2015电气测量技术(1-测量与测量误差)

引言概述：电气测量实验是电气工程领域的重要实践环节之一。

本文将对“精选”的电气测量实验进行详细的报告，旨在阐述实验的目的、原理、过程和结果，并对实验中的一些细节进行详细描述和分析。

通过本文，读者将能够更好地理解电气测量实验的重要性和应用价值。

正文内容：1.实验目的：1.1了解电气测量的基本概念1.2掌握电气测量仪器的使用方法1.3熟悉常见电气量的测量原理1.4学习实验数据的处理和分析方法1.5分析实验结果，对测量误差进行评估2.实验原理：2.1电压和电流的测量原理2.2电阻和电功率的测量原理2.3电感和电容的测量原理2.4温度和湿度的测量原理2.5频率和相位的测量原理3.实验过程：3.1实验前的准备工作3.2建立实验电路3.3调节仪器，校准测量误差3.4进行实验数据采集3.5实验后的数据处理和分析4.实验结果与讨论：4.1分析电压和电流测量结果的准确性4.2讨论不同电阻测量方法的优缺点4.3分析电感和电容的测量结果的准确性4.4探讨温度和湿度的测量误差来源4.5对频率和相位测量结果的分析和评估5.实验总结：5.1总结实验中的重要观点和实验结果5.2归纳实验中的关键问题及其解决方法5.3讨论实验中可能存在的不确定因素5.4对实验的整体进行评价，并提出改进建议5.5展望电气测量技术的未来发展方向结论：通过本次电气测量实验，我们深入理解了电气测量方法和原理，掌握了电气测量仪器的使用方法。

实验结果的分析和讨论帮助我们认识到了测量误差的来源和评估方法。

此实验为我们今后从事电气工程领域的研究和实践打下了坚实的基础。

我们应该继续深入学习和研究，不断挖掘电气测量技术的潜力，并在实践中不断优化和提升测量精度和可靠性。

就这份报告而言，我们也可以做出一份小小的总结，指出本次实验在实验目的、实验原理、实验过程、实验结果与讨论、实验总结等方面做得不错。

同时，我们还可以展望下一阶段的研究和实践工作，提出一些建议，以期能够进一步提高电气测量技术的研究和应用水平。

1-1、测量的定义是什么？测量结果表示包含哪些内容？答：通过使用一个经过标准单位标定的仪器或设备，或者通过与一个已知规模大小的物体相比较来确定大小、数量或程度。

测量的具体方法是由被测量的参数类型、量值的大小、所要求的测量准确度、测量速度的快慢、进行测量所需要的条件以及其他一系列因素决定的。

每个物理量都可以用具有不同特点的多种方法进行测量。

1-3、直接测量方法和间接测量方法有何不同？直接测量：被测量可以通过测量仪表给出的测量示值直接得到；间接测量：被测量与可测量之间存在已知的某种确定数学关系通过计算得到。

1-4、什么是测量系统的静态特性？表征测量系统静态特性的主要指标有哪些？它们是如何定义的？ 答：传感器的静态特性是指被测量的值处于稳定状态时传感器的输出与输入之间的关系，指标：灵敏度、线性度、迟滞、重复性等。

1-5、什么是测量系统的动态特性？表征测量系统动态特性的主要指标有哪些？它们是如何定义的？ 答: 动态特性反映的是测量系统对变化输入信号的快速响应的能力, 如可以用响应时间, 上升时间等来定量描述. 2-1、测量误差分哪几类？它们各有什么特点？答：可分为随机误差、系统误差和粗大误差3类。

（1）随机误差是在一定测量条件下多次测量同一量值时，其绝对值和符号（即正与负），以不可预定的方式变化着的误差。

随机误差的特点是具有随机性。

在大多数情况下随机误差是符合正态分布规律的。

为了减小随机误差的影响，通常采取多次测量然后取算术平均值的方法。

（2）系统误差是在测量过程中多次测量同一量值时，所产生的误差大小和符号固定不变或按一定规律变化的误差。

系统误差的特点是误差恒定或遵循一定的规律变化。

在实际测量过程中，测量者都应想方设法避免产生系统误差，如果难以避免，应设法加以消除或尽可能使其减小。

（3）粗大误差是在测是过程中出现的超出规定条件的预期误差。

粗大误差的特点是误差数值较大，测量结果明显不准。

在测量过程中是不允许产生粗大误差的，若发现有粗大误差则应按图样尺寸要求报废。

电气测量中系统误差的产生原因分析及消除方法1.仪器仪表的误差：仪器仪表在制造、校准和使用过程中都会存在一定的误差，如指示误差、滞后误差、非线性误差等。

这些误差会直接影响到测量结果的准确性。

2.环境因素的影响：环境因素如温度、湿度、电磁干扰等都会对测量系统产生影响。

例如，温度变化会导致仪器的灵敏度变化，湿度变化会导致电阻器的阻值变化，电磁干扰会产生电磁场噪声。

3.测量对象本身的特性：测量对象的非理想特性也会引起系统误差。

例如，元件的温度系数、非线性特性、频率响应不均匀等都会对测量结果产生影响。

4.测量电路的影响：测量电路的参数对测量结果也会产生一定的误差。

例如，电源电压的波动、电源电阻、线路阻抗等都会影响测量的准确性。

针对系统误差的产生原因，可以采取以下措施来消除或减小系统误差：1.使用高精度的仪器仪表：选择精度高、性能稳定的仪器仪表可以减小仪器本身的误差。

在测量之前对仪器进行校准和调整，可以提高测量的准确性。

2.控制环境因素：在测量过程中尽量控制环境因素的影响。

例如，保持温度稳定、控制湿度、避免电磁干扰等。

3.选择合适的测量方法：根据测量对象的特性选择合适的测量方法，以减小测量误差。

例如，对于频率响应不均匀的测量对象，可以采用频率补偿技术来减小误差。

4.进行校正和补偿：通过对测量系统进行校正和补偿，可以减小测量误差。

例如，使用校准仪对仪器进行周期性校准，对测量电路进行补偿等。

5.重复测量和数据处理：通过多次重复测量并进行数据处理，可以减小随机误差，并提高测量结果的准确性。

例如，采用平均法、拟合方法等。

综上所述，电气测量中的系统误差是由多种原因所引起的，可以通过选择合适的仪器仪表、控制环境因素、采用合适的测量方法、进行校正和补偿以及重复测量和数据处理等方法来消除或减小误差，提高测量结果的准确性。

电气测量技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解并掌握电气测量的基本原理，包括电压、电流、电阻的测量方法。

2. 学生能够掌握常见测量仪器的使用方法，如万用表、示波器等。

3. 学生能了解电气测量中的误差来源，并掌握减少误差的基本方法。

技能目标：1. 学生能够正确使用万用表、示波器等测量仪器进行电气测量。

2. 学生能够进行简单的电路搭建，并进行相关电气参数的测量。

3. 学生能够分析测量数据，解决简单的电气测量问题。

情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到电气测量技术在工程实践中的重要性，增强对电气工程领域的兴趣。

2. 学生在学习过程中培养严谨、细致的实验态度，提高团队协作能力。

3. 学生能够关注电气测量技术的发展，培养创新意识和探索精神。

分析课程性质、学生特点和教学要求，本课程旨在让学生通过理论学习与实践操作相结合的方式，掌握电气测量的基本知识和技能。

课程目标具体、可衡量，有助于学生和教师在教学过程中明确预期成果，并为后续的教学设计和评估提供依据。

二、教学内容1. 电气测量基本原理：包括电压、电流、电阻的测量原理，以及相关的欧姆定律、基尔霍夫定律等基础知识。

- 教材章节：第一章 电气测量基本概念与原理2. 常见测量仪器的使用方法：详细介绍万用表、示波器、电桥等测量仪器的结构、原理及操作方法。

- 教材章节：第二章 常用测量仪器及其使用方法3. 电气测量误差分析及处理：分析电气测量中误差的来源，介绍减少误差的方法和技巧。

- 教材章节：第三章 电气测量误差分析与处理4. 实践操作：安排学生进行电路搭建，进行电压、电流、电阻等参数的测量，并对测量数据进行处理和分析。

- 教材章节：第四章 电气测量实践操作5. 电气测量技术在工程中的应用：通过案例分析，让学生了解电气测量技术在实际工程中的应用。

- 教材章节：第五章 电气测量技术的应用教学内容按照教学大纲进行安排和进度，确保学生能够系统、科学地掌握电气测量技术的基本知识和技能。

电气测量的特点和方法测量的方法测量的过程实际上是一个比较的过程。

(就是以同性质的的标准量与被测量比较，并确定被测量对标准量的倍数)标准量也称单位量.标准单位量的实体称为度量器度量器就是测量单位或测量单位分数、整数倍的复制体。

电气测量是泛指以电磁技术为手段的电工测量和电子技术为手段的电子测量的电工电子系统的综合测量。

一、测量方式的分类1、 直接测量——指被测量与度量器直接在比较仪器中进行比较。

从而求得被测量的数值。

特点:测量出数值就是被测量本身的值.例如用电流表测电流。

2、 间接测量——利用被测量与某种中间量之间的函数关系,先测出中间量，然后通过计算公式，算出被测量的值.例如用伏安法测量电阻，先测出被测电阻两端的电压和通过该电阻的电流,再用欧姆定律，间接计算出电阻的数值。

特点：手续繁多,花费时间长在下列情况下才进行间接测量。

A 、 直接测量不方便。

（例如直接测量晶体管集电极电流c I 很不方便，可直接测量集电极电阻（c R ）上的电压Rc U 再用cRC c R U I =算出） B 、 直接测量误差大.C 、 缺乏直接测量仪器3、 组合测量—-使各个被测量的未知量以不同的组合形式出现，通过直接测量和间接测量所获得的数据,再求解一组联合方程组而求得被测量数值。

例如：测量标准电阻的电阻温度系数βα和标准电阻的电阻值与温度t 之间的数值关系为：()[]220)20(201-+-+=t t R R t βα因此：可在20度、21t t 和三个温度下分别测量三个电阻值，再求解方程组。

特点手续繁多,较花费时间但容易达到较高的精度，通常在实验室中使用。

二、测量方法分类1、 直读法——用电测量仪器仪表直接读取被测量数值的方法.例如：利用万能表测量电流电压都属于这种方法。

特点：测量过程简单、迅速。

但准确度受仪表误差的限制。

2、 比较法——将被测量与标准量具置于比较仪器上进行比较特点：量具直接参与测量过程。

比较法又分为三种A 、 零值法——被测量与已知量进行比较时两种量对仪器的作用相消为零的方法 例如用电桥测电阻，具体电路当调节电阻0R 使电桥公式021R R R R x =保持恒等时，指令仪表P 的读数为零. 零值法的测量精确度决定于标准量的精确度和指零仪的灵敏度。

2024学年第一学期期末考试电气测量技术复习题一、单选题1、表征系统误差大小程度的量称为( )。

(单选题)A、准确度B、精确度C、精密度D、确定度答案： A2、精密度是表征( )的大小程度。

(单选题)A、偶然误差B、疏忽误差C、附加误差D、引用误差答案： A3、准确度是表征( )的大小程度。

(单选题)A、附加误差B、系统误差C、偶然误差D、引用误差答案： B4、检流计下量限可达到( )A。

(单选题)A、 10 -3B、 10 -11C、 10 -5D、 10 -7答案： B5、直流电位差计量限一般不超过( )V。

(单选题)A、 2B、 5C、 8D、 10答案： A6、电动系仪表的转动力矩由被测量的( )决定。

(单选题)A、平均值B、峰值C、峰-峰值D、有效值答案： D7、电磁系仪表的转动力矩由被测量的( )决定。

(单选题)A、平均值B、峰值C、有效值D、峰-峰值答案： C8、整流系仪表的转动力矩由被测量的( )决定。

(单选题)A、峰值B、平均值C、有效值D、峰-峰值答案： B9、通常,( )级以下的电测仪表用于一般工程测量。

(单选题)A、 0.5B、 1.0C、 1.5D、 2.5答案： C10、准确度超过( )级的测量需要选用比较仪器。

(单选题)A、 0.1B、 0.2C、 0.5D、 5.0答案： A11、配套用的扩大量程的装置(分流器、互感器等),它们的准确度选择要求比测量仪器本身高( )级。

(单选题)A、 1B、 2~3C、 4~5D、 6答案： B12、测量电能普遍使用( )表。

(单选题)A、电压B、电流C、电度D、功率答案： C13、直流电度表多为( )系 (单选题)A、磁电B、电磁C、电动D、感应答案： C14、精确测量电路参数可以使用( )。

(单选题)A、电压表B、电流表C、电桥D、万用表答案： C15、直流单电桥适用于测量( )电阻。

(单选题)A、接地B、中值C、高值D、绝缘答案： B16、直流双电桥适用于测量( )电阻。