谈电工仪表测量中容易忽视的几个问题

2013-11-18 13:23张经纬

潍坊工程职业学院学报 2013年4期

张经纬

(华北电力大学电力工程系，河北保定 071003)

电工测量就是将被测的电量或磁量与作为测量单位的同类标准的电量或磁量进行比较，从而确定出被测量大小的过程。［1］各种电量或磁量的测量，统称为电工测量。为尽可能地减少测量误差、提高测量的准确程度，测量前应根据测量对象正确地选择和使用电工仪表，测量时要采用科学有效的测量方法，并须掌握正确合理的操作技能。因为若其中的任何一个环节操作不当，对其测量结果的误差就会有很大影响，造成不科学甚至是错误的测量结果。本文就电工仪表测量中易忽视的几个问题进行探讨。

1 电工仪表的误差及分类

仪表的指示值与实际值之间的差异，称为仪表的误差。指示值与实际值之间误差的大小反映了仪表的准确程度。根据仪表产生误差的原因，仪表误差可分为基本误差和附加误差两类。

1.1 基本误差

仪表在正常的工作条件下(如仪表所在环境的温度适宜，放置方式正确，没有外电场和外磁场的干扰等)，由于仪表的结构、工艺等方面的不完善而产生的误差，如标尺刻度不准、轴尖与轴承之间发生摩擦、内部磁场改变和安装不正确等原因，均会造成此类误差。基本误差是仪表本身所固有的误差。

1.2 附加误差

由于仪表超出了本身所规定的正常工作条件(如温度的变化超出规定的条件，工作位置不当或存在外电场和外磁场的影响)而产生的误差叫附加误差。附加误差是一种因外界工作条件改变而造成的额外误差。

2 测量误差的几种表现形式

2.1 绝对误差(Δ)

绝对误差是指仪表的指示值Αx与被测量实际值Α0之间的差值，用Δ 表示，即:

式中:Αx—仪表的指示值、仪表的读数;Α0—被测量的实际值或用高精度仪表测得的数值。

2.2 相对误差(γ)

绝对误差Δ 与被测量实际值Α0的比值百分数称为相对误差，用符号γ 表示，即:

【例题1】已知甲表测量200V 电压时绝对误差Δ1=+2V，乙表测量10V 电压时Δ2=+1V，试比较两表相对误差。［2］

解:甲表相对误差为:

乙表相对误差为:

甲表的绝对误差Δ1是乙表绝对误差Δ2的2 倍，但从绝对误差对测量结果的影响来看，因为甲表的绝对误差只占被测量的1%，而乙表的绝对误差却占被测量值的10%，所以，甲表的相对误差小，乙表的相对误差大。

2.3 引用误差(γm)

现实中，用绝对误差和相对误差的值来表示仪表的准确度都不合适，因此人们一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。

所谓引用误差或满度相对误差是指绝对误差Δ与仪表量程Αm比值的百分数，用γm表示，即:

3 仪表的准确度等级和量程的选择

工程上规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。仪表的最大绝对误差Δm与仪表量程Αm比值的百分数，叫做仪表的准确度(±K%)，即:

式中:K 表示仪表的准确度等级。仪表的准确度等级K 的数值越小，允许的最大引用误差就越小，表示仪表的准确度越高。在仪表选用时，对仪表的准确度、量度、内阻等指标要综合考虑，不能单纯地追求高准确度而忽视了其他的指标。

仪表准确度等级指标是按国家标准GB7676-1998《直接作用模拟指示电测量仪表及其附件》的规定，电流表、电压表的准确度共分为13 级:0.05、0.1、0.2、(0.3)、0.5、1.0、(1.5)、2.0、(2.5)、(3.0)、5.0、10、20 级。其中带括号的级别不是优选系列;功率表和无功率表的准确度共分为10 级:0.05、0.1、0.2、0.3、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.5 级;电能表的准确度共分为7 级:0.05、0.1、0.2、0.5、1.0、2.0、3.0 级。

通常我国电表的准确度等级标在电表的表盘上，电表的准确度等级是用表盘中可能的最大绝对误差|Ax-Ao|max与电表量程Am比值的百分数来划分的，即引用误差γm。