电气测量总结
一、课程的目的
掌握基本电量（电压、电流、功率、电能、频率、相位差、功率因数）和电路参数（直流电阻、交流阻抗，包括电感的品质因数、电容的介质损耗）的测量方法。

了解电工仪表、仪器的基本工作原理，能够正确选择和使用。

掌握误差估算方法，能够在工程测量中估算直接测量和间接测量的系统误差。

为从事电气方面的工作和科研奠定工程测量方面的基础。

二、学习方法
掌握原理，理解特点，能够正确使用。

主要资料：教材，课件，习题。

辅助资料：电路，电磁场。

三、主要内容
u，i。

直流，交流，大，中，小。

功率。

直流，交流；单相，三相；有功，无功。

f Tϕϕ。

数字测量方法。

,,,cos
直流电阻，交流阻抗。

大，中，小。

附件：采样电阻，分流器，分压器。

互感器。

误差分析及传递。

重点：
各量的模拟测量方法、数字测量方法、间接测量方法、其它测量方法。

各方法的适用情况、原理、特点、误差分析。

四、具体内容（依据陈立周电气测量（第5版））
（一）电工仪表与测量的基本知识
1、模拟指示仪表的组成和基本原理
测量机构是核心。

一种测量机构和不同的测量线路可以组成不同功能的电工仪表，例如，磁电系测量机构接分流器可构成直流电流表，接分压器可构成直流电压表，接电源可构成欧姆表，接整流电路可构成交流的电压或电流表，接传感器可用于测量非电量。

不同类型的测量机构其具体结构不同，但基本原理是相同的，即必然有三个基本力矩：作用力矩，反作用力矩，阻尼力矩。

这三个力矩是各种测量机构中必不可少的，它们决定了测量机构特性。

当作用力矩和反作用力矩相等时，决定了指针的平衡位置。

阻尼力矩改善可动部分的运动特性，使指针尽快静止在平衡位置。

不同的测量机构产生着三个力矩的方式是不同的。

2、数字仪表的组成和基本原理
核心是直流数字电压表，将直流电压进行A/D转换和处理。

不同的测量线路将各种待测量转换为允许输入的直流电压。

数字法测量频率和周期不需要A/D转换。

相位差可转换为时间测量，因而数字法测相位差和功率因数也不用A/D转换。

3、测量误差及其表示方法
分类：系统误差，随机误差，疏忽误差。

各自的特点，产生的原因，处理的方法。

工程测量中因系统
误差比较大，湮没了随机误差。

表示方法：绝对误差，相对误差，引用误差。

计算，特点，意义。

根据最大引用误差确定仪表准确度等级。

重点。

4、工程上最大测量误差的估计（系统误差）
重点。

包括直接测量和间接测量误差。

能计算直接测量误差。

对于各电量电参量的间接测量方法，能计算其误差传递，即根据直读量计算所得的待测量中所包含的系统误差。

5、系统误差的消除方法
比较法。

因引入了标准元件和/或指零仪，比较法可消除元件或仪表所造成的误差，可测量得更准确。

校正值（更正值）。

仪表出厂时附有更正值曲线，或校表时记录更正值。

（二） 电流电压的测量
1、磁电系测量机构的基本测量量是
1T idt T ⎰，反映电流的平均值，刻度均匀。

上式中，i 可为直流量、任意的周期量（正弦或非正弦）。

但通过正弦电流是指针指示为零，可电流仍旧会使可动部分发热。

配合外电路可构成直流电流表、直流电压表、欧姆表等。

加整流电路可构成整流系仪表，测量正弦量。

2、电磁系测量机构的基本测量量是
201T i dt T
⎰，反映电流的有效值，刻度不均匀。

上式中，i 可为直流量、任意的周期量（正弦或非正弦）。

配合外电路可构成交直流电流表、交直流电压表。

3、电动系测量机构的基本测量量是120
1T i i dt T ⎰，式中1i 表示固定线圈电流，2i 表示可动线圈电流，T 为基波周期。

上式中，1i 和2i 可为直流量、任意的周期量（正弦或非正弦）。

若1i 和2i 为正弦量，则基本测量量表达式可简化为12cos I I ϕ，式中1I 表示固定线圈电流1i 的有效值，2I 表示可动线圈电流2i 的有效值，ϕ为1i 、2i 的夹角。

电动系测量机构接外电路可构成交直流电压表和电流表，但主要是构成交直流功率表。

电压表电流表刻度不均匀，功率表刻度均匀。

4、测量用互感器分电压互感器和电流互感器。

主要用于降低交流高电压和大电流，为一次和二次提供可靠的电气隔离，也便于仪表的标准化。

电压互感器二次的额定电压一般为100V ，电流互感器二次的额定电流一般为5A 。

需要掌握互感器的正确使用方法。

了解互感器的误差与负载有关。

5、直流电位差计能够精确测量直流电压，配合采样电阻可测量直流电流、电阻、功率。

需注意直流电位差计的特点。

6、测量时，需综合考虑待测量的要求和仪器仪表的性能（测量对象，准确度，量限，内阻，工作条件等），再决定测量方法和仪器仪表的选择。

这一原则不仅适用于电压电流的测量，也适用于其它电量和电参量的测量。

（三） 功率电能的测量
1、 电动系功率表可用于测量交直流功率，因电动系测量机构的基本测量量是
120
1T i i dt T ⎰，配合外电路后，电动系功率表反映的是端口的平均功率，即使是非正弦周期电流电路，也能正确反映其功率。

需注意功率表的正确使用。

2、 功率表的角误差。

什么时候需使用低功率因数功率表。

3、 牢固掌握单相有功、无功的测量方法。

看书、课件。

4、 牢固掌握三相有功、无功的测量方法。

看书、课件。

5、 测量电能时的接线和测量方法与功率类似，但电能表的内部原理与功率表不同。

（四） 频率相位的测量
1、掌握数字法测量频率、周期、相位、功率因数的原理。

硬件计数和软件计数只是计数的方法不同，其
测量频率/周期的原理是相同的。

相位可转化为时间进行测量，相位差取余弦即为功率因数。

2、理解量化误差。

能根据测量频率/周期的原理和量化误差，根据测量对象和仪器的参数，选择测频率还
是测周期。

（五）电路参数的测量
1、掌握直流单电桥、双电桥、交流电桥、兆欧表、接地电阻测量仪。

基本原理、适用情况、正确使用。

2、掌握电路参数的常用间接测量方法。

如伏安法，三表法等。

（六）数字直流电压表的基本知识
掌握数字表的一些主要技术指标：显示位数，分辨力和分辨率，准确度（误差）。

含义，计算。

（七）应用示波器测量频率和相位差
主要掌握示波器的x-y方式（李沙育图形法）测量频率和相位。

理解基本原理，能根据李沙育图形确定待测的频率和相位。

测量技术在日新月异地发展，在理解基础原理，掌握基本方法的前提下，还要不断掌握新技术、新方法，甚至是利用已有知识创造新方法，才能适应和完成不断出现的新任务。