1、 常用的測量方法有直接測量法、比較測量法和間接測量法。
1)用歐姆表測電阻、電流表測電流、電壓表測電壓都屬于直接測量法。由于儀表接入測量電路后,會使電路的工作狀態(tài)發(fā)生變化,故直接測量法的準(zhǔn)確度較低。
2)比較測量法根據(jù)被測量與標(biāo)準(zhǔn)量的比較方式又分為零值法、差值法和代替法。比較測量法的準(zhǔn)確度和靈敏度都比較高,適用于精密測量。用電橋測電阻、用電位差計測電動勢都屬于比較測量法。
3)根據(jù)被測量和其他量的函數(shù)關(guān)系,先測得其他量,然后按函數(shù)關(guān)系計算出來的一種方法叫做間接測量法。例如用伏安法測量電阻。間接測量法誤差較大,在準(zhǔn)確度要求不高的場合或直接測量有困難時采用。
2、 測量誤差產(chǎn)生的原因,除了儀表的基本誤差和附加誤差的影響外,還由測量方法的不完善、測量人員操作技能和經(jīng)驗不足以及人的感官差異等因素造成。
3、 根據(jù)誤差的性質(zhì),測量誤差一般分為系統(tǒng)誤差、偶然誤差和疏失誤差三類。
1)系統(tǒng)誤差是一種遵循一定規(guī)律,在測量過程中保持不變的誤差。造成系統(tǒng)誤差的原因有:測量設(shè)備的誤差、測量方法的誤差。例如刻度不準(zhǔn)確、引用近似公式、接觸電阻等造成的誤差。
2)偶然誤差是一種大小和符號都不固定的誤差,主要是由于外界環(huán)境(如溫度、濕度、電場、磁場等)的偶然變化引起的,在重復(fù)進行同一個量的測量過程中,其結(jié)果往往不完全相同。
3)疏失誤差是一種嚴重歪曲測量結(jié)果的誤差,是因測量時的粗心或疏忽造成,例如讀數(shù)錯誤、記錄錯誤等。包含有疏失誤差的測量結(jié)果應(yīng)拋棄不用。
4、 正負消去法就是對同一量反復(fù)測量兩次,如果其中一次誤差為正,另一次誤差為負,取其平均值后就可以消去這種系統(tǒng)誤差。例如為消除外電場對電流表讀數(shù)的影響,可把電流表放置的位置掉轉(zhuǎn)180^o^再測一次,兩種放置測量結(jié)果產(chǎn)生的誤差符號正好相反。
5、 通常采用增加重復(fù)測量次數(shù)的方法來消除偶然誤差對測量結(jié)果的影響,測量次數(shù)越多,其算術(shù)平均值就越接近于實際值。
6、 電氣測量儀表可分為兩大類,即電測量指示儀表和比較儀器。電測量指示儀表又稱為直讀儀表,其特點是直接將被測電量轉(zhuǎn)換為可動部分的偏轉(zhuǎn)角位移,并通過指示器在標(biāo)尺上顯示被測電量的大小。比較儀器用于比較法測量,它包括各類交、直流電橋等測量儀器。
7、 磁電系儀表的可動線圈置于永久磁鐵的氣隙磁場中,電流通過時產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)力矩,當(dāng)與游絲的反向轉(zhuǎn)矩平衡時,指針的偏轉(zhuǎn)角大小與被測電流的大小成正比。磁電系儀表只能用來測直流,儀表的靈敏度和精確度較高,多用來制作攜帶式電壓表和電流表、萬用表。
8、 電磁系儀表被測電流通過固定線圈時,固定鐵片與可動鐵片同時被磁化,呈現(xiàn)同一極性,同性相斥,產(chǎn)生正比于兩種鐵片磁性強弱的轉(zhuǎn)動力矩。磁性強弱正比于通入固定線圈的被測電流,指針偏轉(zhuǎn)角與被測電流的平方成正比。電磁系儀表主要安裝在配電盤上,作變化不大的電流、電壓指示,既可以測直流,也可以測交流,但精度不高。
9、 電動系儀表的固定線圈和可動線圈分別通入電流,由于載流導(dǎo)體磁場間的相互作用產(chǎn)生力矩。指針的偏轉(zhuǎn)角度與兩個線圈中電流的乘積成正比。電動系儀表用于功率表、頻率表、相位表、交直流電壓、電流表,既可以測直流,也可以測交流,精度比電磁式儀表高。
10、 鐵磁電動系儀表固定線圈制成電磁鐵形式,可動線圈增加一個鐵芯,從而增加了儀表的偏轉(zhuǎn)力矩。由于鐵芯的磁滯和渦流影響,降低了儀表的準(zhǔn)確度。鐵磁電動系儀表用于功率表、功率因數(shù)表、頻率表。
11、 感應(yīng)系儀表當(dāng)電壓線圈和電流線圈通過被測電路的交變電流時,兩線圈分別產(chǎn)生交變磁通。鋁盤在交變磁通的作用下,感應(yīng)產(chǎn)生渦流,此渦流與交變磁通相互作用產(chǎn)生電磁力,引起活動部分轉(zhuǎn)動。感應(yīng)系儀表主要用于電度表。
12、 磁電系比率表由兩個繞向相反,且在空間互成角度的可動線圈及可動線圈內(nèi)帶缺口的環(huán)形鐵芯、永久磁鐵和指針組成。磁電系比率表沒有反作用力矩的游絲,故平時指針可停留在標(biāo)度尺的任何位置。磁電系比率表用于兆歐表、相位表、頻率表。
13、 測量直流電流時,電流表應(yīng)串聯(lián)在被測電路中。接線時被測電流的流入端接電流表的“+”接線端鈕,流出端接“-”接線端鈕。根據(jù)被測電流的大小選擇電流表的量程。如果事先估計不出被測電流的大小范圍,則應(yīng)先使用量程較大的電流表,然后再換一個合適量程的電流表測量。
14、 磁電系表頭的線圈和游絲都很細,不能通過較大的電流,可在表頭兩端并聯(lián)分流電阻擴大其量程。并聯(lián)分流電阻RF后電流量程擴大了K倍,被測電流實際值等于表頭讀數(shù)乘以電流量程擴大倍數(shù)K。已知表頭內(nèi)阻R?,需要擴大量程K倍測量較大電流時,并聯(lián)的分流電阻R F =R?/(K-1)。
15、 電磁系或電動系電流表將固定線圈分段,通過連接片、轉(zhuǎn)換開關(guān)的不同連接方法來改變分段線圈的串、并聯(lián)方式,以獲得不同的量程。當(dāng)測量較大的交流電流,需要擴大電流表的量程時,一般采用加接電流互感器,測量的實際電流值等于電流表的讀數(shù)乘以互感器的變比。
16、 測量直流電壓時,電壓表應(yīng)與被測電路并聯(lián)。磁電系電壓表在使用時應(yīng)將被測電壓的高電位端接電壓表“+”接線端鈕,低電位端接“-”接線端鈕。需要擴大電壓表量程時,在表頭上串聯(lián)一個分壓電阻。已知表頭內(nèi)阻Rv和分壓電阻Rs時,被測電壓與電壓表顯示值的關(guān)系為:U=Uv(1+Rs/Rv)。
17、 交流電壓表的接線方式和量程選擇與直流電壓表基本相同,只是交流電壓表接線時不必考慮極性問題。采用有電壓互感器的電壓表測量交流電壓時,測量的實際電壓值等于電壓表的讀數(shù)乘以互感器的變比。
18、 直流電阻的測量是電氣設(shè)備安裝、大修和預(yù)防性試驗中不可缺少的測試項目之一。測量直流電阻的目的是鑒定設(shè)備導(dǎo)線連接的質(zhì)量,以便及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患,保證電氣設(shè)備安全可靠地運行。試驗過程中需要測量直流電阻的有斷路器導(dǎo)電回路、母線連接處、感性負載繞組等。測量直流電阻的方法有電阻表法、電壓降法、電橋法。
19、 電壓降法是指在被測電阻上通以直流電流,測量其兩端的電壓和通過的電流,然后利用歐姆定律計算被測的直流電阻值。測試方法有兩種:電壓表在電流表前接適合測量阻值較大的電阻;電壓表在電流表后接適合測量阻值較小的電阻。實際測量中,這兩種方法由于儀表本身總有一定的內(nèi)阻,測得的電壓U和電流I經(jīng)過歐姆定律計算后的直流電阻值R,并不是真實的被測電阻值Rx。
20、 用單臂電橋測量直流電阻,被測的實際電阻等于平衡時的電阻減去引線電阻,被測電阻越小,引線電阻造成的誤差越大,故單臂電橋常用于測量1Ω以上的電阻。
21、 雙臂電橋為消除引線和接觸電阻帶來的測量誤差,引線必須采用四根截面積相同、長度相等的相同導(dǎo)線,否則會引起一定的測量誤差。雙臂電橋適用于測量準(zhǔn)確度要求較高的1Ω以下的小電阻。
22、 用雙臂電橋測量直流電阻,接入被測電阻時,雙臂電橋電壓端子P1、P2引出線應(yīng)比電流端子C1、C2引出線的接線更靠近被測電阻的兩端。測量時先按下電源按鈕B接通電流回路,待電流達到穩(wěn)定值時再按下檢流計按鈕G接通檢流計。調(diào)節(jié)讀數(shù)臂阻值使檢流計處于零位,被測電阻等于讀數(shù)臂指示乘以倍率。測量結(jié)束時,先斷開檢流計按鈕G,再斷開電源按鈕B,以免測量具有電感的直流電阻時產(chǎn)生的自感電動勢損壞檢流計。
23、 接地電阻的大小直接影響接觸電壓和跨步電壓的高低。接地電阻常用的測量方法有電流-電壓表法和接地電阻測量儀測量法兩種。電流-電壓表法比較麻煩,需要獨立的交流電源以及裝設(shè)輔助接地體用作電流極等。接地電阻測量儀自身能產(chǎn)生交變的接地電流,無需外加電源,并且電流極和電壓極也是配套好的,因此使用簡易,攜帶方便,且抗干擾性較好。
24、 接地電阻測量儀一般有E、P、C三個接線端鈕,測量時分別接于被測接地體、電壓極和電流極。將電壓極棒(電位探針)插入離接地體20m的地下,電流極棒(電流探針)插入離接地體40m的地下,且均應(yīng)垂直插入地面約400mm深處。用最短的連線連接E端和被測接地體;用較長的連線連接P端和電壓極接地棒;用最長的連線連接C端和電流極接地棒。
25、 使用接地電阻測量儀時,若標(biāo)度盤的讀數(shù)小于1,可將倍率標(biāo)度置于較小的倍數(shù),再調(diào)整標(biāo)度盤以得到正確讀數(shù)。若檢流計靈敏度過高,可將電位探針插淺一些,反之,可沿電位探針和電流探針注水,使土壤濕潤。測量時被測接地體應(yīng)與接地線或其它接地體分開,同時應(yīng)盡可能把測量回路同電網(wǎng)分開,以利于測量安全及消除雜散電流引起的誤差,防止測量電壓反饋到被測接地體相接的其他導(dǎo)體上而引起事故。測量時在電流極周圍會有較大的跨步電壓,故在其30~50m范圍內(nèi)要禁止人畜進入。
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