電工測(cè)試儀表的合理選用

葉勁松

(淮陰抽水站管理所，江蘇 淮陰 223200)

電工測(cè)試儀表的合理選用

葉勁松

(淮陰抽水站管理所，江蘇 淮陰 223200)

文章以試驗(yàn)電流的性質(zhì)，試驗(yàn)電路的儀表占入影響，被測(cè)量要求方面進(jìn)行探討，分析了常見電工測(cè)試儀表的特點(diǎn)及其測(cè)量準(zhǔn)確性與量程、等級(jí)之間的關(guān)系，提出了試驗(yàn)測(cè)量中儀表選用的一般原則和減小測(cè)量誤差的方法，對(duì)電工正確使用和保護(hù)電工測(cè)試儀表，有著很好的指導(dǎo)作用。

電工儀表；特點(diǎn)；準(zhǔn)確度；試驗(yàn)；測(cè)量

眾所周知，儀表的差異性決定了其功能的差異性。在進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用過程中，對(duì)于機(jī)器儀表的選擇應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持具體問題具體分析。只有在對(duì)被測(cè)線路全面了解的前提下，統(tǒng)籌其他相關(guān)因素，最終才能確保選擇儀器儀表的科學(xué)性。這對(duì)于提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性具有重要的影響。

1 按電源及測(cè)量對(duì)象選擇儀表類型

首先要判斷試驗(yàn)所采用的電源類型，區(qū)分直流還是交流電源。如果采用后者，需要分析其頻率，根據(jù)分析的結(jié)果選擇最為恰當(dāng)?shù)膬x表類型[1]。

根據(jù)上文的敘述可知，要做好儀表的選擇，需要具備2個(gè)方面的知識(shí)與能力：

1)對(duì)待測(cè)對(duì)象有所了解。

2)對(duì)電測(cè)量?jī)x表性能有所掌握。

待測(cè)對(duì)象為音頻電壓時(shí)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)先選擇電子電壓表；如果待測(cè)對(duì)象為工頻電流，則優(yōu)先選擇交流電流表。電測(cè)量表的選擇不僅受到待測(cè)對(duì)象的影響，還受到待測(cè)對(duì)象性能的影響。待測(cè)的對(duì)象是電機(jī)勵(lì)磁回路的整流電流，應(yīng)當(dāng)選擇磁電系儀表。

當(dāng)待測(cè)對(duì)象為有電磁式繼電器的電路整流電流時(shí)，這時(shí)候應(yīng)當(dāng)選擇電動(dòng)系儀表。因?yàn)椴煌碾姕y(cè)量表的測(cè)量結(jié)果存在較大的差異性[2]。

應(yīng)用范圍直流電流表，因可把不同的電量，非電量變?yōu)橹绷麟妷?。?yīng)用廣泛配電盤式交流電表，實(shí)驗(yàn)室用交流電表，可測(cè)非正弦交流有效值主要作功率表，實(shí)驗(yàn)室直流電表可測(cè)非正弦交流有效值作萬用表電子儀器表頭實(shí)驗(yàn)室電壓表。

通過分析電力工程所得的數(shù)據(jù)誤差產(chǎn)生的原因，最為主要的影響因素為電測(cè)量表的誤選，當(dāng)選擇的電測(cè)量表和實(shí)際實(shí)驗(yàn)的需要格格不入時(shí)，那么誤差是不可避免的。比如，當(dāng)選擇使用電磁系儀表時(shí)，在理論上不管是直流還是交流的測(cè)試環(huán)境都可以使用，但是我們知道如果用其測(cè)量恒定直流或者頻率較高的交流設(shè)備數(shù)據(jù)時(shí)，那么測(cè)量結(jié)果的誤差是非常驚人的，這是由于鐵磁物質(zhì)發(fā)生磁滯現(xiàn)象引起的。表2是1T1—A型電磁系儀表在作交流電流和直流電流測(cè)量時(shí)的數(shù)據(jù)及誤差對(duì)照，根據(jù)該表的數(shù)據(jù)可知，測(cè)量數(shù)據(jù)最大誤差達(dá)到了-2.85，這顯然不符合實(shí)際工作的標(biāo)準(zhǔn)，獲取的數(shù)據(jù)沒有任何的價(jià)值。

當(dāng)然，在測(cè)驗(yàn)物體的接地電阻時(shí)，要選擇專用的接地表。對(duì)于絕緣電阻的測(cè)量也是如此，如果錯(cuò)誤的選擇常規(guī)的電阻表，誤差將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過標(biāo)準(zhǔn)。

2 按試驗(yàn)電路選用功耗較小的儀表

任何的儀器儀表本身都包含一定的內(nèi)阻，正是由于該電阻的存在，一旦電測(cè)量表被用于試驗(yàn)獲取數(shù)據(jù)中，就會(huì)分擔(dān)部分電壓。因此，在選擇電測(cè)量表時(shí)，還要考慮待測(cè)對(duì)象和電測(cè)量表電阻之間的差異性，只有當(dāng)二者的電阻之差超過一百倍以上時(shí)，才符合測(cè)量的要求。如果缺少相關(guān)的測(cè)量?jī)x表，應(yīng)當(dāng)巧妙地使用現(xiàn)有的儀表，并對(duì)其進(jìn)行改裝，從而滿足實(shí)際的需要。

例如，如測(cè)量一個(gè)電阻很大的設(shè)備，可以使用毫安表和已知電阻串聯(lián)。測(cè)量較小的電阻，要使用毫伏表和電阻并聯(lián)。改裝成新的儀器儀表在進(jìn)行測(cè)量時(shí)將大大減小誤差。

3 按被測(cè)參量要求選擇儀表的準(zhǔn)確度等級(jí)和量程

1)儀表的誤差、準(zhǔn)確度等級(jí)及量程和測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度之間關(guān)系。不可否認(rèn)的是，不管使用何種儀表，在測(cè)量時(shí)測(cè)量值和理論值都會(huì)存在一定的誤差，這種誤差是由于儀表結(jié)構(gòu)影響的，不可以被消除，稱之為絕對(duì)誤差。在實(shí)際使用儀表的過程中，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照使用說明進(jìn)行使用，并將測(cè)量的結(jié)果誤差和基準(zhǔn)值相除，從而得到該儀表的準(zhǔn)確程度r。

所謂測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度，表示測(cè)量值和理論值之差再比上理論值。所以，當(dāng)選擇的儀表量程是Am，準(zhǔn)確度為r當(dāng)用其測(cè)量一個(gè)參量A時(shí)，那么可能出現(xiàn)的最大誤差為Am/A。根據(jù)上文敘述的公式可知，如果想最大程度上提高儀表的準(zhǔn)確性，必須要減小r·Am。在實(shí)際測(cè)量過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)待測(cè)對(duì)象的性質(zhì)來合理的選擇最佳的儀表，從而減小誤差。比如待測(cè)對(duì)象的電壓是12V，如果采用量程為150V0.5級(jí)的電壓表測(cè)量時(shí),那么數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性計(jì)算如下所示。

由于：Am=150V K=0.5r=K/100=0.005

所以準(zhǔn)確度為:Am·r/12=0.75/12=6.25%

如果使用量程為15V2.5級(jí)的電壓表進(jìn)行相同的測(cè)量時(shí),其測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度為:

15·0.025/12=0.375/12=3.125%

通過對(duì)比分析可知，使用第二種電壓表能夠大大的降低誤差，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

2)準(zhǔn)確度等級(jí)和量程的選擇。當(dāng)前，在開關(guān)盤面表和進(jìn)行通常的測(cè)量時(shí)，2.0～2.5級(jí)表使用頻率最高，但是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，0.5級(jí)或1,0級(jí)儀表使用最為廣泛。

其實(shí)，對(duì)于測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性的影響因素來自多個(gè)方面。使用儀表的量程和準(zhǔn)確度都可以影響最終的測(cè)量結(jié)果。在一般的情況下，要確保測(cè)量的數(shù)據(jù)超過整個(gè)量程的一半，如果是刻度不均勻的儀表，那么要保證被測(cè)值超過量程的2/3.當(dāng)對(duì)于待測(cè)的對(duì)象數(shù)據(jù)大小不了解時(shí)，可以通過估算或者理論計(jì)算求得。當(dāng)估算時(shí)，要首先選用量程較大的儀表，然后逐漸縮小范圍，尋找最佳的測(cè)量?jī)x表。

[1]張麗娜，都麗杰.漏電保護(hù)開關(guān)在斷路器中的使用及常見故障問題淺析[J].科技信息，2008(35)：107,137.

[2]唐德東,黃尚廉,陳偉民等.基于磁彈效應(yīng)的鋼纜索索力測(cè)量中勵(lì)磁磁路研究[J].儀器儀表學(xué)報(bào),2012,27(12):1695-1699.

1007-7596(2014)01-0222-02

2013-12-12

葉勁松(1981-)，男，江蘇淮安人，高級(jí)工程師。

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