测量仪表范文

【关键词】电工仪表；测量方法；教学方法

【中图分类号】G71【文献标识码】B【文章编号】2095-3089（2014）27-0299-01

就目前的高等教育的发展方向，高等学校中的电工电子、电气自动化、机械设计及其自动化等专业都在教学理论、工作实践方面与《电工仪表与测量》这门专业技术有着不可分割的联系。就一些平常的电能的产生、远距离的传输、电能的调配及生产过程中电能的消耗都需要有各种电工仪器进行电压、电流、功率的测量，并用电工仪表进行准确有效的记录，这样才能有效保障供电过程中的安全。因而，《电工仪器与测量》是电工电子、电气自动化等专业所必须开设的一门重要学科。然而，《电工仪器与测量》这门学科并不像常规的《电工基础》、《模拟电子技术》、《数字电子技术》等学科一样具有着较强的逻辑和理论体系，它所研究的对象主要是各类电子仪表的逻辑组成机械原理和内部构造，因而所要了解和研究的对象比较复杂、研究的内容比较零散，没有一个准确的整体性，在研究的过程中需要研究人员具备高度的耐性，这是当前教学所遇到的主要问题。

一、了解《电工仪表与测量》的现状及所面临的问题

随着我国经济的飞速发展和高等教学制度的不断变革，我国社会科学在电工仪表这方面的研究也在不断深入。随着当前计算机网络技术、微电子技术、数字技术、无线通信技术等一些高科技尖端技术的综合应用和发展都为电工仪表测量、电磁感应技术的发展提供了强大的基础。然而，在当前一些高校在开设《电工仪表与测量》这一课程时，由于受师资力量、教材知识、实际人才的培养等众多因素的影响，使得《电工仪表与测量》在教学过程中面临一些问题。

（1）教学课程内容更新速度慢

就目前的教学内容来看，《电工仪表与测量》的教学内容仍然只局限于传统教学中的电工仪表测量的工作原理和技术要求，对于成熟数字电工仪表测量技术的要求的介绍寥寥无几，教材中对一些常用万能表的使用和构造原理也都只是一带而过。这样一来就造成学生对所有的仪器都只停留在“听说过”，具体的实践操作确是一无所知。随着社会各电子产品的快速发展，《电工仪表与测量》的课程内容也应跟上社会发展的需求。

（2）学生缺乏理论和实践的结合

众所周知，学生学习的任何一门课程最终都是要应用的实践生活中的，让学生将课本中学习到的知识进行有效地掌握最终用这些知识来解决实际生活中的一些实际问题，在我们进行有效教学的最终目标，因而这是我们进行《电工仪表与测量》这门课程所要解决的核心问题。然而我们在实际的教学过程中由于教材知识点的讲解和电工实际应用间存在很大的问题出入，加上学生的理解能力的参差不齐，往往对一些实际问题的解决很难讲理论学习与实际问题相结合到一起。知识的学习缺乏创新和主动性，学生动手能力差，这是学生不能将学到的理论知识应用实践问题中的主要因素之一。

（3）教学过程中缺乏创新性和专业培养

长期以来，受传统教学的影响，高等教学过程中仍存在很大一部分的“填鸭式”是教学现象。《电工仪表与测量》这门课程与我们社会实际生产需求存在很大的差异，知识点的零散，课堂进度比较快速和枯燥无味，这些都使学生是学习热情大大降低。在教学过程中进行创新式的教学，建立良好的师生关系，注重专业化的知识培养和动手实践能力是进行良好教学的基础和关键。

二、进行有效教学所采取的方法措施

（1）进行直观教学，注重多种方法的综合运用

随着高科技的飞速发展，进行多媒体教学已经成为高等教学过程中不可或缺的一部分。在《电工仪表与测量》教学过程中，利用这些媒体资源进行直观教学，可以有效增强学生对知识点的感性理解和掌握。利用这些看得见，摸得着的实物可以直接刺激学生的视觉，避免学生进行苦闷抽象的想象，直接可以在学生的头脑中形成一种直观的形象。

（2）最大限度的提高学生的学习兴趣

现在职业院校的学生大都对纯理论的知识的学习往往表现出一种厌烦和无趣，对于他们这个年龄段对于一些没有接触过的一些新颖事物比较有兴趣去了解并进行研究，在教学过程中让他们对一种电工仪表进行实际动手进行测量，他们往往表现出一种激动和兴奋。把学生的这种求知欲和好奇心更好的应用到实践的教学过程中，可以使教师的教和学生的学都处于一种愉快轻松的学习氛围中，使学习效果到达一种事倍功半的效果。

（3）实现教学过程中的教学相长

如果在教学过程中只一味让学生去被动的接受这些枯燥无味的知识，那这样是不会有任何的教学成果的。在教学过程中要让学生的“要我学”转变为“我要学”，这就要求教师和学生进行有效的师生互动，教师要根据具体的教学知识，设计一些实际的问题，让学生进行互相讨论和互相动手去解决一些具体实际问题，教学的过程应该是学生掌握和运用知识为核心的。将教学应用都日常生活的用电过程种种细节中。

（4）注重对学生能力的肯定

在教学过程中教师应做好对学生学习成果的一种肯定和赏识，建立良好的师生关系，跟学生进行及时沟通，对学生抱着一种耐心指导和鼓励的心态，是学生学好这门课程的关键。兴趣是桥梁，方法是纽带，一个眼神或许就能改变一个学生学习的态度。

就目前社会发展方向来看，越来越多的高等院校将会把《电工仪表与测量》作为学生对有关电子技术、电气自动化等专业学习的一个重要学科，这门学科对学生将来真正走进社会参加工作有着十分重要的作用。学生毕业后所从事的电工工作中的电能传输、变配等实质性的问题都离不开电工仪表的测量，这将会对未来电能科技的发展具有不可估量的作用。本文从电工仪表与测量的现状及所存在的问题、促进有效教学所要采取的一些措施等方面进行了阐述，但由于本人能力有限所提出的问题都只是微小的一部分，对于《电工仪表与测量》的技术发展及教学研究还有待进一步提升。

参考文献

[1]杨达强.职业中学《电工基础》课程教学方法探讨[J].教育教学论坛，2014，17：189-190.

[2]叶国文.《电工仪表与测量》教学方法探讨[J].考试周刊，2014，17：170.

测量仪表范文篇2

关键词：仪表；测量精度；误差；原因分析

中图分类号：TM933文献标识码：A文章编号：1006-8937（2015）05-0060-02

2009年，我国提出建设健全智能电网的发展战略，智能电网具有安全、智能、高效的特点，智能量测技术在电网中获得了广泛的应用。电力系统内存在包括电能表、电流表、电压表等大量的测量表计，其测量精度对系统安全稳定有重要影响，在此背景下，熟悉电力系统内常见测量仪表的误差，并结合误差成因进行深入的分析和研究，具有重要意义。

1仪表常见误差的表示方法

仪表的误差指的是指示值与测量实际值之间的误差，仪表的误差越小，其测量精度就越高。例如，准确度为0.5级的仪表，其最大允许误差为±0.5%，测量的精度能够精确到实际值的±0.5%以内。电工仪表的常见准确度等级与基本的测量误差之间的关系见表1。

在实际工作中，仪表的误差表示有以下三种方法。

1.1绝对误差

绝对误差指的是仪表的指示值与真实值之间的差值，绝对误差有正负之分，量纲与被测量相同。其计算公式为：

？驻绝对=A示-A真（1）

其中：

A示为仪表的指示值；

A真为测量的真实值。

例如，某电流表的指示值为4.95A，而实际值为4.98A，则其绝对误差为-0.03A。

1.2相对误差

相对误差是驻绝对误差与被测量值A真之间的比值，相对误差通常使用百分数来表示，不具有量纲。其计算公式为：

与绝对误差相比，相对误差不仅能够表征测量结果的准确程度，也可以用于不同测量方法的比较。

例如，在测量真实值为60A的电流时，得到的？驻1绝对为“+0.3A”；在测量真实值为20A的电流时，得到的？驻2绝对为“+0.2A”，此时，仅从绝对误差大小的比较来讲，？驻1绝对>？驻2绝对，但是显然不能因此认为第二种测试结果比一种精确，根据相对误差的计算：

？驻1相对=？驻1绝对/60=0.3/60=0.5%，

而？驻2相对=？驻2绝对/40=0.2/20=1%，

由于？驻1相对

1.3引用误差

引用误差是为了说明仪表自身准确性能而引入的，根据上文分析，相对误差虽然可以对比出不同测量结果之间的准确程度，但对同一个仪表来说，来测量不同的待测值时，仪表的指示值A示不停的发生变化，对于同一个仪表来说，根据

来计算时，不同的待测值就对应了不同的相对误差，因此，相对误差就难以表征仪表的准确性能。由此引入引用误差的概念。

引用误差是指绝对误差与自身测量满刻度值之间的比值，计算公式为：

其中，A上限是指仪表测量上限。引用误差其实是测量上限所对应的相对误差。由于仪表的测量满刻度值是一个常数，绝对误差也大致不变，因此，引用误差能够较好的反映出仪表的特性。

2仪表的常见测量误差分类

电力系统内存在大量的保护和测量仪表，如功率表、欧姆表、电能表、电压表、电流表等，通过这些测量表计测量和计算系统内的模拟量，这些数据对电力系统运行具有重要作用，与继电保护装置动作、系统工况计算、用户电费收缴工作密切相关，影响到电力系统的生产、营销、调度、规划等各个环节。

在实际运行中，受到各种干扰因素的影响，表计不可避免的存在一定的误差，根据误差产生的原因，可以将仪表的常见测量误差分为以下几种。

2.1随机误差

随机误差是由于各类偶然性的不可控因素引起的误差，其方向和大小均具有随机性。在测试时，随机误差表现为：虽然测试的条件和方法完全相同，但个别数据的测量结果却略有差异，多次重复测量的过程中，虽然有偶然性差异，但整体数据呈现对称性，并服从高斯分布的统计学规律，随机误差的绝对值总在某一个限定值之内。随机误差产生的原因是多方面的，包括外界温度和湿度变化、电磁干扰、电源电压变化等外界不确定因素。随机误差难以根本消除，单可以尽量避免，实际测量中可以适当增加测量次数，或对测量结果求平均值，来提升测量结果的准确性。

2.2系统误差

系统误差是由测量时设备自身的不严密或系统存在不足等因素导致的，由于导致系统误差的原因具有确定性，因此系统误差的出现具有规律性，当测试条件和方法保持不变时，重复测量出的数据总是会向某一个特定结果偏离。导致测量误差的原因是多方面的，包括测量仪表自身误差、测试方法不完善、外界环境影响等，由于测量时的系统误差是由特定原因引起的，因此，只要找到引起测量误差的准确原因，结合正确的测量方法，如正负误差补偿法、替代法、校正值法等，就可校正甚至消除系统误差。

2.3疏失误差

疏失误差是由于人为原因导致的误差，测量的结果可能严重偏离实际结果。疏失误差产生的原因主要是测试人员的疏忽造成的，可能是测试时错误接线或数据记录和计算错误，与其工作经验、专业素养、责任心有密切联系，疏忽误差出现的原因完全是人为引起的，因此，在实际工作中应该不断的对工作人员加强技术培训，提升职业素养，不断优化测量方案，以降低疏失误差出现的概率。

3仪表常见测量精度误差的原因分析

3.1仪表自身因素

3.1.1量程选择不当

在实际测量中，为了确保测量数据的准确性，需要选择合适的量程，一般测试时尽量使仪表指针处于满刻度的后1/3段。目前，由仪表自身因素引起的精度误差原因中，很大一部分是量程的影响，例如：某被测直流功率大概为1740W左右，A功率表参数为220V/30A/0.2级，B功率表参数为220V/10A/0.5级，A表的精度级别为0.2级，优于B功率表的0.5级，因此很多测量人员会选择A功率表，但实际上通过计算可得，对于目标值1740W来说，A功率表的相对测量误差为0.75%，而B功率表仅为0.5%，从降低误差的角度出发，正确的选择是B功率表。

3.1.2仪表接触不良

随着仪表工作年限的增加，其自身的配换挡开关、电键按钮等部件由于频繁使用而不断磨损和老化，当达到一定的使用年限以后，可能会由于老化严重而达到使用寿命，导致仪表主回路接触不良，仪表工作状态不稳定，测量值误差增大。

3.2周围环境因素

仪表属于精密元器件，内部有各种半导体元件、功率放大元件、电路板等对环境因素敏感的元器件，一旦周围环境因素变化过大，也有可能对仪表测量精度造成影响。

3.2.1温度因素

随着天气变化，仪表所处的外界温度环境也不断变化，对于一些热敏元件造成影响。例如，一些热敏电阻的阻值随着温度的变化而增减，遵循一定的温度系数而呈规律性变化，如果温度系数事先未知，仪表又未在标准条件（20℃）下使用，则就不能准确确认电阻值，测试结果就出现了误差。

3.2.2湿度因素

湿度也是影响仪表工作性能的重要条件，对仪表的影响主要体现在对电子元器件性能的影响，当环境湿度持续过高时，仪表内部金属部分可能出现锈蚀和霉变，降低仪表绝缘性能，轻则引起仪表的接触不良，重则引发安全事故。档环境湿度持续过低时，可能因为静电感应而在仪表上积累大量静电，当人与仪表接触时，引发静电放电而损坏仪表内部元器件，引起测量误差。

3.2.3电磁干扰

仪表的工作和存储环境周围充满大量电力元件，这些元件都是电磁辐射源，相互之间也不可避免的存在干扰，电磁干扰是影响测量仪表精度的最复杂因素，也是最难发现和避免的影响因素。

3.3人为因素

人为因素引起的测量误差主要为疏忽误差，作为精密器件，大部分仪表的使用都需要专业人员来操作，因此人为因素也是造成仪表综合误差的重要来源。例如，对双臂电桥的测量中，如果四个端子的接线顺序出现错误，不仅会增大测量误差，还可能损坏测量仪表内的电子元器件。另外，仪表量程选择不科学、仪表接线接触不良等，也可能引起测量误差。

4结语

顺应智能电网背景下自动化、智能化、自愈化的发展趋势，在日常测量和使用过程中，我们应该通过合理选用仪表、科学选择精度等级和量程、规范仪表使用方法、采用金属屏蔽等一系列措施，来消除测量精度误差，以提升仪表的测量和使用水平，为电网安全稳定运行做出贡献。

参考文献：

[1]阮立志.用屏蔽防护技术提高电测量的精度[J].情报指挥控制系统与仿真技术，2002，（3）.

测量仪表范文

[关键词]热电偶；温差；热电动势；热电效应

中图分类号：TP216文献标识码：A文章编号：1009-914X（2016）17-0028-01

1.测温仪表及热电偶测温的种类

测温仪表的种类有很多，随着科学技术的发展和现代工业技术的需要，测温技术也不断地改进和提高。由于测温范围越来越广，根据不同的要求，又制造出不同需要的测温仪器，主要有液晶温度计、光测高温计、半导体温度计、转动式温度计、压力式温度计、玻璃管温度计、指针式温度计、高温温度计、温差电偶温度计、电阻温度计、气体温度计和热电偶温度计等。

根据热电偶的用途、安装方法和结构形式的不同，热电偶可以分为普通型热电偶、铠装热电偶两大类。而常用热电偶按热电偶的分度号有主要有S、R、B、N、K、E、J、T等几种。其中S、R、B属于贵金属热电偶，N、K、E、J、T属于廉金属热电偶。

S分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1400℃，短期1600℃。在所有热电偶中，S分度号的精确度等级最高，通常用作标准热电偶；R分度号与S分度号相比除热电动势大15%左右，其它性能几乎完全相同；B分度号在室温下热电动势极小，故在测量时一般不用补偿导线。它的长期使用温度为1600℃，短期1800℃。可在氧化性或中性气氛中使用，也可在真空条件下短期使用。N分度号的特点是1300℃下高温抗氧化能力强，热电动势的长期稳定性及短期热循环的复现性好，耐核辐照及耐低温性能也好，可以部分代替S分度号热电偶；K分度号的特点是抗氧化性能强，宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，长期使用温度1000℃，短期1200℃。在所有热电偶中使用最广泛；E分度号的特点是在常用热电偶中，其热电动势最大，即灵敏度最高。宜在氧化性、惰性气氛中连续使用，使用温度0-800℃；J分度号的特点是既可用于氧化性气氛（使用温度上限750℃），也可用于还原性气氛（使用温度上限950℃），并且耐H2及CO气体腐蚀，多用于炼油及化工；T分度号的特点是在所有廉金属热电偶中精确度等级最高，通常用来测量300℃以下的温度。

2.热电偶测温的基本原理

热电偶之所以能够用来测量温度，那是因为它把温度信号转换成热电动势信号，通过电气仪表转换成被测介质的温度。热电偶测温的基本原理是两种不同成份的均质导体组成闭合回路，当两端存在温度梯度时，回路中就会有电流通过，此时两端之间就存在热电动势，其原理图如图1。

而之所以会产生热电动势是由于不同的导体材料的电子密度不同，即使相同的导体材料，温度不同，其电子密度也不相同，当异质金属A、B组成闭合回路，由于接点a、b的温度不同，则同一导体温度高的地方自由电子密度大，温度低的地方自由电子密度小，所以在闭合回路中，自由电子密度大的要向自由电子密度小的区域扩散，这样在回路中就产生了“净”电荷流动，即回路中有电动势eAB，这就是产生塞贝克电动势原因。当热电极材料一定后，则热电动势仅与两接点的温度有关。一对异质金属A、B组成的闭合回路中，如果对接点a加热，那么，a、b两接点的温度就会不同，温度不同，就会有电流产生，使得接在电路中的电流表发生偏转，它在热电偶回路中产生的电流称为热电流。A、B称为热电极，接点a是用焊接的方法连接一起的，测温时，将它置于被测温度场中，称为测量端或者工作端，接点b一般要求恒定在某一温度称为参考端或自由端。

热电势的大小与t和t0之差的大小有关.当热电偶的两个热电极材料已知时，由热电偶回路热电势的分布理论知热电偶两端的热电势差可以用下式表示：

EAB（t，t0）=EAB（t）-EAB（t0）

式中EAB（t，t0）――热电偶的热电势；

EAB（t）――温度为t时工作端的热电势；

EAB（t0）――温度为t0时冷端的热电势。

从上式可看出当工作端的被测介质温度发生变化时，热电势随之发生变化，因此，只要测出EAB（t，t0）和知道EAB（t0）就可得到EAB（t），将热电势送入显示仪表进行指示或记录，或送入微机进行处理，即可获得测量端温度t值。

3.热电偶测温的主要优缺点

热电偶是工业上最常用的温度检测元件之一，其优点有：

①测量精度高。因热电偶直接与被测对象接触，不受中间介质的影响。

②测量范围广。常用的热电偶从-50～+1600℃均可连续测量，某些特殊电偶

最低可测到-271--+2800℃如金铁镍铬和钨-铼。

③构造简单，使用方便。热电偶通常是由两种不同的金属丝组成，而且不受大小和开头的限制，外有保护套管，用起来非常方便。

但是热电偶也存在着不足的地方，如使用的参考端温度必须恒定，否则将歪曲测量结果；在高温或长期使用中，因受被测介质或气氛的作用（如氧化、还原等）而发生劣化，降低使用寿命。

4.热电偶测温国内研究现状及发展趋势

热电偶主要用于测量较高温度，关于我国高温热电偶发展现状，高温热电偶一般指1300度以上的，有铂铑10-铂热电偶，铂铑13-铂热电偶，铂铑30-铂铑6热电偶，钨铼5-钨铼25热电偶，铂铑40-铂铑20热电偶，铱铑热电偶、碳化硅-石墨等等。目前来讲，接触式测温热电偶是最可靠的测温方式，除了真空、中频、高频区域不适合热电偶测温量而采用光学高温计、红外线测温仪外，基本上没有其他什么材料、技术可以替代它。

从现在的情况来看，主要的发展趋势是通过技术手段增强抗腐蚀抗氧化性能提高使用寿命。

5.我的观点

热电偶虽然广泛应用于工业生产当中，但是也有它的不足，如果使用不当会带来较大的误差，因此如何正确使用热电偶和最大程度的减小其误差成为了关键问题。由于热电偶的分度值随使用时间和使用条件的不同而起的变化，因此热电偶测温具有不稳定性，这时经常进行监督性校验或根据实际使用情况安排周期检定，这样可以减少不稳定性引入的误差。在实际使用热电偶时，其冷端温度（参考端）不但不为0℃，而且往往是变化的，测温仪表所测得的温度值就会产生较大误差，在这种情况下，我们通常采用热电势补正法、调仪表起始点法、补偿导线、参考端温度补偿器来减小误差。又由于传热及热电偶安装的影响热电偶有热辐射误差和导热误差，这都是我们使用时不能够忽略的。除此之外热电偶还受测量系统漏电影响、动态响应误差的影响和

短程有序结构变化（K状态）的影响。

因此，使用好热电偶时注意各个方面的影响并把它的主要误差减小到最低程度，才能比较准确地测出符合工业现场的量值。

参考文献

[1]孙奎明.热工自动化[M].北京：中国电力出版社，2005.

[2]叶江祺.热工仪表和控制装置的安装（第二版）[M].北京：中国电力出版社，2000.