淺談《電氣測(cè)量》的實(shí)踐教學(xué)

王 凱

遼寧裝備制造職業(yè)技術(shù)學(xué)院（沈陽(yáng) 110161）

《電氣測(cè)量》是實(shí)踐性非常強(qiáng)的一門(mén)專業(yè)課，不論是電氣設(shè)備的安裝、運(yùn)行以及檢修過(guò)程中都要對(duì)設(shè)備進(jìn)行基本電學(xué)量和電氣參數(shù)的測(cè)量，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，這是設(shè)備技術(shù)管理的重要手段。職業(yè)院校的學(xué)生學(xué)習(xí)這門(mén)課程是十分必要的，通過(guò)學(xué)習(xí)，加深對(duì)電路參數(shù)物理意義的進(jìn)一步認(rèn)識(shí)，鍛煉學(xué)生的實(shí)踐能力和質(zhì)量意識(shí)，了解和熟悉有關(guān)儀器儀表的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范。

1 學(xué)習(xí)電工儀表與測(cè)量的重要性

電氣測(cè)量是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中的一個(gè)極為重要的組成部分,廣泛應(yīng)用于企業(yè)生產(chǎn)和人們的日常生活中。為了培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力,幫助他們掌握所學(xué)知識(shí),獲取一技之長(zhǎng),學(xué)習(xí)電氣測(cè)量課程就顯得尤為重要。

(1)電氣測(cè)量可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力。認(rèn)真、細(xì)致、深入是觀察能力的重要品質(zhì)之一,也是學(xué)生就業(yè)的基本素養(yǎng)和要求。

(2)電氣測(cè)量可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)電工技術(shù)的興趣,提高學(xué)習(xí)過(guò)程中的集中注意力;可以加深對(duì)電工理論的理解,從而鞏固已學(xué)過(guò)的知識(shí);培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度。

(3)在高質(zhì)量產(chǎn)品的制造和高效率生產(chǎn)環(huán)境的中，測(cè)量技術(shù)起到了很大的作用，其重要性與日俱增。尤其在生產(chǎn)國(guó)際化、全球經(jīng)濟(jì)一體化迅速發(fā)展的時(shí)期，高新技術(shù)不斷涌現(xiàn)，因此，對(duì)擁有掌握測(cè)量技術(shù)的水平又提出新的要求。

2 正確選擇電工儀表

合理選擇儀表，就是在保證測(cè)量精度要求的前提下，確定儀表的形式、儀表的準(zhǔn)確度、儀表的測(cè)量量限等。

(1)儀表類型的選擇

儀表的類型，根據(jù)被測(cè)量的電流性質(zhì)，可分為直流和交流，交流又有正弦和非正弦之分。對(duì)于直流電量的測(cè)量，廣泛采用磁電系儀表。

如被測(cè)量是正弦波的話，則測(cè)量?jī)x表只要能測(cè)出有效值即可，所以電磁系、電動(dòng)系等儀表都能滿足要求。

(2)儀表準(zhǔn)確度的選擇

通常0.1、0.2級(jí)儀表作為標(biāo)準(zhǔn)儀表和精密測(cè)量；0.5級(jí)和1.0級(jí)作為實(shí)驗(yàn)室測(cè)量用；1.5級(jí)以下作為一般工程測(cè)量。

另外與儀表配套使用的擴(kuò)大量限的裝置，例如分流器、附加電阻、電流互感器和電壓互感器等，它們的準(zhǔn)確度的選擇，要求比測(cè)量?jī)x表本身高1～3級(jí)。這樣考慮的出發(fā)點(diǎn)是因?yàn)榇藭r(shí)被測(cè)量的測(cè)量誤差為儀表基本誤差和擴(kuò)程裝置誤差兩部分之和。

(3)儀表量限的選擇

儀表準(zhǔn)確度只有在合理的量限下，才能發(fā)揮作用，否則由于量限選擇的不合理，標(biāo)尺利用不合理，測(cè)量誤差同樣會(huì)很大。

儀表量限的選擇要遵守儀表額定量限（如額定電流、電壓等），要大于被測(cè)量、同時(shí)應(yīng)使被測(cè)量指示范圍在標(biāo)尺全長(zhǎng)的后1/4段。

(4)儀表內(nèi)阻的選擇

選擇儀表還必須根據(jù)測(cè)量對(duì)象的阻抗大小來(lái)選擇儀表的內(nèi)阻，否則對(duì)測(cè)量結(jié)果將帶來(lái)不可容許的誤差。

內(nèi)阻的大小，反映了儀表本身功率的消耗。為使儀表接入后，不改變電路原來(lái)的工作狀態(tài)和減少表耗功率，要求電壓表或功率表并聯(lián)線圈內(nèi)阻盡量大些。并且量限越大，電壓表內(nèi)阻應(yīng)越大。對(duì)于電流表或功率表的串聯(lián)線圈的內(nèi)阻，則應(yīng)盡量小，并且量程越大，內(nèi)阻應(yīng)越小。

(5)儀表工作條件的選擇

正確選擇和使用儀表，還要考慮儀表使用環(huán)境和工作條件，例如應(yīng)該考慮是在實(shí)驗(yàn)室使用，還是安裝在開(kāi)關(guān)板上。周圍溫度、濕度、機(jī)械振動(dòng)情況以及外界電磁場(chǎng)的強(qiáng)弱等。

3 掌握測(cè)量方法

電阻、電感單位的復(fù)制體，度量器依精度和用途的不同，分為基準(zhǔn)度量器和標(biāo)準(zhǔn)度量器。在測(cè)量過(guò)程中，由于采用測(cè)量?jī)x器的不同，度量器是否直接參與，以及測(cè)量結(jié)果如何取得，形成了不同的測(cè)量方法。測(cè)量方法可歸納成兩大類。

(1)直接法

直接法是指被測(cè)量與同一種類單位量相比較的一種方法，其測(cè)量結(jié)果可以從一次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中求得。直接法按照度量器是否直接參與又可分為直接讀數(shù)法和比較法兩種。

直接讀數(shù)法在測(cè)量過(guò)程中無(wú)需度量器直接參與，例如指示電表測(cè)量電流、電壓都屬于直接讀數(shù)法。這種方法設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，可直接讀出被測(cè)量的數(shù)值。但它的準(zhǔn)確度不高，測(cè)量誤差決定于儀表的基本誤差，最小可達(dá)±0.05%。

比較法指測(cè)量過(guò)程中需要度量器直接參與比較的一種方法。根據(jù)比較方式不同又可分為零值法、較差法和代替法三種。

零值法是利用被測(cè)量對(duì)儀器的作用和已知量對(duì)儀器的作用使二者相消至零的辦法，例如電位差計(jì)測(cè)電勢(shì)，當(dāng)被測(cè)電勢(shì)與標(biāo)準(zhǔn)電池的電勢(shì)在電位差計(jì)中相消為零時(shí)，即可讀出被測(cè)電勢(shì)值。

較差法是利用被測(cè)量與已知量的差值，作用于測(cè)量?jī)x器，從而實(shí)現(xiàn)測(cè)量的目的。如用不平衡電橋測(cè)電阻、溫度等都屬于這一種方法。

代替法是利用已知量代替被測(cè)量，如不改變測(cè)量?jī)x器原來(lái)的讀數(shù)狀態(tài)，這時(shí)被測(cè)量和已知量一定相等。例如用代替法測(cè)電阻。

比較法的優(yōu)點(diǎn)是準(zhǔn)確度和靈敏度都比較高，測(cè)量的誤差主要取決于標(biāo)準(zhǔn)度量器的精度以及指零儀的靈敏度，一般最小可達(dá)±0.001%。比較法的缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，操作麻煩。

(2)間接法

間接法是指被測(cè)量需要通過(guò)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算才能求出的一種方法。

間接法的測(cè)量誤差比直接法大，但在某些場(chǎng)合又不得不采用間接法。

4 重視編寫(xiě)測(cè)量報(bào)告

整理和編寫(xiě)測(cè)量報(bào)告是測(cè)量過(guò)程的主要環(huán)節(jié)。編寫(xiě)測(cè)量報(bào)告時(shí)，應(yīng)以測(cè)量數(shù)據(jù)和測(cè)量結(jié)果為依據(jù)，對(duì)電路進(jìn)行分析和研究，不能隨意修改測(cè)量數(shù)據(jù)，如有操作錯(cuò)誤的，應(yīng)重做測(cè)量，重新讀取數(shù)據(jù)。測(cè)量報(bào)告的編寫(xiě)必須工整、清潔。

[1]陳立周.電氣測(cè)量.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.

[2]羅銳利,李景順.電工基礎(chǔ).南京:江蘇科技出版社,2009.