电子测量仪表论文

电子测量仪表论文（共9篇）

电子测量仪表论文 篇1

伴随着第二次工业革命的深入发展, 20世纪20年代出现了一个新的行业——电子测量仪表行业, 当时的电子测量仪表还主要为机械和电气结合的简单设备, 功能单一, 操作复杂, 精确度也不近人如意。此后伴随着人类科技文明的进步, 电子测量仪表行业也得到了飞速发展, 如第二次世界大战中出现的声呐、雷达等设备均可归为电子测量仪表, 这时的电子测量仪表已经将机械式指针替代为光电显示屏, 操作难度大幅度降低, 重量和体积也大幅度减小, 已经可以安装在飞机、军舰等移动工具中使用。

进入20世纪50年代, 伴随着晶体管的出现, 电子测量仪表的体积、重量、精度和操作复杂程度进一步大幅度降低。同时期, 美国波音公司707飞机的设计、人机工程学的运用以及德国工业设计的蓬勃发展使各电子测量仪表公司开始逐渐重视电子测量仪表的工业设计, 力求开发出能够便于操作的电子测量仪表。

20世纪70年代发展至今, 大规模集成电路的广泛应用使电子测量仪表的集成度大幅度提高, 仪表的功能进一步扩展, 这就对电子测量仪表行业的工业设计提出了更高的要求—人机交互能力和系统热稳定性能的提高, 同时又要求重量和体积进一步缩小, 这就带动了电子测量仪表行业工业设计的深入研究和发展[1]。

进入21世纪后, 电子测量仪表行业在经过近50年的发展后, 这个行业的全球规模已经扩张到每年几百亿美元的产值[2], 同时电子测量仪表也已细分为多个种类, 覆盖了基础电子测量、通信电子、生物检测、电力、遥感、医药等多个领域。随着这个行业产值的迅速膨胀与应用领域的扩展, 早期从事这个行业的公司已经发展成为行业内的顶级的公司, 如德国罗德&施瓦茨公司、美国安捷伦公司、日本安利公司、美国的是德科技、美国艾默生电子、日本松下、德国西门子等行业巨头, 这些公司基本垄断了全球高端电子测量仪表领域, 如罗德与施瓦茨公司2014年一年便卖出了上千台高端手机测试类电子测量仪表, 年销售额高达几十亿美元, 占当年全球手机测试类电子测量仪表市场的60%以上的市场份额。近些年伴随着经济危机的出现, 这些行业巨头都纷纷开始转向生物测量、电力测量等全新的领域, 同时通过产业兼并与重组, 剥离传统电子测量仪表的业务, 然后迅速推出了适用于这些新兴行业的电子测量仪表。

伴随着中国近些年经济的蓬勃发展, 国内各行各业对电子测量仪表的需求呈现爆炸式增长。由于国内电子测量仪表行业的发展水平低和国外对先进技术的垄断, 国内的电子测量仪表行业基本由国外公司垄断, 不仅造成了电子测量仪表的售价昂贵, 而且由于严格控制技术外泄从而导致国内无法使用与国外同时代的电子测量仪表。但是在超高暴利和庞大市场的刺激下, 国内也逐步发展起来了一批研发电子测量仪表的公司, 如大唐联仪、创远、星河等电子测量仪表公司。但由于中国在电子、机械、生物、物理和工业设计等领域与发达国家的巨大差距, 国内的电子测量仪表公司几乎都处于简单模仿国外行业巨头公司的产品或者生产一些低端的电子测量仪表的阶段。

国内的电子测量仪表公司都存在规模较小、科技投入少、转型困难、竞争压力大、同质化等诸多问题;同时电子测量仪表的入门门槛较高, 需要集合多学科的研究成果和资源整合能力;此外在目前国内的大环境下, 非常不利于这种需要经过深入科学研究才能有所发展的行业;因此这些因素交织在一起共同限制了国内电子测量仪表公司的发展, 使之难以与国外同类型公司竞争。

由于国外的电子测量仪表行业已经经过了近50年的发展, 电子测量仪表的工业设计已经相当成熟, 无论人机设计、热设计、结构设计、外观设计和设计理念均已经相当成熟。目前国外电子测量仪表的工业设计主要有以下几个特征:

1) 产品外形尺寸逐渐减小。

目前国外无显示屏类电子测量仪表的工业设计的最新流行趋势为小型化, 一般无显示屏类电子测量仪表的产品高度已经降低到2U以下, 仪表的宽度也不在以国际电联的19英寸设备要求为设计规范, 同时电子测量仪表的产品深度也大幅度缩短。仪表的小型化可降低产品重量、降低产品的研发投入与制造成本, 提高产品的性价比。如图1所示为德国某公司推出的小型化电子测量仪表系列, 外形尺寸非常小巧。国外有显示屏类电子测量仪表的产品高度虽然扩展到5U以上, 但产品深度却大幅度缩短, 这样的设计理念可保证仪表在有较大显示屏的同时还可以缩小产品尺寸和降低产品重量, 极大的提高产品的竞争力。

2) 人机交互正趋向于全触摸显示屏或者外接大尺寸显示屏, 以及拥有丰富的测量端口。

国外电子测量仪表的显示屏幕尺寸已提高到12.1英寸以上, 同时采用全触摸交互界面、操作系统扁平化、多测量任务窗口并行显示和极少物理按键, 极大的提高了仪表的人机交互能力和数据显示清晰度, 以便于操作人员的使用, 如图2所示为是德科技的MXA频谱分析仪表。此外仪表拥有丰富的端口类型, 涵盖了射频端口、音频端口、时钟端口、并行串口、USB接口、以太网接口、VGA接口等多种接口类型, 以适应不同使用环境的要求。

3) 全新的热设计理念。

通过优化电路设计, 多采用低功耗芯片和低功耗电路设计方案, 进一步降低整机功耗, 此外使用大面积铝基和铜基散热器、密闭散热风道和低风阻系统设计方案, 可使仪表的散热方式实现自然对流冷却方式或者超低噪音强迫对流冷却方式, 进而降低系统运行时的噪音和提高仪表安静性;

4) 仪表结构设计多采用快速插接方式。

国外电子测量仪表的结构多采用快速拼接与插接式, 功能板卡实现模组化设计和无缆化设计理念, 可实现仪表在不拆卸外壳和线缆的情况下直接更换功能板卡, 方便仪表的升级与形态变化;结构材料多采用工程塑料或者硬质铝合金以减轻仪表重量;

5) 外观更加美观与圆润化。

国外仪表多采用中性色系, 配色柔和[3], 通过一些装饰性颜色带, 丰富仪表外观色彩, 使仪表更加具有潮流感与现代气息。同时仪表多采用工程塑料包角和工程塑料外观零件, 如圆润设计的把手和具有曲面造型的前面板, 提高仪表的质感和高端感。

由于国内的电子测量仪表行业起步非常晚, 因此国内电子测量仪表行业的工业设计基本以参考国外同类型仪表为基础。

此外, 由于行业内对工业设计的重视程度不高, 长期忽视工业设计对产品品质和质感的影响程度, 因此国内电子测量仪表行业的工业设计与国外仍存在着较大差距, 主要表现在:产品外观趋同, 由于行业内公司不重视仪表的外观设计, 同时片面强调工业设计零件的成本, 因此国内电子测量仪表一般采用市场中常见的仪表类外观产品, 因此无论外观配色、外观零件设计、工业设计理念等均差强人意, 如外观颜色均采用一种颜色, 不考虑不同功能区的色彩提示, 使仪表的档次在感官上较低。

人机交互能力考虑不周全, 由于资源积累不足, 国内电子测量仪表在前期总体设计时便没有充分考虑人机工程学, 端口设计的合理程度、端口种类与分布、按键排布与大小、UI操作界面和显示区域精细度等设计均在各种缺陷, 如射频端口没有充分考虑使用者的手部操作空间, 以至于端口旋拧不便甚至射频端口的螺牙划伤手指等, 以至于后期不得不进行改版设计。

热设计不充分, 全部热设计仿真软件均为国外产品, 同时由于国内在电子散热方面的研究较为粗浅和风道设计考虑不周全, 因此国内的电子测量仪表的散热效率较低, 只能一味采用大功率、多数量风扇散热系统, 从而导致仪表噪声大、电路失效、内部灰尘较多等问题。如图3所示为国内仪表与国外仪表的内部清净度对比, 国内某仪表公司的内部板卡在使用一段时间后积灰问题严重而国外某仪表公司的内部板卡在使用一段时候仍能保持清洁。内部结构设计不合理, 国内电子测量仪表虽参考国外同类型仪表, 但由于电子设计方面能力不足, 因此往往造成内部电路臃肿, 结构部分复杂, 内部结构集成度较低, 和无法实现功能板卡模块化设计等, 严重浪费内部的宝贵空间。如图4所示, 国内某仪表公司开发的电路采用较大且明显突出的器件, 从而导致电路的结构腔体异型。

基于对国内外电子测量仪表行业工业设计的现状与问题的深入研究, 未来电子测量仪表的工业设计必将会朝着小型化、内部高度集成化、低功耗化、网络化、人机交互便捷化方向发展。

1) 小型化是未来电子测量仪表行业工业设计发展的必然方向。

伴随着电子器件功能的完善, 电路设计将更加简单化和密集化, 因此电子测量仪表的外形尺寸将不断缩小, 可能未来的某一天, 电子测量仪表的外形尺寸和现在的移动终端相仿。小型化将要求电子测量仪表的工业设计更加严谨, 通过优化仪表结构, 使仪表内部结构更加规整与简洁。同时小型化将要求电子测量仪表公司提高对仪表工业设计的重视程度, 提高工业设计在仪表开发过程中的优先级和重要性, 要采用全局的眼光看待仪表的工业设计, 使仪表的开发由电路设计为主导转变为以工业设计为主导, 从而提高产品竞争力。只有那些能补足工业设计缺陷的公司采用提前占得市场先机。

2) 内部高度集成化是电子测量仪表发展的实现手段。

通过内部模组化设计和无缆设计, 实现对仪表内部空间的充分占用, 提高内部模块集成化程度。同时内部模组化设计和无缆设计可提高仪表功能的扩展, 实现电子测量仪表功能多样化与形态丰富化。内部模块设计可提高仪表的灵活度, 仪表实际使用用户可根据使用需求灵活调整仪表的功能, 从而提高仪表的适应性。同时内部模块化设计能降低仪表的生产难度, 提高生产效率, 仪表公司可先生产各内部模块, 然后根据客户需求配置仪表, 避免整机的在线升级与校验。

3) 低功耗是电子测量仪表行业电子设计的必然要求。

伴随着电路的功耗的降低, 可大幅度缩小散热系统的复杂程度, 仪表将可采用自然散热方式或超低噪音强迫对流冷却方式, 此外仪表采用全密闭式设计、功能区域风道隔离、功能区域风量调节、优化板卡风阻等热设计手段, 能大幅提到仪表散热效能, 从而降低电子测量仪表的运行噪声, 同时有利于内部结构与板卡的清洁度, 提高设备的可靠性和运行寿命。

4) 网络化是电子测量仪表行业发展的催化剂。

伴随着目前网络的飞速发展, 电子测量仪表厂商可不再出售仪表设备, 而是通过网络使客户直接和电子测量仪表厂商连接, 客户直接租用电子测量仪表厂商提供的测试功能服务, 这样客户可以免去设备购置、维护等成本, 同时电子测量仪表厂商就能利用一套设备同时对多个用户提供网络测试服务, 提高双方的利润。

5) 人机交互便捷化是电子测量仪表发展的保障。

未来有显示屏类电子测量仪表将采用全触摸屏幕或者采用大尺寸外接触摸显示器, 免去物理按键所带来的操作不便问题, 用户可清晰查看测量结果或者同时进行多测量项业务, 同时提高UI界面扁平化设计, 方便用户调用不同测量项[4,5]。无屏类电子测量仪表将采用多种类端口、多数量端口形式, 通过丰富的端口形式, 可满足不同测试需求, 此外多测量端口可同时实现多个终端设备或者测试项目的数据采集和分析, 提高测试效率。

目前电子测量行业正悄然发生着大变革, 伴随着技术难度的降低, 行业内的公司正逐渐增多, 行业内公司的竞争激烈程度正与日俱增, 只有那些能够提高自身产品的竞争力的公司才能在这个行业中脱颖而出, 只有那些真正意识到工业设计对仪表行业的重要程度的公司才能迎风破浪, 才能引领未来行业的发展方向, 只有引领了行业发展方向的公司才能成为行业中的领军公司。

摘要：电子测量仪表行业可谓是制造业、电子行业、软件行业等多个行业最新研究成果的结晶, 虽然该行业的整体规模并不大, 但却足以体现一个国家的科技水平与科研人员的技术水平。电子测量仪表汇聚了工业设计、电子科技、软件实现、生物、物理、化学等多个学科的技术, 是多种学科交叉集成的高科技产物。本文从电子测量仪表行业的工业设计方向, 浅析了该行业现有的工业设计成果与未来发展方向, 阐述了该行业工业设计的现状、存在的问题以及国内外电子测量仪表行业的工业设计特点, 希望能对这个领域的发展有所启发与帮助。

关键词：电子测量仪表,工业设计,现状,发展方向

参考文献

[1]连学涛, 华颜涛.浅谈电子测量仪器的现状与发展[J].科协论坛, 2012 (12) :59-60.

[2]国家发展改革委经济运行局机电处.仪器仪表行业2006年运行分析及2007年趋势预测[J].中国经贸导刊, 2007 (6) :16.

[3]何人可.工业设计史[M].北京:北京理工大学出版社, 2000.

[4]人机交互的进化与未来[J].互联网周刊.2014 (3) :56-57.

[5]姜霄, 王以华, 董晓玮.工业设计专业中人机交互课程的现状分析与应用[J].大众科技, 2011 (2) :138-139.

电工测量仪表课程教学探讨 篇2

一、比较教学法

比较教学法是引导学生发现教学中一些相似或相反的规律,从而达到识别、理解、运用的教学方法。例如,本专业课中涉及的误差的概念较多,学生在学习时常会混淆不清。在教学中,可通过列表对比,加强学生的理解记忆。比如说测量误差的三种类型,系统误差、偶数误差、疏失误差,可从概念、产生的原因及减小的方法诸方面列表比较。它们与误差的表示方法(绝对误差、相对误差、引用误差)以及电工仪表的误差(基本误差和附加误差)是不同的类型,在教学中通过分类比较,帮助学生理清脉络。通过模拟表与数字表的测量结构、工作原理、测量线路、性能特点等的比较,了解、熟悉、掌握电工仪表与测量的基本知识。

比较法可提高学生识别力。学生通过对比,能够在比较中求得真知,在比较中发展智力。正确、合理地运用比较教学法在教学中将会起到事半功倍的效果,

二、尝试教学法

尝试教学法是一种“先学后教,先练后讲”的教学方法。它的基本内容是:教师提出问题,诱导学生自学课本,独立思考,尝试解决问题。然后讨论,互相矫正错误。最后教师有针对性地讲解重点难点。在讲解闭路式电流表分流电阻阻值的求解时,笔者设计了以下的教学步骤。

1.准备练习

让学生回顾电流表量程扩大的原理,画出电路图,写出单量程分流电阻的计算公式。

2.出示尝试题

电流表若只有一个量程,不能满足实际测量的需要,提出问题:

(1)课本中介绍了两种多量程电路的连接即开路连接和闭路连接(两个量程的),如何求它们的分流电阻的阻值?

(2)对于闭路式,有几种不同的方法?

(3)如果要制成三个量程的,电路又如何设计?分流电阻又如何计算?

3.尝试练习

学生根据出示的尝试题,通过阅读课本、相互讨论,向老师询问,尝试解决问题。

4.整理讨论

教师抽取几位同学的结果,借助于实物投影仪一一投影到大屏幕,让全班学生参与讨论,找出问题,判断结论的正确性。同时鼓励没有抽到的学生补充与之不同的方法。

5.教师讲解

教师对学生的方法逐一讲解,进行归纳总结,选择最简便的解题方法,以便在今后的考试中提高解题速度。

本教学法能够让学生先尝试思考、解决,让学生在不断的尝试过程中,不断地感受、思考、理解,最终掌握了知识、能力。

三、研究性学习

研究性学习是以学生的自主性、探索性学习为基础,在教师指导下,以个人或者小组的形式从自然、社会和生活中选择和确定专题进行研究,并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。

为了充分培养学生的学习兴趣,提高课堂教学效率,笔者结合教学内容和学科特点,设置研究课题,培养学生自主学习的积极性。如在学习测量误差的知识时,笔者设计了分组实验,准备了电流表、电压表 、万用表(模拟型和数字型),要求学生用欧姆挡直接测量,或用伏安法间接测量电阻(内接法、外接法),让学生通过自主学习、分组讨论的方式归纳,最终真正理解在测量过程中由于测量方法、测量设备、测量条件以观测经验等多方面的因素产生了不同类型的误差。由于它们的特点不同,减小误差的方法也不同。在学习了磁电系测量机构的知识后,笔者课后布置这样一个课题:如何根据串并联电路的特点来扩大电流表或电压表的量程?你设计的电表的电路图可以有几种电路连接?各有什么特点?扩大后的量程与哪些参数有关?如何求这些参数?如何尽可能地减小测量误差?通过这一系列的问题,调动了学生学习的积极性。

四、多媒体教学法

电工测量仪表课程中有的内容比较抽象难以理解,教师用语言不易描述。在教学中,采用多媒体教学可使传统教学手段难以讲解清楚的内容变得直观生动。如在学习磁电系测量机构工作原理时,对于铝框架产生阻尼力矩的过程,学生感到很抽象,如采用多媒体三维动画技术模拟该过程,让学生能够很清楚地看到当可动线圈转动时,闭合的铝框架切割气隙磁场的磁感线而产生感应电流,这个电流与气隙磁场相互作用,产生一个与可动部分转动方向相反的电磁力矩,即阻尼力矩的整体动态变化过程,变抽象为形象。而当可动线圈静止下来时,铝框架不切割磁力线,因而不会产生感应电流和力矩,从而更深地理解了阻尼力矩为“动态力矩”的性质。对于各种测量机构的工作原理,均可通过课件演示,帮助学生理解转动力矩、反作用力矩、阻尼力矩分别是如何产生和相互作用的。

总之,教无定法、教无成法、运用之妙、存乎一心。优质高效的教学方法,是我们每一位教师不懈追求的

目标。

DDS在电子测量与仪表中的应用 篇3

关键词：直接数字式频率合成技术,电子测量,仪表

随着社会生产技术的发展, 传统的电子测量与仪表因其自动化程度低、工作效率差、误差大的特点逐渐被淘汰出测量市场, 逐渐形成了以直接数字式频率合成技术为主的测量新技术、新方法。这种技术的应用是普通电子测量和仪表中的一种新技术, 是基于频率合成技术的基础上发展形成的。在目前的电子测量和仪表领域中, 直接数字式频率合成技术的应用主要包含了音频测试、产品检测、信号重现、医学仪器实验等领域, 并取得了优异的成绩。

1 直接数字式频率合成技术概述

直接数字式频率合成技术是与二十世纪七十年代出现的一种综合性全数字频率合成技术, 它由于本身存在着测量速度快、自动化水平高的特殊优势得到了广泛的应用, 尤其是在电子、通信领域中更是获得了前所未有的普及。

1.1 概念。

DDS是当前社会发展中极为关键的数字化技术之一, 它也被称之为直接数字式频率合成技术, 与传统的频率合成器相比较, 这种技术存在着成本低、功耗低、高分辨率、快速转换的特点, 截至目前的社会发展中, 这种技术已经广泛的应用在电子仪器领域和电信工程领域, 是实现设备全数字化、智能化的一个关键技术。

1.2 直接数字式频率合成技术优点。

经过多年的工作实践总结得出, 这一技术在应用中具备着分频率高、输出频点多、转换速度快、输出相位噪音低、对参数频率的相位噪音改善, 可以任意形成波形的特点, 更是具备着全数字化、集成化、小体积、重量轻的优势。

1.3 发生器。

一个完整周期的函数波形被存储在存储器查找表中。相位累加器跟踪输出函数的电流相位。为了输出一个非常低的频率, 采样样本之间的差相位 (Δ) 将非常小。例如, 一个很慢的正弦波可能将有1度的Δ相位。则波形的0号采样样本采得0度时刻的正弦波的幅度, 而波形的1号采样将采得1度时刻的正弦波的幅度, 依次类推。经过360次采样后, 将输出正弦曲线的全部360度, 或者确切地说是一个周期。一个较快的正弦波可能会有10度的Δ相位。于是, 36次采样就会输出正弦波的一个周期。如果采样率保持恒定, 上述较慢的正弦波的频率将比较快的正弦波慢10倍。

2 直接数字式频率合成技术在电子测量与仪表中的应用情况分析

近年来的社会发展中, 伴随现代科学技术与工业化生产技术的不断成熟, 对测量技术的要求也越来越高。实现快速、准确、实时、自动的测量已成为目前测量行业的主流趋势, 也是各种生产和加工领域对测量提出的全新要求。可以这么说, 没有测量就不可能存在信号的分析与处理, 而信息的获取也必然成为一句空话。基于这种信息要求之上, 我们在工作的过程中需要对电子测量与仪表的技术进行严格的分析, 尤其是对其技术的测量更是要深入的进行, 保证在信息获取方面的作用和优势。21世纪是一个大规模集成电路的高速发展时期, 同时它也带动了电子测量仪器技术的革新和发展。在社会发展过程中, 大规模集成电路的不断普及使得各种电子仪器的体积不断减小、性能和功能更加的全面、其可靠性日益增强。在这种时代背景下, 直接数字式频率合成技术的应用也日益广泛。

2.1 DDS的基本工作原理。

DDS技术是从相位这一新概念出发进行频率合成的, 它将先进的数字信号处理理论与方法引入了信号合成领域, 其工作原理框图如图1所示。参考频率源是一个高稳定度的晶体振荡器, 其输出信号提供DDS中各部件同步工作, 相位累加器将数字信号的相位按照给定增量步进, 并以此相位去查询正弦波形存储器中的函数表, 从而得到函数的幅度码, 数字幅度码经过数/模转换器 (DAC) 转换成模拟阶梯信号, 再经过低通滤波器 (LPF) 平滑后得到所需的信号波形, 当频率设置数据为K, 参考频率为f, 相位累加器位数为Ⅳ时, DDS输出的信号频率为f= (f·k) /2N, 虽然理论上DDS的输出频率可从直流一直到F/2, 但考虑到滤波器的边缘陡度及输出信号的频谱纯度, 实际的输出频率一般从直流到0.4f。

2.2 相位合位条件下DDS输出频谱分析

在DDS设计中, 由于受到体积和成本的限制, 同时也为了节省ROM的容量, 人们希望在不引入过多杂散的前提下, 尽可能地截去相位累加器的低有效位, 对于位数为N的相位累加器, ROM的容量远小于2N, 因此寻址ROM时, 累加器输出的低位被舍去, 而只用其输出的高Ⅳ-B位去寻址ROM, 这样就产生了DDS中的相位误差。假定数模转换器具有理想性能, 并且不考虑幅度量化误差。设相位累加器的位数N-12, 当频率控制字K、255 (000011111111, 二进制形式) , 累加器舍去的位数B=4 (舍去最后的4位1111) 时, 其计算机仿真输出频谱图如图2所示。由由图2和图3可以看出, 随着相位累加器舍位位数的增加, DDS输出的频谱杂散电平随之增大, 相位截断误差是DDS杂散的三个主要来源之一, 但当被截去的低B位全为0时, 不会造成相位截断, 因而在此频率控制字K值下不会产生误差。

结束语

随着电子测量与仪表技术的不断发展, 其对频率合成技术的精密性要求也更加苛刻。通过对相位舍位条件下DDS的输出频谱特性分析可以看出, 只要合理地选择频率控制字, DDS输出频率的相位截断误差是可以减小乃至消除的, 这对于提高电子测量与仪表的精确性有很大的帮助。

参考文献

[1]马虹宇.基于DDS与DSPBuilder设计双通道正弦信号源的技术研究[J].黑龙江科技信息, 2007 (6) .

[2]常用电子测量仪器的应用[J].中国仪器仪表, 2009 (9) .

[3]鲍玉军.LabVIEW在“电子测量技术”课程教学中的应用[J].常州工学院学报, 2009 (6) .

电子测量仪表论文 篇4

【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，在教学过程中讓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.

[3]韩强.浅谈电气专业“一体化教学资源包”的开发[A]..中国职协2013年度优秀科研成果获奖论文集（上册）[C].2013：7.

电子测量仪表论文 篇5

1 电子仪表测量技术的概括

近几年来, 随着电子技术、微电子技术、信息化技术、计算机技术的不断发展, 在智能化测量控制仪表上的发展格外迅速, 在各个大企业的使用也越来越广泛, 电子技术也随之摆脱了传统单一化, 越来越智能化。与此同时, 出现了越来越多的新技术、新设备和新仪器, 不断地向电子自动化、虚拟化的方向发展, 极大丰富了电子产业的应用范围, 为我国以后电子产业的发展打下了牢固的基础。

电子仪器测量技术是通过电子仪器, 基于设备的电压、电流、频率、相位和参数、设备测试, 电子仪器测量也称为“电子测量”。在工作中, 仪表仪器是基础, 不能脱离群体单独工作, 电子测量是测量部分中最先进的技术开发, 最大的优势就是测量频率宽广、里程广、精确度高、速度快和易于实现。在工作中, 电子仪器也会出现误差的问题, 一般来说, 电子仪器在生产过程中是不准确的或者在使用过程中难免会出现误差校准。仪器使用后应该归零, 在下次使用前应校准一次, 若仪器在长期使用或者不适用的情况下参数不正确, 应对其进行修改后再使用。在工作当中, 不按照正规操作也会使仪表参数不准确, 造成误差, 还有人为误差, 测量人员由于自身的习惯导致的误差, 对工作不认真的态度都会导致误差出现。

2 电子仪表仪器故障的检查方法

在工作中, 仪表仪器出现的误差会影响整个企业的生产进度, 在人为误差方面我们应该尽量避免, 由于周围环境变化导致的测量误差, 我们也应该尽量避免发生, 保持周围的环境状态, 在测量方法上应选择正确测量方法, 不能以自身习惯来检测。在之前对于电子仪器的检测方法只表现在平常的维护上, 或者是出现故障后只单单的对文件的修理, 而不是对整个仪器的全部检查。随着科技的发达, 仪器越来越先进, 在故障检查上也不只是日常简单的维护, 要检测仪器, 必须充分了解仪表仪器和常规系统, 等等。因此, 面对维修对象必须要了解仪器仪表的类型和系统的应用程序开发, 对仪器的使用和维护人员有了更高的要求, 不仅对仪器工具的特点要熟练操作, 但也要熟悉其设计方案, 努力提高技能水平和维护。在实践中, 发现问题, 及时记录下来, 及时解决问题。

仪表仪器故障常用的检测方法有:

其一, 自测直观判断法。大多数电子仪表没有自检功能, 当仪器发生故障时, 有的仪器会发生警报或者错误代码, 直观地去看或者手动地来进行检查问题, 对仪器仪表进行规范的检查操作, 检查仪表仪器的显示、指示、功能、面板、电路插板等是否正常, 然后根据仪器说明书对比看是内部哪里出了问题。但是对于器件变形、电容漏电或者是电阻变值等问题, 用直观法是看不出来的, 因此, 目视检查仪器的现象不是故障直接表现, 只是对部分明显故障有效。

其二, 对电流电压检查法。这种检查方法可以基于测试和分析检测仪器。在之前完成修复一块故障后, 原则上应根据故障现象分析故障的原因, 可能会出现部分或组件, 然后使用万用表, 一个接一个测试电路。

其三, 比较法。用一块好的仪表和一块故障的仪表来进行对比, 这种方法只适用于类型相同的仪表。

3 电子仪表测量技术的注意事项和处理方法

3.1 要充分了解电子仪器的结构

在第一次使用电子仪器时, 必须充分了解仪器的结构, 使用仪器前仔细阅读仪器规格, 并充分理解仪器的主要技术指标, 不同的电子测量仪器有不同的功能, 测量之前应该知道仪器规格, 不能盲目启动仪器测量, 这样会使测量不准确, 更严重的会烧坏仪器。

3.2 规范使用电子仪器设备

在工作中, 仪器测量范围必须规范, 必须完全熟悉仪器的使用和操作过程, 如违反了仪器使用的顺序操作, 不仅不能得到正确的测量结果, 并可能损坏组件测试电路和测量仪器。例如, 当使用直流稳压电源, 必须要调整输出电压, 然后连接到被测电路, 如果想改变被测电路, 一定要关闭稳压电源。使用电子仪器测量时, 必须熟悉仪器上的名字旋钮, 仪器面板上的开关函数和及时的调整方法, 这能够保证仪器的正常工作和关键测试结果是准确的。仪器连接到被测电路时, 必须以正确的方式调整仪器面板上的开关、旋钮, 旋钮的时候注意方向和极限位置, 缓慢的转动开关, 切忌不要用力过猛。

3.3 电子仪器要合理放置

电子仪表是损耗件, 在日常使用中必须要放在干燥、洁净、没有太阳直射的地方, 在短时间不使用时, 要放在通风处, 以保持干燥不受潮。最主要的还应注意防腐蚀和防漏电, 在长期不使用的时候应勤于检查电子仪器。电子仪器故障或元件损坏时, 应及时找到相同类型的零件更换, 如果没有相同类型的部分, 可以查找到电子手册, 寻找性能和数据模型替换。

4 结语

随着科学技术的不断进步, 电子仪器的迅速发展有至关重要的作用。现在已经淘汰落后的测量仪器, 逐渐开始升级, 工业检测离不开在电子仪器上的功能, 所以我们应该正确使用电子仪器测量技术, 尽量避免损坏仪器。如果仪器一旦出现问题, 不能正常工作, 应该学会检测仪器故障和解决故障, 以便正确使用电子仪器, 为做好工作打下良好的基础。

参考文献

[1]冯建勤, 乔智, 陈志武, 等.一种带电子互感器数字接口的多功能电力仪表[J].电力系统保护与控制, 2012, (17) :182.

[2]郑之超.电磁干扰是数字温度仪表测量中不可忽视的问题[J].科技资讯, 2007, (17) :190.

常用电器测量仪表的检测方法 篇6

直读式仪表按被测量的不同, 可分为电流表 (安培表、毫安表、微安表) 、电压表 (伏特表、毫伏表) 、功率计 (瓦特表) 、电能表 (千瓦时表) 、频率计、电阻表 (欧姆表) 、功率因数表等。按仪表的工作原理可分为磁电式、电磁式、电动式等。按电流的种类可分为直流仪表、交流仪表和交直流两用仪表。在仪表的面板上, 通常都标有仪表的形式、准确度等级、电流种类、绝缘耐压强度和放置方式等符号。

电气测量指示仪表, 有时也称模拟式仪表。在这类仪表中, 被测量表现为电磁能量而作用到它的机构上, 并驱使仪表的可动部分产生机械位移来模拟被测量的大小, 即指示被测量的大小。在电气测量中广泛使用的指针式 (或光指示) 直读电工仪表, 大部分属于此类。

按其工作原理进行分类, 可将电气测量仪表分为磁电系、电磁系、电动系、静电系及感应系等。还可以按照被测量的种类 (适用电流种类) 、准确度、对外磁场的防御能力、适用温度及湿度和用途等进行分类。

电压表。电压表用于测量电路中的电压, 以发现断路和短路之处。测量时, 将正表笔 (+) 接测量点, 负表笔 (-) 接地, 使电压表并联于电路中, 并设置正确的量程。当测量诊断插头的电压时, 应使用维修专用插口;测量很狭小的插头时, 可在正表笔 (+) 上绕一段细线。

电流表。电流表用于检查发电机输出、起动机电流以及电路中的暗电流 (指点火开关断开时电路中的电流) 。使用时, 应先设置正确的量程, 将电流表串联于电路中 (一定要串联, 不能并联, 否则会烧坏仪表) , 将正表笔 (+) 接电压高的一端, 负表笔 (-) 接电压低的一端。

欧姆表。欧姆表用于检测电路中的短路与断路之处, 以确认开关的通、断状况, 并可测量传感器的电阻。使用欧姆表测量之前, 应确保点火开关已断开或电瓶负极已拆下, 即确保电路中无电流, 将欧姆表调零, 用表笔测量。注意每次换量程后应重新调零。

用于仪表中的流量测量研究 篇7

关键词：流量测量,仪表,超声测量,电磁测量,热式测量,漩进测量

流量计量广泛应用于工农业生产、国防建设、科学研究、对外贸易以及人民生活各个领域, 目前, 已投入使用的流量计已超过100种, 按测量原理分, 主要有力学原理、热学原理、声学原理、电学原理、光学原理、原子物理学原理等。按照目前最流行、最广泛的分类法, 又可分为:容积式流量计、差压式流量计、浮子流量计、涡轮流量计、电磁流量计、涡街流量计、质量流量计和插入式流量计等。随着科学技术的发展和新技术普遍应用, 超声波、激光、电磁、核技术及微计算机等一些新技术被引入流量计量领域, 使得流量传感器趋向电子化和数字化, 为流量计量开拓了新的领域。无接触、无活动部件、间接测量的新型流量计在过去的几年里相继问世。流量数学模型简明、量程比宽、线性化、数字化、价格低廉, 且维修方便。本文对近年来发展起来的流量测量新方法和成果作简要的介绍。

1 新型流量仪表的研究和开发

1.1 超声波流量计

超声波流量计是通过检测流体流动对超声波 (或超声脉冲) 的作用以测量流量的仪表。根据对信号检测的方式, 大致可分为传播速度法 (时差法、相差法、频差法) 、多普勒法、相关法、波速偏移法等, 传播速度法最为普遍。

超声波测量技术具有无压损、量程范围较宽、双向测量有相同准确度、可以测量脉动流等其他流量计所不及的优点, 特别适用于大管径大流量的测量, 测量管径可从厘米级到米级, 适合于测量强腐蚀和易燃易爆介质。但是, 由于受数据处理能力的限制, 这种技术在早期的流量测量中很少使用。随着微处理器技术的应用, 使超声波流量计采用各种先进的信号处理技术有了可能, 将大量的实际研究数据与现代的高智能计算机有机结合, 诞生了一代准确度高、适应性较强的新型流量计。这对提高仪表的技术性能和实现仪表的智能化有很大的促进作用。在过去的十几年里, 流量测量技术上最大的亮点之一是超声波流量计的迅速崛起和迅猛增长势头。尤其是近几年, 超声波流量计工艺技术的改进使得其测量结果更精确, 同时, 也扩大了它们的应用范围。

1.2 电磁流量计

电磁流量计的工作原理是法拉第电磁感应定律。导电流体在磁场中流动时会产生感应电动势, 采用一对电极测量感应电动势, 可以得到流体流过一定面积的流量。

进入20世纪80年代, 流量测量仪表的工艺技术发展更为迅速, 出现了双频激磁、脉冲交流激磁、多频激磁、频率可调整矩形波激磁等方式, 提高了测量的信噪比。可测量比传统电磁流量计电导率阈值低2~3个数量级的液体, 如, 甘油、乙二醇等。此外, 电磁流量计在衬里材料、电极表面脏物清除等方面进行了多方面的研究和攻关, 取得了重大进展。20世纪90年代开始电磁流量计设计中采用CAD技术, 转换器采用专用电路, 提高了仪表的可靠性, 并进一步智能化, 励磁方式及励磁线圈有了重大改进, 电磁流量计成为应用简便、成本低廉的通用流量仪表。2000年以后, 低功耗和二线制电磁流量计有较快发展, 二线制不需另外外接激磁回路, 仅用4m A DC电流提供仪表所需功率, 通常仅需数十毫瓦, 低功耗电磁流量计可采用干电池或太阳能电池供电, 使用更加方便。

1.3 热式流量计

早在20世纪初, 托马斯 (Thomas) 提出了热式流量仪表的原型, 后几经变革渐趋完善。其原理是利用热敏元件的热平衡原理来测量流体流量。通过测量周围介质的温度变化, 可得到气体或者液体的质量流量或体积流量。

目前, 许多国家有这类流量计的产品广泛应用于工业生产及科学实验的各个领域。虽具体结构各有差异, 但其原理是基本一致的。我国自开展这项研究以来也有几种产品相继问世, 较多地应用于原子能工业及半导体制造工业。华东化工学院的研究人员设计的质量流量计是其中的一种曾用于8MPa微型催化反应装置中计量氢气流量, 已取得了成功的经验, 若能把它推广应用于石油、化工业的各个方面必将收到良好的效益。

1.4 旋涡进动流量计 (旋进流量计)

旋进流量计是一种流体振荡型流量计。其基本原理是旋涡振荡频率与流速成正比。

旋进流量计的许多特点和涡街流量计相同, 不同在于:仪表精度更高, 下限流量更低, 只需要很短的前后直管段。旋进流量计的缺点是, 流动阻力比涡街流量计高。国内多用于高压气体流量计量, 不少用于天然气计量。国外ABB的旋进流量计产品则象涡街流量计一样用于多种流体, 包括蒸汽流量测量。国内新推出的旋进流量计也可用于气体、液体和蒸汽流量测量。

1.5 其他

传统的流量测量原理和方法不断完善, 同时, 新工作原理流量仪表的研究和开发也有很大的进展。复合效应流量仪表 (combined effects meter) 的工作原理是基于流体的动量和压力作用于仪表腔体产生的变形, 测量复合效应的变形求取流量。本仪表由美国GMI工程和管理学院开发, 已申请2项专利。转速表式流量传感器 (tachometric flowrate sensor) 由俄罗斯科学工程中心工业仪表公司开发, 基于悬浮效应理论研制的。该仪表已在若干现场成功的应用 (例如:在核电站安装2000余台测量热水流量, 连续使用8年) , 且还在不断改进以扩大应用领域。

2 流量测量的发展趋势

流量测量技术的共同发展趋势可以归纳为: (1) 提高流量测量的可靠性。减少或取消运动部件, 采用高可靠性的传感器和电子元器件, 遵循可靠性原理的设计使仪表可靠性大幅度提高; (2) 提高测量仪表的介质适应性和环境适应性; (3) 新的信号处理技术 (如DSP) 和新的信号传输技术的应用 (HART, FIELD BUS) ; (4) 现场测量仪表的傻瓜化和智能化, 提高测量的可用性。

3 结语

流量测量技术发展到今天虽然已日趋成熟, 但其种类仍然不断增加、新的结构、新的用途的流量仪表不断涌现。由于流量测量技术的复杂化, 以及科学技术的迅速发展给流量计量提出更新更高的要求, 流量计量的现状远不能满足生产的需要, 还有大量的流量计量技术问题有待进一步研究解决。特别对腐蚀性流体、脏污流体、高粘性流体、多相流体、微小流量等的检测, 有待进一步发展更有效的测量手段。

参考文献

[1]梁国伟, 蔡武昌.流量测量技术及仪表[M].北京:机械工业出版社, 2002:158～160.

[2]陆德民.石油化工自动控制设计手册[M].化学工业出版社, 2005:93～109.

[3]R.W米勒.流量测量工程手册[M].机械工业出版社, 2003:34～58.

电工仪表测量误差的实验研究 篇8

关键词：电工仪表,测量,误差,实验

1 电工仪表测量产生误差的原因

运用电工仪器测量数据,产生测量误差原因多种多样,一般比较常见的有:(1)用于测量的电工仪表设备本身有缺陷;(2)实验环境的变化造成测量数据不准确,有些精密仪器对于周围的温度、压强、湿度、磁场等要求较高,周围环境变化会影响电工仪器的灵敏度,出现误差;(3)测量仪表的安装及放置不恰当造成误差出现;(4)实验者经验不足也是出现误差的原因之一,要求电气技术工作人员熟练掌握测量设备的使用方法;(5)人的感觉器官不够完善,不能发现测量仪器的微小变化也是误差出现的主观原因之一;(6)测量时使用方法不完善或依据理论不严密或采用某些近似公式等。

测量时产生的误差一般分为系统误差和偶然误差两种,其中系统误差的消除可以依据产生原因来采取相应方法措施,偶然误差的消除方法则是想办法抵消正负误差。只有在进行精密实验和精密测量时才对电工仪表可能出现的偶然误差进行分析,而普通测量由于偶然误差较小而常常被忽略,因此,一般的电工仪表在进行测量时主要考虑的是测量过程中产生的系统误差。

2 误差分析

2.1 电工仪表直接测量的误差分析

利用电工仪表进行测量的最基本的方法是直接测量。此方法是把被测的量和作为标准的量直接进行比较,如果用于测量的电工仪表有刻度,可以直接读取测得被测量的数值,这样的电工仪表很多,例如用于测量电压的电压表、用于测量电阻的万用表等。

根据直接测量法读出的实验数据以及误差分析方法可以算出测量值的绝对误差和相对误差进行进一步的误差分析,在分析不同大小的被测量时,不能简单地用绝对误差来判断直接测量的准确度,此时电工仪表测得数据的准确性应该用相对误差来衡量;而对于同一电工仪表来说,当被测量变化时,相对误差也要随着改变,被测的值越大绝对误差越大,相对误差反而越小,相对误差很难对电工仪器进行全面衡量;若仪表具有相同最大绝对误差,则被测量值越大,测量结果可能出现的最大相对误差也就越小,由此可以得出仪表的准确度极大的影响了测量结果的准确度。

2.2 电工仪表间接测量的误差分析

电工仪表进行测量的另一种常用方法是间接测量,通过直接测量测得的数据及和被测量有已知关系的几个独立的物理量,已知函数关系进行计算得出数值。测量中运用到间接测量的情况很多,例如对于电阻的电功率P的测量,通过运用直接测量方法得出电阻通过的电流I以及电压U,根据P=UI函数关系式进行计算,最终得出所需电功率P。间接测量法求得的数据不能使用直接测量法获得,只是最终获得数据的准确性不如间接方法,例如电功率可以通过功率表直接测得,只是由于功率表是电动系仪表,测得数据的准确度较低,因此在电工仪表实验中有很多被测量都是根据实验原理确定出被测量与某些直接测得量之间的测量公式,将间接测量转化为若干个直接测量,再用直接测量值求出间接测量值。

电工仪表间接法进行测量的误差分析分为以下几种情况:(1)和与差合成相对误差,此时合成误差中的主要比例是数值最大的局部误差,因此减小合成误差的方法之一是较小数值最大的局部误差;(2)积、商、乘方和开方的合成相对误差,若被测量是几个量之积,例如y=x1·x2则合成相对误差γ=γ1+γ2,若被测量是几个量之商,例如y=x1/x2,则合成误差γ=γ1-γ2,若被测量为直接测得的数据的平方,例如y=x2,则合成误差γ=2γ,若被测量为直接测得的数据的开方,例如,则合成误差γ=1/2γ。

3 减小误差的方法

3.1 选用合适的仪表

为了尽可能减小测量过程中产生的误差,测量时要充分依据测量对象的性质来选择电工仪表。测量过程中尽可能降低误差,对于电工仪表的量程的选择要科学合理。测量时若选用小量程仪表测量太小,有可能损坏仪表,反之,若用大量程的仪表测量一些数值比较小的量就不能很精确地读出数,结果误差比较大。选择仪表等级也非常重要,通常情况下在进行标准和部分精密测量时,仪表的准确度一般是0.1~0.2级,我们在进行实验测量时一般选用准确度为0.5~1.5级的仪表,而工厂生产中用于测量仪表等级一般是1.0~5.0级。

3.2 准确读取测量数据

一般采用直接测量法测得的数据的误差只用一位数字表示。为了减小读数误差,对于有刻度的仪表在读取数据时要估读到最小刻度的1/10。减小误差应选择合适的仪器、仪表的量程,仪表选择要求在测量时指针偏转应在量不少于总量程的1/3。在相同的情况下进行多次测量也是为了提高测量结果的可靠性和精确度的必要方法。

3.3 合理处理测量数据

测量过程中直接测得的数据或由计算所得测量结果,从第一个非零数字算起到误差最低位所对应的那位数为止即为数据全部的有效数字,有效位数的保留会影响最后的误差大小,在进行数据处理时要根据实际情况选择合理的有效位数,以此来减小最后的误差。

结语

总之,电工仪表的测量的内容极其广泛、繁杂,运用范围也极为广泛,并且在不断充实、更新。电气技术工作人员要熟练掌握其电工仪表测量的基本原理、方法,并努力提高分析、归纳、推理、观察、操作的能力,用科学严谨的态度和方法工作,尽可能减小测量过程中系统误差的产生,通过合理的方法进行误差分析,使最终的数据更具有可靠性、合理性。

参考文献

[1]周素芬.刍议电工仪表的测量误差及消除策略[J].职业,2014,06(01):138-139.

[2]王国翠.浅谈电工仪表的测量误差与消除方法[J].电子技术与软件工程,2013,23(03):131.

[3]张经纬.谈电工仪表测量中容易忽视的几个问题[J].潍坊工程职业学院学报,2013,04(03):84-85+100.

关于仪器仪表内阻测量的分析 篇9

1.1 测量电压原理分析

下图 (图1) 为Fluke8846A型数字多用表测量电压的电路图, VS为测量电压, RS为内阻。8846A测量电压时, 整个电路相当于一个电阻值为R的电阻和一个电流表串联。其测得电压表达式为:R表×Vs/ (RS+R表) 。

1.2 内阻对测量的影响分析

要想通过获得比较准确可靠的电压值, 数字多用表需要高内阻。根据测得电压的公式表达式R表×Vs/ (Rs+R表) 可知, 只有当串联电阻值R表远远大于多用表内阻值Rs时, 多用表所测量电压值才越接近真实电压。下表 (表1) 是几种数字多用表测量电压的内阻。8846A测量电阻的原理是数字多用表输出一个恒定直流电流, 测量被测电阻两端电压, 通过欧姆定律计算得到电阻值。

2 8846A型数字多用表测量误差不确定度的评定

2.1 建立模型

在评定条件下, 供电电源、环境温度、环境湿度、电磁辐射变化对于多功能校准器和被校表带来的影响忽略不计。多功能校准器输出值 (实际值) 设为Ix, 被校表显示的值 (示值) 设为IN, 采用标准源法校准数字多用表的示值误差为:

式中, △I, 一被校表 (8846A型数字多用表) 示值误差;IX一被校表 (5720A型多功能表) 的示值;IN一被校表 (8846A型数字多用表) 的实际值, 则合成方差为:

2.2 标准不确定度分析

2.2.18846型多用表标准不确定度μ (IX) 的评定

被校表引入的标准不确定度μ (Ix) 主要由被校表测量不重复引入的μ (Ix1) 和分辨力引人的不确定度μ (Ix2) 导致。

1) 被校表重复性引人的标准不确定度μ (Ix1)

在参考条件下, 将多功能校准器与数字多用表连接, 调到相对应的量程和功能, 采用A类方法进行重复性引入的标准不确定度μ (IX1) 的评定。在相同的测量条件下连续测量10次后分别得到1组测量值。

2) 被校表分辨力引入的标准不确定度μ (Ix2)

被校表在示值为100m A1k H电流时的分辨力为0.1μA, 区间半宽口为0.05μA, 在区间内服从均匀分布, 包含因子√3。根据《计量标准考核规范》, 当由重复性引起的不确定度大于由于被测仪器的分辨力引起的不确定度时, 只考虑重复性引起的不确定度, 对于分辨力所引入的不确定度可以忽略。

2.2.2 5720A多用表标准不确定度u (IN) 的评定

多功能校准器引入的标准不确定度μ (Ix) 的, 采用B类方法评定。多功能校准器的稳定性, 因为该不确定度的来源主要是多功能校准器输出不准确引入的。由于读数分辨力不确定度已包含在u (IN) 的评定中, 故不再单独作评定。多功能校准表在交流电流220m A量时的输出交流电流100m Alk H的最大允许误差为14.5μA, 相应的区间半宽口为14.5μA, 在区间内服从均匀分布, 包含因子k=√3。

2.3 合成不确定度μc (△I) 和扩展不确定度U的评定

分量IX与IN彼此独立互不相关, 取包含因子k取值为2, 合成不确定度和扩展不确定度分别采用以下公式进行计算:

2.4 不确定度的评定结果

本次测量产生的误差主要由8846型多用表引入的标准不确定度u (Ix) 和5720A型多用表引入的标准不确定度u (IN) 导致。通过标准不确定度、合成不确定度和扩展不确定度的分析, 得到不确定度结果其中, 示值误差的合成不确定度μc (△I) 为8.39μA;扩展不确定度U为0.0169m A (包含因子为2) 。

3 结语

任何仪器仪表都存在内阻, 测量过程中内阻不同条件下内阻对信号的影响不一样。根据试验内阻对低频电路或直流电路的影响要小于高频电路, 相对于前者而言, 内阻对后者不仅是对信号大小造成一定程度的影响, 还会引起信号的失真现象。

参考文献

[1]王海明.电表内阻测量方法的归纳分析[J].实验教学与仪器, 2009.

[2]陆汝常.电气试验中的测量误差分析[J].电气试验, 2005.