电气检测技术知识点
- 格式:doc
- 大小:417.00 KB
- 文档页数:13
电气设备基础及巡检要点电气设备是现代社会中不可或缺的一部分,它们为我们的生活提供了便利和安全。
为了确保电气设备的正常运行和使用的安全性,对于电气设备的基础知识以及巡检要点有必要进行了解和掌握。
一、电气设备的基础知识:1.电流:电气设备中的电力是通过电流传输的,电流的单位是安培(A)。
2.电压:电压是电气设备中的电力传输的推动力,电压的单位是伏特(V)。
3.电阻:电阻是电流在电气设备中流动时所遇到的阻力,电阻的单位是欧姆(Ω)。
4.电功率:电功率是电气设备中电能的消耗速率,电功率的单位是瓦特(W)。
5.频率:频率是指电压周期性变化所需要的时间,频率的单位是赫兹(Hz)。
二、电气设备巡检要点:1.外观检查:巡检时要检查电气设备外观是否有明显的破损、变形或者腐蚀等现象,同时要确保设备安装是否稳固。
2.电缆和线路检查:检查电缆和线路是否有损坏,如有发现损坏应及时更换或修复,同时检查接线盒和接线端子的连接是否松动。
3.仪表和保护装置检查:定期对仪表和保护装置进行检测和校准,确保其工作准确可靠。
4.电气设备的温度检查:对于高功率电器设备,应检测其温度是否正常,如温度过高可能会导致设备损坏或者无法正常工作。
5.电气设备的绝缘检查:使用适当的测试仪器对电气设备的绝缘进行检查,确保设备的绝缘性能良好,避免发生漏电等安全事故。
6.接地检查:检查电气设备的接地是否良好,确保设备的接地电阻符合要求。
7.运行状态检查:巡检时要观察电气设备的运行状态是否正常,如设备是否发出异常声响、电流是否稳定等。
8.消防安全检查:对于电气设备周围的消防安全措施进行检查,确保设备周围的消防设施完备。
9.操作记录和维护记录的检查:对于电气设备的操作记录和维护记录进行检查,确保设备的管理和维护工作得到有效执行。
以上是电气设备基础知识及巡检要点的简要介绍,电气设备的巡检工作是保障设备安全运行和延长设备寿命的重要环节,通过定期巡检和维护可以及时发现和解决问题,确保电气设备的正常运行和使用。
第一章 绝缘电阻(率)的测量§1―1 概述一、定义:绝缘电阻R=U/I体积绝缘电阻 Rv=U/Iv 表面绝缘电阻 Rs= U/IsRv ∥RsRv=【d (厚度)/A (面积)】ρv (体积电阻率) ρv 单位:Ω.m ρv=E/j —电流密度(A/m 2) ρv=1/ν—电导率,用来表征材料 ρs= E/j 单位:Ω性能:用绝缘电阻表征绝缘结构性能 二、影响绝缘电阻率ρv 的因素1. 温度 :T →R (ρv ) (离子电导为主体) 2. 湿度:δ(%) →R (ρv )3. 电场E ,一般R (ρv )与E 无关(线性材料) 高场强是 E →R (ρv ) (非线性材料)4. 辐射:剂量 →R (ρv )5. 交联:无影响 ,高温下交联击穿强度高 标准测试条件: T :23+2℃ δ(湿度):50+5% 测试前预处理(正常化) T :23+2℃ δ(湿度):50+5% t :24小时消除辐照、湿度影响、机械应力预处理的目的:消除试品经历的历史条件不同对测试结果的影响§1―2试样与电极系统 一、试样固体(绝缘电阻) 片状 管状一般采用片状,大于电极7mm 以上,厚度不大于4mm (最好在0.5~2mm ) 二、电极系统 ㈠ 三电极系统大电阻测量的本质是微电 流测量。
㈡ 二电极系统 常用于薄膜测量㈢ 三电极的优点① Iv 、Is 分开,实现体积电流测量(Rv )② 消除电极边缘效应,可使被测部分近似为均化电场 ㈣ 电极尺寸测量极直径:50mm特定环境下用25mm 高压极直径:74mm 特定环境下用54mm保护间隙:2mm 保护极尺寸:10mm C=ε0εrh A R=ρv Ah(A 电极面积) 已知:A 、h 、Rv 、D1,g ,求ρvρv= Rv h4g D 2π)(+三、电极材料选择材料的原则: 1. 导电性好2. 与被测材料紧密接触3. 化学性能稳定,不和被测才来哦发生化学反应4. 经济、操作方便 可用电极材料: 1. 银漆、银膏 2. 蒸镀(铝、铜、金) 3. 铝箔 4. 导电橡胶§1—3 直接法测量绝缘电阻 Rx=U/Ix →U 已知,测Ix 求Rx一、兆欧表:直流电源+流比计(P13 图1-12) а=f (2I 1I )=f (R1Rx 2R +) 流比计的特点:а与电压大小无关,使用于现场施工 二、检流法(P14 图1-13)① 校正检流计 ② 读出偏转角 R=аK Un n=IxIg— 分流比,K —仪表常数,а—检流计偏转角 U=1000V Imin=10-10 A R=1013Ω 适用于工厂产品测试三、高阻计法(P15 图1-15) Rx=IpSRnU,Rn 最大1012Ω,放大器输入阻抗>1014Ω。
电气设备的故障检测技术研究在现代工业生产和日常生活中,电气设备扮演着至关重要的角色。
从大型的工厂生产线到家庭中的电器设备,电气设备的稳定运行是保障生产效率和生活质量的关键。
然而,由于各种原因,电气设备不可避免地会出现故障。
及时、准确地检测出这些故障,并采取有效的修复措施,对于减少设备损坏、避免生产中断以及保障人员安全都具有重要意义。
电气设备的故障类型多种多样,常见的包括短路、断路、过载、漏电、接触不良等。
这些故障可能由设备老化、过载运行、环境因素、人为操作失误等原因引起。
不同类型的故障表现出不同的特征,因此需要采用相应的检测技术来进行诊断。
直观检查法是一种最基本的故障检测方法。
维修人员通过观察设备的外观、闻气味、听声音等方式,初步判断设备是否存在故障。
例如,烧焦的气味可能意味着设备内部有过热或短路的情况;异常的噪声可能提示机械部件磨损或松动。
这种方法虽然简单,但对于一些明显的故障迹象能够快速发现。
电压测量法是通过测量电气设备不同部位的电压值,来判断设备是否正常工作。
正常情况下,电路中各点的电压应该在规定的范围内。
如果测量到的电压值偏离了正常范围,就可能存在故障。
例如,电源电压过低可能导致设备无法正常启动,某个电路节点的电压为零可能表示该部分电路存在断路。
电流测量法与电压测量法类似,通过测量电路中的电流来诊断故障。
过载时电流会增大,断路时电流为零。
通过对电流的监测,可以及时发现设备的异常运行情况。
电阻测量法是利用万用表等工具测量电路中的电阻值。
正常情况下,电阻值应该符合电路设计的要求。
如果测量到的电阻值过大或过小,可能表示存在接触不良、短路或断路等故障。
示波器检测法能够直观地显示电信号的波形。
通过观察波形的形状、幅度、频率等参数,可以判断电路的工作状态。
例如,波形失真可能表示电路中存在干扰或元件损坏。
红外热成像技术在电气设备故障检测中也发挥着重要作用。
电气设备在运行过程中会产生热量,当设备存在故障时,发热情况会发生异常。
电气防火检测内容电气防火检测是指对电气设备和电气线路进行全面检测,确保其正常运行并避免火灾发生的一项工作。
由于电气设备和线路长期运行或者由于各种原因而导致老化、损坏、短路等问题,容易引发火灾。
因此,进行定期的电气防火检测工作非常重要。
电气防火检测的内容主要包括以下几个方面:1. 线路检测:对电气线路进行检测,包括线缆的接头、插头插座、开关等部分。
检查线路是否有老化、损坏、短路等问题,是否存在过载、短路等隐患,以及是否符合相关电气安全标准。
2. 电气设备检测:对各类电气设备进行检测,包括电动机、变压器、电容器、断路器等设备。
检查设备是否正常运行,是否存在过热、漏电、短路等问题,以及设备的接地是否良好,是否符合相关电气安全标准。
3. 配电系统检测:对配电系统进行检测,包括主配电箱、副配电箱、开关柜等。
检查配电系统的安全性能和电气设备的配置是否合理,并查找是否存在老化、短路等问题。
4. 隐患排查:对电气线路和设备周围的隐患进行排查,包括是否有易燃物质堆放在电气设备周围、是否存在不用的电气设备没有拆除等。
排查隐患是为了防止电气设备发生故障时引发火灾。
5. 环境检测:检测电气设备所在环境的温度、湿度等参数,以及是否存在易燃、易爆物品。
环境检测是为了保证电气设备正常运行所需的环境条件,避免环境因素引发火灾。
6. 维护保养:对电气设备进行维护保养,包括定期更换老化、损坏的配件或设备,清洁设备的灰尘等。
维护保养是为了保证设备的正常运行,降低设备故障和火灾的风险。
7. 检测报告:对检测结果进行整理,生成检测报告,记录设备的运行状况以及存在的问题和隐患,并提出相应的改进建议。
检测报告是电气防火检测工作的重要成果,为后续的改善和维护提供依据。
总结起来,电气防火检测的内容主要包括线路检测、电气设备检测、配电系统检测、隐患排查、环境检测、维护保养和检测报告等方面,旨在保障电气设备的正常运行和防止火灾的发生。
只有通过定期的检测和维护保养,才能及时发现和解决电气设备存在的问题,保障人们的生命财产安全。
电气绝缘在线检测及诊断技术复习题一、名词解释1、污闪[答案]:指线路绝缘子表面积污,在受潮或爬电比距不足的情况下,在正常运行电压下发生的闪络放电现象。
2、绝缘老化[答案]:电气设备的绝缘在运行中会受到各种因素(如电场、热、机械应力、环境因素等)的作用,内部将发生复杂的化学、物理变化,会导致性能逐渐劣化,这种现象称为老化。
3、电力变压器[答案]:是一种静止的电气设备,利用电磁感应原理,将一种交流电转变为另一种或几种频率相同、大小不同的交流电,起传输电能改变电压的作用。
4、电力电缆的电树老化[答案]:电极尖端处或微小空气隙、杂质等处电场较强,发生的放电逐渐发展,形成较细的沟状放电通道的碳化痕迹。
5、电气设备故障诊断[答案]:通过对电气设备的试验和各种特性的测量,了解其特征,评估设备在运行中的状态(老化程度),从而能早期发现故障的技术。
6、电气绝缘在线检测[答案]:指在不影响电力设备运行的条件下,即不停电对电力设备的运行工况和健康状况连续或定时进行的监测,通常是自动进行的。
7、电气设备绝缘诊断[答案]:在设备运行中和停机时,通过对电气绝缘试验和各种特性的测量,掌握设备绝缘参数,根据参数判定设备绝缘状态或故障的部位、原因和严重程度,预测设备绝缘的可靠性和寿命,并提出治理对策。
8、电容型设备[答案]:通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而下降。
在较厚的绝缘内设置均压电极,将其分隔为若干份较薄的绝缘,可提高绝缘整体的耐电强度。
由于结构上这一共同点,电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等统称为电容型设备。
9、电力电缆的终端与接头[答案]:电缆终端是安装在电缆末端,以使电缆与其他电气设备或架空输电线相连接,并维持绝缘直至连接点的装置;电缆接头是连接电缆的导体、绝缘、屏蔽层和保护层,以使电缆线路连续的装置。
10、交联聚乙烯电力电缆[答案]:是利用化学方法(过氧化物交联和硅烷交联)或物理方法(辐照交联),使电缆绝缘聚乙烯分子由线型分子结构变为立体的网状结构,即把热塑料的聚乙烯转变为热固性交联聚乙烯。
电气设备绝缘检测的新技术有哪些在现代电力系统中,电气设备的可靠运行至关重要。
而绝缘性能是确保电气设备安全、稳定运行的关键因素之一。
随着科技的不断进步,电气设备绝缘检测技术也在不断创新和发展。
本文将为您介绍一些当前较为先进的电气设备绝缘检测新技术。
一、局部放电检测技术局部放电是电气设备绝缘劣化的早期表现之一。
通过检测局部放电现象,可以及时发现绝缘潜在的问题。
1、超高频检测法超高频检测法利用传感器接收局部放电产生的超高频电磁波信号。
这种方法具有较高的灵敏度和抗干扰能力,能够检测到微小的局部放电信号,并且可以实现对放电位置的定位。
2、超声波检测法当局部放电发生时,会产生超声波信号。
超声波检测法通过安装在设备外壳上的传感器来接收这些信号。
该方法适用于检测开关柜、变压器等设备的局部放电,但其检测范围相对较小。
3、特高频与超声波联合检测法将特高频检测法和超声波检测法相结合,可以综合利用两种方法的优点,提高检测的准确性和可靠性。
同时,还能够对局部放电的类型和严重程度进行更精确的评估。
二、红外热成像检测技术电气设备在运行过程中,由于电流通过会产生热量。
如果绝缘存在问题,可能会导致局部过热。
红外热成像检测技术通过检测设备表面的温度分布,来判断是否存在绝缘故障。
该技术具有非接触、快速、直观等优点。
可以在设备运行状态下进行检测,不影响设备的正常运行。
但它也存在一定的局限性,例如对于小面积的发热点可能不够敏感,容易受到环境温度和风速等因素的影响。
三、介电响应检测技术介电响应检测技术是一种基于电气设备绝缘介质的电学特性进行检测的方法。
1、频域介电谱法通过在不同频率下测量设备绝缘的介电常数和介质损耗因数,来评估绝缘的状态。
该方法能够反映绝缘的整体性能,但测试时间相对较长。
2、时域介电谱法时域介电谱法通过施加阶跃电压或脉冲电压,测量绝缘介质的极化和去极化电流,从而分析绝缘的状况。
这种方法测试速度较快,但对测试设备的要求较高。
电气巡检知识点总结一、电气设备巡检的概念和意义电气设备巡检是指对电气设备的运行状态、温度、振动、电流、电压、接地等参数进行定期检查和监测的一种常规性维护工作。
电气设备巡检旨在发现电气设备的故障隐患,及时进行维修和更换,以保障设备的正常运行,确保生产和使用的安全。
电气设备巡检的意义在于:1. 发现设备故障隐患,及时进行维修和更换,以保障设备的正常运行;2. 预防设备故障造成的生产事故和电气火灾;3. 提高设备的可靠性和安全性,延长设备的使用寿命;4. 降低设备维修和更换的成本。
二、电气设备巡检的内容和方法电气设备巡检的内容主要包括以下几个方面:1. 电气设备的运行状态和外观检查:主要包括设备外观是否完好、设备是否有异常噪音和异味、设备机构是否灵活等;2. 电气设备的电流、电压、电阻、绝缘等参数检测:主要针对设备的电气参数进行测量和检查,确保设备的电气参数正常;3. 电气设备的温度和振动检测:主要检测设备的温度和振动情况,发现异常情况及时进行处理;4. 电气设备的接地检测:主要检测设备的接地状态,确保设备的接地正常;5. 其他特殊检测:根据设备的具体情况,还可以进行其他特殊的检测,如设备的放电检测等。
电气设备巡检的方法主要包括:1. 目视检查:通过对设备的外观和运行状态进行目视检查,及时发现设备的异常情况;2. 仪器检测:通过使用各种仪器设备对电气参数、温度、振动、接地等进行检测,发现设备的异常情况;3. 红外线测温:通过使用红外线测温仪对设备的温度进行检测,发现设备的异常情况;4. 振动检测:通过使用振动检测仪对设备的振动进行检测,发现设备的异常情况;5. 其他特殊检测方法:根据设备的具体情况,可以采用其他特殊的检测方法,如放电检测。
三、电气设备巡检的注意事项进行电气设备巡检时,需要注意以下几个事项:1. 安全第一:在进行电气设备巡检时,必须严格遵守安全操作规程,确保巡检人员的人身安全;2. 仪器设备的合理使用:在进行电气设备巡检时,需要使用各种仪器设备进行检测,必须合理使用仪器设备,确保检测的准确性;3. 巡检记录的及时记录:在进行电气设备巡检时,巡检人员需要及时记录巡检情况,包括设备的运行状态、电气参数、温度、振动、接地等情况,以便后续分析和处理;4. 巡检结果的处理:在进行电气设备巡检后,需要对巡检结果进行分析和处理,及时对发现的问题进行维修和更换;5. 巡检周期的确定:针对不同的设备,需要确定不同的巡检周期,有的设备需要进行月度巡检,有的设备需要进行季度巡检,有的设备需要进行年度巡检。
电气测量与检测介绍电气测量与检测是电气工程中非常重要的一局部,它涉及到电流、电压、功率等电气参数的测量和检测。
在各个领域的电气设备中,如发电厂、变电站、电网、电动机等,电气测量与检测都是必不可少的环节。
正确的电气测量和检测可以确保电气设备的平安运行和生产质量的控制。
电气测量电流测量电流测量是电气测量的一个根本内容。
根据实际测量的需求,可以选择不同的电流测量方法,包括直接测量和间接测量。
直接测量是通过安装电流互感器等设备来直接测量电流值。
间接测量是通过测量其他参数,如电压和电阻,然后计算得到电流值。
电流测量一般需要使用专用测量仪器,如电流表、电流夹子等。
电压测量电压测量是电气测量的另一个根本内容。
电压测量可以直接测量电压值,也可以通过测量其他参数来计算得到电压值。
电压测量需要使用电压表或多用途数字测量仪等测量设备。
功率测量功率测量是电气测量中的重要内容。
功率是指电流通过电气设备时所产生的功率。
正确的功率测量可以帮助我们了解电气设备的能耗和运行状态。
功率测量可以使用功率表、功率因数仪或电能表等设备进行。
电气检测绝缘电阻检测绝缘电阻检测是电气检测中的一个重要环节。
绝缘电阻是指电气设备绝缘材料对电流的阻隔能力。
绝缘电阻检测可以帮助我们判断电气设备的绝缘状况,及时发现绝缘故障并进行维修。
绝缘电阻检测需要使用绝缘电阻计等设备。
接地电阻检测接地电阻检测是电气检测的另一个重要环节。
接地电阻是指电气设备与地之间的电阻。
正确的接地电阻可以提供设备漏电保护和平安运行所需的接地保护。
接地电阻检测需要使用接地电阻测量仪等设备。
漏电检测漏电检测是为了检测电器设备是否有漏电现象而进行的一项工作。
漏电是指电器设备中由于绝缘故障等原因造成的电流“漏〞到地中的现象。
漏电检测可以帮助我们发现设备的平安隐患,保障人身平安。
漏电检测需要使用漏电保护器或漏电检测仪等设备。
结论电气测量与检测对于电气设备的正常运行和平安保障非常重要。
电气测量可以帮助我们了解电气设备的运行状态和能耗情况,以及方便故障排查和维修。
电气设备局部放电检测技术电气设备是现代工业生产中必不可少的一部分。
包括发电厂、变电站、电力设备、电机等设备,在其工作过程中,由于操作不当、设备老化、材料破损等原因,可能会出现局部放电现象。
局部放电是指电气设备中出现的电弧放电或电晕放电现象,其产生会引起电器设备表面局部区域的电场强度集中,进而导致电气设备损坏甚至故障。
为了及早发现和预防这些问题的发生,局部放电检测技术应运而生。
一、局部放电检测技术的重要性局部放电检测技术是电气设备维护和故障诊断的关键技术之一。
通过对设备的定期检测和监测,可以检测到设备中可能出现的故障隐患,及时采取措施进行维修和保养,从而避免设备故障的发生,提高设备的可靠性和安全性。
二、局部放电检测技术的原理与方法局部放电检测技术主要是通过对电气设备的放电信号进行检测与分析,来判断设备是否存在局部放电现象。
常见的局部放电检测方法有:1. 空气式检测法:该方法通过检测放电产生的声音信号来判断设备是否存在局部放电。
利用专用传感器接收和放大放电产生的声音信号,并对信号进行分析和判别。
由于声音信号的传播速度比电信号快,因此可以很快地得到检测结果。
2. 红外热成像法:该方法通过检测设备表面的温度变化来判断设备是否存在局部放电。
局部放电会导致设备表面温度的升高,在红外热成像仪的监测下可以清晰地观察到设备表面的温度变化。
3. 高频电流法:该方法通过检测设备内部电源线上的高频电流来判断设备是否存在局部放电。
局部放电会引起电源线上高频电流的变化,利用高频电流传感器进行实时监测,可准确判断设备是否存在局部放电。
三、局部放电检测技术的应用局部放电检测技术广泛应用于电力行业、电气设备制造业、航空航天等领域。
它在发电厂、变电站中的电力设备维护和故障诊断中发挥着重要作用。
1. 电力行业:在发电厂和变电站的设备中,局部放电检测技术可以帮助工程师及时发现设备的故障隐患,通过对设备的检修和维护,避免设备故障引发的事故,提高电力系统的可靠性。
第一章 检测技术的基础知识1、传感器的组成功用是一感二传,即感受被测信息,并传送出去。
一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。
敏感元件:直接感受被测量,并且输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。
转换元件:敏感元件的输出就是它的输入,它把输入量转换成电参数。
转换电路:上述电路参数接入转换电路,便可转换成电量输出。
2、误差的基本概念及表达方式(1)绝对误差:是示值与被测量真值之间的差值,通常用实际真值代表真值,并采用高一级标准仪器的示值作为实际真值。
(2)相对误差:绝对误差与真值或实际值之比. 相对误差通常用于衡量测量的准确程度,相对误差越小,准确程度越高。
(3)引用误差:是一种实用方便的相对误差,常在多档和连续刻度的仪器仪表中应用。
选用仪表时,一般使其最好能工作在不小于满刻度值三分之二的区域。
3、误差的分类与来源(1)系统误差:在相同的条件下多次测量同一量时,误差的绝对值和符号保持恒定或在条件改变时,与某一个或几个因素成函数关系的有规律的误差,称为系统误差。
它产生的主要原因是仪表制造、安装或使用方法不正确,也可能是测量人员一些不良的读数习惯等。
(2)随机误差:服从统计规律的误差称随机误差,又称偶然误差。
误差产生的原因很复杂,所以不能用修正或采取某种技术措施的办法来消除。
应该指出,在任何一次测量中,系统误差与随机误差一般都是同时存在的,而且两者之间并不存在绝对的界限。
(3)粗大误差:在相同的条件下,多次重复测量同一量时,明显地歪曲了测量结果的误差,称为粗大误差,简称粗差。
粗差是由于疏忽大意,操作不当,或测量条件的超常变化而引起的。
含有粗大误差的测量值称为坏值,所有的坏值都应去除,但不是主观或随便去除,必须科学地舍弃。
正确的实验结果不应该包含有粗大误差。
4、随机误差的特点(1)绝对值相等,符号相反的误差在多次重复测量中出现的可能性相等;(2)在一定测量条件下,随机误差的绝对值不会超出某一限度;(3)绝对值小的随机误差比绝对值大的随机误差在多次重复测量中出现的机会多;(4)随机误差的算术平均值随测量次数的增加而趋于0。
5、数据的舍入规则尾数不等于5时采用四舍五入,尾数等于5时采用偶数法则。
舍去部分的数值等于保留末位的0.5个单位,末位是偶数,则末位不变,末位是奇数,则末位进1。
采用偶数规则是为了在较多的数据舍入处理中,使产生正负舍入误差的概率近似相等,从而使测量结果受舍入误差的影响减小到最低程度。
6、有效数字有效数字和数据的准确度(误差)密切相关,它所隐含的极限误差不超过有效数字末位的半个单位。
0100%100%x x L xδ∆∆=⨯≈⨯7、基本误差和附加误差(按使用条件划分)(1)基本误差:测量仪器在额定条件下工作时所具有的误差,称为基本误差。
如电源电压、温度、湿度等。
属于系统误差。
测量仪表的精度等级就是由其基本误差决定的。
(2)附加误差:当使用条件偏离标准条件时,传感器和仪表必然在基本误差的基础上增加了新的系统误差,称为附加误差。
如温度附加误差、电源电压波动附加误差等。
附加误差在使用时应叠加到基本误差上去。
8、系统误差的发现与校正测量误差中包括系统误差和随机误差,由于它们的性质不同,对测量结果的影响及处理的方法也不同。
(1)随机误差分布的特点:★对称性。
随机误差可正可负,但绝对值相等的正、负误差出现的次数相同,或者是概率密度分布曲线 对称于纵轴。
★抵偿性。
相同条件下,当测量次数N →∞时,全体误差的代数和为0,亦即 ,或者说,正误差与负误差相互抵消。
当测量次数无限多时,误差的算术平均值趋近于零,也就是数学期望为零。
这是随机误差最本质的特性。
★单峰性。
绝对值小的误差出现的次数多,绝对值大的误差出现的次数少。
换言之,绝对值小的误差比绝对值大的误差的概率密度大,在 处概率最大,即 。
★有界性。
绝对值很大的误差几乎不出现,故可认为随机误差有一定的界限。
(2)系统误差的发现与校正系统误差产生的原因是较复杂的,它可以是某个原因引起的,也可以是几个因素综合影响的结果。
主要有:①由于测量设备、试验装置不完善,或安装、调整、使用不得当引起的误差。
如测量仪表未经校准投入使用。
②由于外界环境影响而引起的误差。
如温度漂移、测量现场电磁场的干扰等。
③由于测量方法不正确,或测量方法所赖以存在的理论本身不完善引起的误差。
如使用大惯性仪表测量脉动气流的压力,则测量结果不可能是气流的实际压力,甚至也不是真正的均值。
④测量人员方面因素引起误差。
如测量者在刻度上估计读数时,习惯偏于某一方向;动态测量时,记录某一信号有滞后的倾向。
(3)按系统误差的特点,可以分为恒值(定)系统误差和变值系统误差。
(4)发现系统误差的常用方法如下:(1) 实验对比法 (2)剩余误差观察法 (3)不同公式计算标准误差比较法(4)计算数据比较法(5)系统误差的校正(1)补偿法 (2)差动法 (3)比值补偿法 (4)测量数据的修正9、传感器的静态特性(1)精确度:用精密度、准确度和精确度三个指标来描述。
①精密度:精密度是随机误差大小的标志,精密度高,意味着随机误差小。
检查测量结界的分散程度。
②准确度:它说明传感器输出值与真值的偏离程度。
准确度是系统误差大小的标志,准确度高意味着系统误差小;同样准确度高不一定精密度高。
③精确度:它是精密度和准确度两者的总和,精确度高表示精密度准确度都比较高。
()f δδ-1lim 0N i N i δ→∞=∑=0δ=()()max 0f f δ=(2)稳定性:用稳定度与影响量来表示。
①稳定度:在规定时间内,测量条件不变的情况下,由于传感器中随机性变动、周期性变动和漂移等引起输出值的变化。
一般用精密度和观测时间长短表示。
②影响量:测量传感器由外界环境变化引起输出值变化的量,称为影响量。
说明影响量时必须将影响因素与输出值偏差同时表示。
(3)传感器的静态输入-输出特性②迟滞(滞后):表征检测系统在全量程范围内,输入量由小变大或有大变小两者静态特性不一致的程度。
产生原因是传感器机械部分存在不可避免的缺陷。
又叫回程误差。
③重复性:表征检测系统输入量按同一方向作全量程连续多次变动时静态特性不一致的程度。
只能用实验方法确定,也常用绝对误差表示。
④灵敏度:检测系统的输出变化量∆y 与引起该输出量变化的输入变化量∆x 之比值,它是传感器在稳态输出输入特性曲线上各点的斜率。
它描述检测系统对输入量变化反应的能力。
灵敏度表示单位被测量的变化所引起传感器输出值的变化量。
S 值越高表示 传感器越灵敏。
分辨力就是指数字式仪表指示数字值的最后一位数字所代表的值,灵敏度阈或分辨力都是有单位的量,它的单位与被测量的单位相同。
选择灵敏度阈只要小于允许测量绝对误差的三分之一即可。
灵敏度是广义的增益,灵敏度阈则是死区或不灵敏区。
第二章 温度检测10、热电偶的测温原理热电偶测温是基于热电效应,在两种不同的导体(或半导体)A 和B 组成的闭合回路中,如果它们两个接点的温度不同,则回路中产生一个电动势,通常我们称这种现象为热电势,这种现象就是热电效应。
两种丝状的不同导体(或半导体)组成的闭合回路,称为热电偶。
测量端又称工作端或热端,而温度为参考温度的另一接点称为参比端或参考端,又称自由端或冷端。
11、有关热电偶的几个结论(1)热电偶必须采用两种不同材料作为电极,否则无论热 电偶两端温度如何,热电偶回路总热电势为零。
(2)尽管采用两种不同的金属,若热电偶两接点温度相等, 即T=T0,回路总电势为零。
(3)热电势只与结点温度有关,与中间各处温度无关。
12、热电偶冷端温度补偿的方法要使冷端的温度保持为0℃是比较困难的,通常采用如下一些温度补偿方法。
(1)补偿导线法:用一种导线(称为补偿导线)将热电偶的冷端伸出来,这种导线采用在一定温度范围内(0-100℃)又具有和所连接的热电偶相同的热电性能的廉价金属。
在使用补偿导线时需要注意以下问题:①补偿导线只能在规定的温度范围内与热电偶的热电动势相等或相近;②不同型号的热电偶有不同的补偿导线;y dy K S x dx∆===∆③热电偶和补偿导线的两个接点处要保持同温度;④补偿导线有正负极,需分别与热电偶的正负极相连;⑤补偿导线的作用只是延伸热电偶的自由端,当自由端不等于0时,还需进行其他补偿与修正。
(2)计算法:(3)补偿电桥法:补偿电桥法是利用不平衡电桥产生的电势来补偿热电偶因冷端温度变化而引起的热电势变化值,如图所示。
(4)冰浴法:把热电偶的冷端置于冰水混和物的容器里,最妥善,但不方便,仅限于科学实验中应用。
(5)软件处理法:在采样后加一个与冷端温度对应的常数即可。
13、辐射测温的物理基础辐射式温度传感器是利用物体的辐射能随温度变化的原理制成的。
(1)热辐射:物体受热,激励了原子中带电粒子,使一部分热能以电磁波的形式向空间传播,它不需要任何物质作媒介(即在真空条件下也能传播),将热能传递给对方,这种能量的传播方式称为热辐射(简称辐射),传播的能量叫辐射能。
辐射能量的大小与波长、温度有关。
(2)黑体:所谓黑体是指能对落在它上面的辐射能量全部吸收的物体。
14、辐射基本定律(1)普朗克定律:普朗克定律揭示了在各种不同温度下黑体辐射能量按波长分布的规律,其关系式(2)斯忒藩-波耳兹曼定律:斯忒藩--波耳兹曼定律确定了黑体的全辐射与温度的关系如上。
此式表明,黑体的全辐射能是和它的绝对温度的四次方成正比,所以这一定律又称为四次方定律。
把灰体全辐射能 E 与同一温度下黑体全辐射能E0相比较,得到物体的另一个特征量ε(黑度,反映物体接近黑体的程度)。
15、辐射测温方法(1)亮度法:是指被测对象投射到检测元件上的是被限制在某一特定波长的光谱辐射能量,而能量的大小与被测对象温度之间的关系是普朗克公式所描述的一种辐射测温方法,即比较被测物体与参考源在同一波长下的光谱亮度,并使二者的亮度相等,从而确定被测物体的温度,典型测温传感器是光学高温计。
(2)全辐射法:全辐射法是指被测对象投射到检测元件上的是对应全波长范围的辐射能量,而能量的大小与被测对象温度之间的关系是由斯忒藩--波耳兹曼所描述的一种辐射测温方法,典型测温传感器是辐射温度计(热电堆)。
1),(2510-=T C e C T E λλλ40TE σ=(3)比色法:被测对象的两个不同波长的光谱辐射能量投射到一个检测元件上,或同时投射到两个检测元件上,根据它们的比值与被测对象温度之间的关系实现辐射测温的方法,比值与温度之间的关系由两个不同波长下普朗克公式之比表示,典型测温传感器是比色温度计。
第三章压力检测16、电阻应变效应电阻丝在外力作用下发生机械形变时,其电阻值发生的变化,称为电阻应变效应。
在电阻丝拉伸比例极限内,电阻的相对变化与应变成正比。