電表準確度級別及測量誤差研究的論文

時間：2021-03-17 09:05:24 論文我要投稿

電表準確度級別及測量誤差研究的論文

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電表準確度級別及測量誤差研究的論文

　　在電學實驗中，讓學生熟練掌握正確使用電表及對測量結(jié)果正確進行誤差估算這兩個問題是至關重要的。本文主要談談電表的一些有關技術指標及如何正確使用它們，從而達到正確測量的要求。常用電表按其測量機構(gòu)的工作原理，主要分為三類：（1）磁電式，（2）電磁式；（3）電動式，使用時應根據(jù)測量的要求選用。對于直流電壓和電流以及交流電整流后平均值的測量，可以選用磁電式儀表。這類表標有正負極性。對于正弦交流電有效值的測量，可選用電磁式和電動式儀表，這類表不分正負極性。電磁式和電動式儀表也可以測量非正弦交流電的有效值。對于頻率變化很寬的待測值，則要選用電于管或晶體管儀表。實驗室用的直流電表通常是磁電式電表。

　　不論是電壓表還是電流表，其表面都有一些符號表明該表的性能，其中有一項指標，指出該表的準確度等級。我國常用電工儀表分為七級，分別為：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0等級數(shù)，該數(shù)字的含義及它與測量誤差的關系，下面作以說明。

　　利用電表測量時的誤差主要有三類：

　　①儀器誤差：由于電表結(jié)構(gòu)和制作上的不完善所引起，例如軸承摩擦，分度不準，游絲的變形等原因，使得電表的指示值與真值有誤差。

　　②讀數(shù)誤差：由于讀數(shù)不準引起的誤差。

　　③附加誤差：這是由于外界因素的變動對儀表讀數(shù)產(chǎn)生影響而造成的。外界因素指的是溫度、電場、磁場等。當電表在正常情況下（符合儀表說明書上所要求的工作條件）使用和讀數(shù)時，測量的誤差可只考慮儀器誤差。

　　大家都知道，測量時總存在一定誤差，示值與真值（實驗值）之間的'差值稱為絕對誤差。但絕對誤差不能確切地反映出測量的準確程度，故常用相對誤差，即絕對誤差與真值之比的百分數(shù)來評價測量的準確程度。相對誤差越小，準確度就越高。相對誤差雖可說明測量結(jié)果的準確度，但不能用它來評價電表的準確度，這是因為電表在測量中有規(guī)定的范圍，在此范圍內(nèi)即使標尺上各示值的絕對誤差均保持恒定，但相對誤差卻不恒定。隨著刻度示值的減小，其相對誤差反而變大，故不能用相對誤差來表示電表的準確度，而往往用絕對誤差與標尺滿度（即量程）之比的百分數(shù)表示，常稱為引用誤差，δ=（Δx／xm）×100％。

　　但在電表標度尺上各點的絕對誤差不可能相等。一般在制造時給出一個公共的允許最大誤差限度Δxmax，叫做最大允許絕對誤差，它表示所有各示值上的絕對誤差都不超過的Δx值，故用最大允許絕對誤差Δxmax與儀表最大量程xm的比值的百分數(shù)來表示儀表的準確度（δm）。實際上是用最大允許相對誤差（即最大引用誤差）表示電表的準確度

　　按照國家標準《電測量指示儀表通用技術條件》規(guī)定，用引用誤差表示基本誤差時電表分為七級。當δm=0.2％，便稱該表為0.2級。

　　從①式可知該表示值的允許最大絕對誤差為Δxmax=xm·δm=xm·K％。

　　②式中K就是上述七級的等級數(shù)，那末測量值的可能范圍即為x±Δxmax。

　　例如，用一個0.2級、量程為10毫安的電流表，測量某電流時示值為8.61毫安，根據(jù)②式該示值的最大可能絕對誤差為ΔI=10毫安×0.2％=0.02毫安。測量值可能范圍為I=8.61±0.02毫安。

　　可見，對于相同量程的電表其等級數(shù)越小，由電表引起的誤差就越小，但從②式知，誤差是與量程的選取有關，所以必須權衡考慮。就以上例來講，由計算得到ΔI=0.02毫安，故測量值的相對誤差可表示為

　　若以等級為0.1級、量程為100毫安電表再進行測量，其示值為8.6毫安，則ΔI=100毫安×0.1％=0.1毫安，

　　顯然在選用電表時必須同時考慮級數(shù)及量程，不然將適得其反。上例中0.1級、量程100毫安的電表使用不當，指針偏轉(zhuǎn)過小，故也會造成較大的相對誤差。所以要根據(jù)被測量的大小，選用合適的量程。所選量程太小會損壞電表；選用的量程過大，會因指針偏轉(zhuǎn)太小而降低了測量準確度。在同一量程中，指針偏轉(zhuǎn)越大，相對誤差越小，測量準確度越高。測量中應盡可能使指針偏轉(zhuǎn)較大，一般要求指針偏轉(zhuǎn)超過滿度的2／3以上，這樣誤差就比較小。

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