, 误差自始至终存在于所有的科学实验之中。 客观真值: 被测量本身所具有的真正值称为真值, 例如三角形内角之和等于180。 约定真值: 由国家设立各种尽可能维持不变的实物标准(或基准), 以法令的形式指定其所体现的量值作为计量单位的约定值, 例如水的沸点为100。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,指示值: 由测量器具指示的被测量值称为测量器具的指示值。 标称值: 计量或测量器具上标注的量值。 测量误差: 测量值与真值之间的差值。 测量误差的来源: 工具误差、环境误差、方法误差、人员误差。 2) 误差的表示方法 误差的表示方法可分为绝对误差、相对误差、引用误差三类。 (1) 绝对误差: 被测量的测量值与其实际值之差, 用A 表示, 即 被测量的真值可表示为:,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,在实际测量中, 除了绝对误差外, 还经常用到修正值的概念, 修正值c是与绝对误差A 大小相等, 方向相反的量: 知道了测量值和修正值c, 由式(3 -3) 就可求出被测量的实际值A0。 绝对误差的表示方法只能表示测量的近似程度, 不能确切地反映测量的准确程度。绝对误差越小, 说明指示值越接近真值, 测量越准确。 (2) 相对误差: 指测量的绝对误差与被测量(约定) 真值之比(用百分数表示)。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,其中分子为绝对误差, 根据分母所采用的量值不同(真值A0、示值Ax 等), 相对误差又可分为相对真误差0 和示值相对误差x, 即 相对误差是一个比值, 其数值与被测量所取的单位无关, 它能反映误差的大小和方向, 能确切地反映测量的准确程度。因此, 在测量过程中, 要衡量测量结果的误差或评价测量结果的准确程度时, 一般都用相对误差来表示。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,相对误差虽然可以较准确的反映测量的准确程度, 但如果用来表示仪表的准确度时, 效果就不太好了。因为同一仪表的绝对误差在刻度范围内变化不大, 这样就使得仪表标度尺的各个不同部位的相对误差不是一个常数。但如果采用仪表的量程Am作为分母就解决了上述问题。 (3) 引用误差: 指测量指示仪表的绝对误差与其量程之比, 用百分数表示。引用误差等于绝对误差与仪表量程的比值, 即,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,在实际测量中, 由于仪表各标度尺的位置只是指绝对误差的大小, 且符号不完全相等, 所以若取仪表表示标度尺工作部分所出现的最大绝对误差作为式(3 -6) 中的分子, 则可得到最大引用误差, 用 nm表示。 最大引用误差常用来表示电测量指示仪表的准确度等级, 它们之间的关系是: 根据GB 7676。21987 直接作用模拟指示电测量仪表及其附件的规定, 电流表和电压表的准确度等级s 及基本误差如表3 -1 所示。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,仪表的基本误差在标度尺工作部分的所有分度线上不应超过表3 -1 中的规定。 由表可知, 当准确度等级的数值越小时, 允许的基本误差越小, 表示仪表的准确度越高。 在应用指示仪表进行测量时, 产生的最大绝对误差为: 当用指示仪表测量被测量的示值为Ax 时, 可能产生的最大示值相对误差为:,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,因此, 根据仪表准确度等级和测量示值, 可计算直接测量中最大示值的相对误差。当被测量的量值越接近仪表的量程时, 测量的误差越小。因此,测量时应使被测量的量值尽可能在仪表量程的2/3 以上。 3.测量误差的分类 根据误差的性质, 测量误差可分为系统误差、随机误差、粗大误差。 1) 系统误差 系统误差是指在同一条件下, 多次测量同一量值时, 误差的大小和符号均保持不变, 或者当条件改变时, 按某一确定的已知规律(确定函数) 变化的误差。 系统误差包括已定系统误差和未定系统误差。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,已定系统误差是指符号和绝对值已经确定的系统误差。未定系统误差是指符号或绝对值未经确定的系统误差。 系统误差产生的原因包括测量仪器、仪表不准确, 环境因素的影响, 测量方法或依据的理论不完善及测量人员的不良习惯或感官不完善等。系统误差反映了测量值偏离真值的程度。凡误差的数值固定或按一定规律变化的误差, 均属于系统误差。它可以通过实验的方法或引入修正值的方法来计算修正, 也可以通过重新调整测量仪表的有关部件来予以消除。 2) 随机误差 随机误差是指在同一量的多次测量中, 以不同预知方式变化的测量误差的分量, 它反映了测量值离散性的大小。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,随机误差是在测量过程中, 由许多独立的、微小的、偶然的因素引起的综合结果。在随机误差的测量结果中,虽然单个测量值误差的出现是随机的, 它们既不能用实验的方法消除, 也不能修正, 但是就误差的整体而言, 多数随机误差都服从正态分布规律。 随机误差的特点。 (1) 有界性: 在一定的测量条件下, 误差的绝对值不会超过一定的界限。 (2) 单峰性: 绝对值小的误差出现的概率一致。 (3) 对称性: 绝对值相等的正负误差出现的概率一致。 (4) 抵偿性: 将全部误差相加时, 具有相互抵消的特性。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,在精密测量中, 一般采用取多次测量值的算术平均值的方法来消除随机误差。 3) 粗大误差 粗大误差是指明显超出了规定条件下预期的误差。粗大误差产生的原因包括测量人员的粗心大意及电子测量仪器有缺陷、计量器具使用不正确或受到突然而强大的干扰, 如测错、读错、记错、外界过电压尖峰干扰等造成的误差。 知识链接二 兆欧表、功率表和电度表的使用方法 一、兆欧表,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,兆欧表又称为摇表, 是一种测量电气设备及电路绝缘电阻的仪表。 1.兆欧表的结构与工作原理 兆欧表有机电式(指针式) 兆欧表和数字式兆欧表两类。因机电式兆欧表使用较为广泛, 所以这里主要介绍机电式兆欧表。如图3 -2 所示分别是这两类兆欧表的外形。 机电式兆欧表主要由作为电源的手摇发电机(有的用交流发电机加整流器)、作为测量机构的磁电式流比计和三个接线柱(L: 线路端; E: 接地端;G: 屏蔽端) 三个部分组成。在测量时, 摇动手柄, 发电机向磁电式流比计的两个线圈及被测电阻输出电流, 可动线圈在电磁转矩的作用下带动指针偏转,从而指示出被测电阻的阻值。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,指针的偏转角度只与两个线圈中流过的电流的比值有关, 而与电源电压无关。测量过程实际上是给被测物加上直流电压,测量其通过的泄漏电流, 在表的盘面上读到的是经过换算的绝缘电阻值。机电式兆欧表的工作原理示意图如图3 -3 所示。 数字式兆欧表由高压发生器、测量桥路和自动量程切换显示电路三部分组成, 具有读数清晰直观、测量范围宽、分辨率高、输出电压稳定、使用寿命长、体积小、重量轻、便于携带、测量的准确度高、附加功能优越等优点。 2.兆欧表的使用 1) 兆欧表的选用,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,常用规格包括: 250V、500V、1 000V、2 500V 和5 000V, 测量范围包括0 200M、0 500M、0 1 000M、0 2 000M赘等几种。 选用兆欧表时, 主要从输出电压及测量范围这两个方面进行考虑。高压设备和电路应选用电压高的兆欧表, 低压设备和电路应选用电压低的兆欧表。表3 -4 所示列出了兆欧表的额定电压和量程选择参数。 2) 兆欧表的使用方法 (1) 使用前应首先检查兆欧表是否能正常工作, 可分两步进行。 空摇兆欧表, 指针应指到。 慢慢摇动手柄, 使L 和E 瞬时短接, 此时指针应迅速指零, 然后切断被测电路或设备的电源, 对被测电路或设备放电。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,(2) 测量过程。 将兆欧表置于平衡牢固的地方。 正确接线。 测量时摇动手柄的转速要均匀, 一般规定为120r/ min, 误差不应超过25%。摇动1min 指针稳定后再读数, 若测量中发现指针指零, 应立即停止摇动。 接线柱: “E”(接地)、“L”(线路) 和“G”(保护环或称屏蔽端子)。 保护环的作用是消除表壳表面“L”和“E”接线柱间的漏电和被测绝缘物表面漏电的影响。 测线路的绝缘电阻: “L”接待测部位, “E”接设备外壳, 如图3-4所示。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,测电动机的绝缘电阻: “L”接待测绕组, “E”接电动机外壳。若测两绕组间的绝缘电阻, 两接线端分别接两绕组接线端, 如图3 -5 所示。 测电缆的绝缘电阻: “L”接线芯, “E”接外壳, “G”接线芯与外壳间的绝缘层, 如图3 -6 所示。 3) 使用注意事项 (1) 测量完毕后, 应对被测设备或电路充分放电。 (2) 禁止在雷电时或附近有高压导体的设备上测量绝缘电阻, 只有在设备不带电又不可能受到其他电源感应而带电时, 才能对电阻进行测量。,上一页,下一页,返回,任务一 交流电压表、交流电流表的使用,(3) 兆欧表摇动时和未停止转动及被测设备未放电之前, 不可用手去触及设备的测量部分或摇表接线柱, 以防触电。拆线时, 也不要触及引线的金属部分。 (4) 定期对兆欧表进行校