测量误差分析与数字式万用表的使用.ppt

第二章测量误差分析和数字式万用表的使用,主要任务,任务1：测量误差的基本原理和测量数据的处理任务2：数字式万用表的使用,问题引入,什么是准确度，精密度、精确度？,射击误差示意图,相关知识,测量的目的：获得被测量的真值。真值:在一定的时间和空间环境条件下，被测量本身所具有的真实数值。,1.2测量误差,1.2.1测量误差的表示方法,测量误差有绝对误差和相对误差两种表示方法。1.绝对误差（1）定义：由测量所得到的被测量值与其真值之差，称为绝对误差。实际应用中常用实际值A（高一级以上的测量仪器或计量器具测量所得之值）来代替真值。,绝对误差：,有大小，又有符号和量纲,1.2.1测量误差的表示方法,（2）修正值（校正值）测量仪器的修正值可以通过上一级标准的检定给出，修正值可以是数值、表格、曲线或函数表达式等形式。被测量的实际值：,1.2.1测量误差的表示方法,2.相对误差例：测量足球场的长度和永城到商丘市的距离，若绝对误差都为1米，测量的准确程度是否相同？（1）真值相对误差定义：绝对误差与被测量的真值之比。,相对误差是两个有相同量纲的量的比值，只有大小和符号，没有单位。,1.2.1测量误差的表示方法,（2）实际相对误差：用实际值A代替真值A0（3）示值相对误差：用测量值X代替实际值A,1.2.1测量误差的表示方法,例子：,1.2.1测量误差的表示方法,（4）满度相对误差用测量仪器在一个量程范围内出现的最大绝对误差与该量程值（上限值下限值）之比来表示的相对误差，称为满度相对误差（或称引用相对误差）。电工仪表就是按引用误差之值进行分级的。是仪表在工作条件下不应超过的最大引用相对误差。我国电工仪表共分七级：0.1，0.2，0.5，1.0，1.5，2.5及5.0。如果仪表为S级，则说明该仪表的最大引用误差不超过S%。,1.测量过程中产生的误差,(1)仪器误差：仪器本身及其附件引入(2)影响误差：各种环境因素与要求不一致(3)方法误差和理论误差测量方法不合理所造成，采用近似公式计算(4)人员误差测量者本身分辨能力、视觉疲劳、固有习惯等(5)被测量的不稳定误差,1.2.2产生测量误差的来源,2.处理数据时产生的误差（1）有效数字的化整误差（2）利用各种数学常数引起的误差（3）各种近似计算带来的误差（4）利用各种物理常数时产生的误差,1.2.3仪表的一般选择原则,例1：某待测电流约为100mA，现有0.5级量程为0-200mA和1.5级量程为0-100mA的两个电流表，问用哪一个电流表测量较好？,解：用0.5级量程为0-200mA电流表测100mA时，最大相对误差为,用1.5级量程为0-100mA电流表测量100mA时，最大相对误差为,例2.要测一个12v左右的电压，现在有两块电压表，其中有一块量成为150v、1.5级，另一块量程为15V，2.5级，问选用哪块电压表合适？,1.4测量结果的表示和数据的处理,1.4.1测量结果的表示包括两方面：数值和单位测量值加不确定度,1.4.2有效数字的处理,什么是有效数字？指从最左边一位非零数字算起，到含有误差的那位存疑数字为止的所有数字。注意:(1)0在最左边为非有效数字。（2）有效数字位数与测量误差的关系。（3）有效数字不能因选用的单位变化而改变。,有效数字的处理,为了使测量结果的表示准确唯一，计算简便，所以在处理数据时要进行舍入处理。在测量技术中数据舍入规则：（1）小于5舍去末位不变。（2）大于5进1在末位增1。（3）等于5时，取偶数当末位是偶数，末位不变；末位是奇数，在末位增1（将末位凑为偶数）。,数据舍入规则,例：将下列数据舍入到小数第二位。12.434412.4363.7350163.740.694990.6925.325025.3217.695517.70123.1150123.12,课堂练习题,有一电源变压器如图所示，已知原圈与两个副圈的圈数比w12:w34:w45=1:2:2，用最大量程为500V的交流电压表量副圈w34电压，要求相对误差小于2%，问应该选哪个级别的电压表？,V1,220V50Hz,12,V2,V,345,任务二数字式万用表,一个顾客来到汽车维修部，说，他在行驶途中，发现汽车仪表盘上充电指示灯亮了，说明汽车充电系统有故障，请你找一下故障。王师傅用数字万用表检测后发现发电机出现故障。你会检测吗？,一、数字式万用表（DT890B+为例）,（1）操作名称：,操作活动,数字万用表测量电阻、电压、电流、电容。,（2）需用器材：,（3）学习目标,学会正确使用数字万用表（会用万用表测量电阻、交流直流电压、电流、电容）,数字万用表、点火线圈、蓄电池等,（1）测量电阻（现以一只点火线圈为例）,4.操作步骤：,步骤：,1选择量程：,估算：,可以查资料获得点火线圈次级绕阻电阻值为7.8K。,选择：,根据阻值范围，把万用表的量程选择开关旋到欧姆档的合适量程档上。,2测试：,所测得的电阻值为7.85K。,然后将两根表棒分别接触被测电阻两端，注意线圈电阻必须与其它元件断开。,3读数：,使用电阻档时，显示屏显示“1”。表示电阻无穷大或阻值超过范围。,当显示“”时，表示电池不足。,（2）测量电压（现以测量车上蓄电池电压为例）,步骤：,1选择量程：,估算：,选择：,蓄电池为直流电压为12V。,根据估算电压范围，选择旋钮20V量程。,然后将两根表棒分别接触被测蓄电池两端，,2测试：,注意:红表笔接红色端或“+”端，黑表笔接黑色端或“”端,所测得的电压值为12.76V。,3读数：,如果不知道被测电压范围，怎么办？（不能在测量中改变量程）。,如果显示器只显示“1”，怎么办？,请你用电压法检查一下汽车保险丝的是否正常？请你测量汽车上大灯的电压？,（3）测量直流电流（现以测量发动机点火系低压直流电流）,将黑色测试棒置于“COM”公共插口，红色测试棒插入“MA”插口。,步骤：,1插好表棒：,2选择量程：,估算：,点火初级得被测电流约为5A,选择：,转换开关拨至20A档位。,4测试：,所测得的电压值为4.08A。,先让断电器触点闭合，然后把万用表串接在点火线圈初级回路中，再把点火开关打开。,5读数：,警告注意安全标志。表示输入电流不应超过标准值。,（4）测量电容：（现以一只瓷片电容为例）,看电容器的容量标志来判断电容的大小，“473”电容的大小为47103PF=47nF。,开关旋到电容挡200n。,步骤：,1选择量程：,:估算:,选择：,所测得的电容值为42.5nF。,2测试：,电容器两极插入测量电容器插孔。,3读数：,用电阻档测量电容，你认为对吗？,请测出图示三个电容是数值？,