测量误差分析与数字式万用表的使用.ppt

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1、第二章第二章 测量误差分析和数字式万用测量误差分析和数字式万用表的使用表的使用主要任务主要任务任务任务1 1：测量误差的基本原理和测量数测量误差的基本原理和测量数据的处理据的处理任务任务2 2：数字式万用表的使用：数字式万用表的使用问题引入什什么么是准确度，精密度是准确度，精密度、精确度？精确度？射射击误击误差差示意示意图图 相关知识相关知识测测量的目的：量的目的：获获得被得被测测量的量的真值真值。真值真值:在一定的在一定的时间时间和空和空间环间环境境条条件下，被件下，被测测量本身所具有的量本身所具有的真实数值真实数值。1.2 1.2 测量误差测量误差测量误差的表示方法测量误差的表示方法测测量

2、量误误差有差有绝对误绝对误差和相差和相对误对误差差两种两种表示方法。表示方法。1.1.绝对误绝对误差差（1 1）定定义义：由由测测量量所所得得到到的的被被测测量量值值与与其其真真值值之之差差，称称为为绝对误绝对误差。差。实际应实际应实际应实际应用中常用用中常用用中常用用中常用实际值实际值实际值实际值A A A A（高一（高一（高一（高一级级级级以上的以上的以上的以上的测测测测量量量量仪仪仪仪器或器或器或器或计计计计量器量器量器量器具具具具测测测测量所得之量所得之量所得之量所得之值值值值）来来来来代替代替代替代替真值真值真值真值。绝对误绝对误绝对误绝对误差：差：差：差：有大小，又有符号和量纲有大

3、小，又有符号和量纲有大小，又有符号和量纲有大小，又有符号和量纲测量误差的表示方法测量误差的表示方法（2 2）修正）修正值值（校正（校正值值）测测量量仪仪器器的的修修正正值值可可以以通通过过上上一一级级标标准准的的检检定定给给出出，修修正正值值可可以以是是数数值值、表表格格、曲曲线线或或函函数数表表达达式等形式。式等形式。被被测测量的量的实际值实际值：测量误差的表示方法测量误差的表示方法2.2.相相对误对误差差例：例：测测量足球量足球场场的的长长度和永城到商丘市的距离，若度和永城到商丘市的距离，若绝对误绝对误差差都都为为1 1米，米，测测量的准确程度是否相同？量的准确程度是否相同？（1 1）真值

4、真值相相对误对误差定差定义义：绝对误绝对误差差与与被被测测量的量的真值真值之比。之比。相相对对误误误误差是差是差是差是两个两个两个两个有相有相有相有相同量同量同量同量纲纲纲纲的量的比的量的比的量的比的量的比值值值值，只有大小和符只有大小和符只有大小和符只有大小和符号号号号，没没没没有有有有单单单单位。位。位。位。测量误差的表示方法测量误差的表示方法（2 2）实际实际相相对误对误差：用差：用实际值实际值A A代替代替真值真值A A0 0 （3 3）示）示值值相相对误对误差：用差：用测测量量值值X X 代替代替实际值实际值A A测量误差的表示方法测量误差的表示方法例子：例子：测量误差的表示方法测量

5、误差的表示方法（4 4）满满度相度相对误对误差差 用用测测量量仪仪器在一器在一个个量程范量程范围内围内出出现现的最大的最大绝对误绝对误差差与该与该量量程程值值（上限（上限值值下限下限值值）之比）之比来来表示的相表示的相对误对误差，差，称为满称为满度相度相对误对误差（或差（或称称引用相引用相对误对误差）。差）。电电工工仪仪表就是按引用表就是按引用误误差差 之之值进值进行分行分级级的。是的。是仪仪表在工表在工作作条条件下不件下不应应超超过过的最大引用相的最大引用相对误对误差。差。我我国电国电工工仪仪表共分七表共分七级级：，及。如果：，及。如果仪仪表表为为S S级级，则说则说明明该仪该仪表的最大引用

6、表的最大引用误误差不超差不超过过S%S%。1.测量过程中产生的误差(1)(1)仪器误差：仪器误差：仪仪器本身及其附件引入器本身及其附件引入(2)(2)影响误差：影响误差：各各种环种环境因素境因素与与要求不一致要求不一致(3)(3)方法误差和理论误差方法误差和理论误差 测测量方法不合理所造成，采用近似公式量方法不合理所造成，采用近似公式计计算算(4)(4)人员误差人员误差 测测量者本身分辨能力、量者本身分辨能力、视觉视觉疲疲劳劳、固有、固有习惯习惯等等 (5)(5)被测量的不稳定误差被测量的不稳定误差产生测量误差的来源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

7、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 1.2.3 仪表的一般选择原则仪表的一般选择原则例例1 1：某待某待测电测电流流约为约为100mA100mA，现现有有级级量程量程为为0-200mA0-200mA和和级级量程量程为为0-100mA0-100mA的的两个电两个电流表，流表，问问用用哪哪一一个电个电流表流表测测量量较较好？好？解：用解：用解：用解：用级级级级量程量程量程量程为为为为0-200mA0-200mA0-200mA0-200mA电电电电流表流表流表流表测测测测100mA100mA100mA100mA时时时时，最大相，最大相，最大相

8、，最大相对对对对误误误误差差差差为为为为用用用用级级级级量程量程量程量程为为为为0-100mA0-100mA0-100mA0-100mA电电电电流表流表流表流表测测测测量量量量100mA100mA100mA100mA时时时时，最大相，最大相，最大相，最大相对对对对误误误误差差差差为为为为例例2.2.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、级，另一块量程为15V，级，问选用哪块电压表合适？测量结果的表示和数据的处理 测测量量结结果的表示果的表示包括包括两两方面：方面：数值数值和和单单位位 测测量量值值加不确定度加不确定度有效数字的处理什么是有效数字？指从最左边一位非

9、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。有效数字的处理为为了使了使测测量量结结果的表示准确唯一，果的表示准确唯一，计计算算简简便，便，所以在所以在处处理理数数据据时时要要进进行舍入行舍入处处理。理。在在测测量技量技术术中中数数据舍入据舍入规则规则：（1 1）小于小于5 5舍去舍去末位不末位不变变。（2 2）大于大于5 5进进1 1 在末位增在末位增1 1。（3 3）等等于于5 5时时，取取偶偶数数当当末末位位是是偶偶数数，末末位位不不变变；末末位位是是奇奇数数，在在末末

10、位位增增1 1（将将末末位位凑凑为为偶偶数数）。）。数据舍入规则例：例：将将下列下列数数据舍入到小据舍入到小数数第二位。第二位。44501445014994992 2505025.3225.3255551 15050课课堂堂练习题练习题 有有一一电电源源变变压压器器如如图图所所示示，已已知知原原圈圈与与两两个个副副圈圈的的圈圈数数比比w12:w34:w45=1:2:2，用用最最大大量量程程为为500V的的交交流流电电压压表表量量副副圈圈w34w34电电压压，要要求求相相对对误误差差小小于于2%，问应该选哪个级别问应该选哪个级别的的电压电压表？表？V1220V50Hz12V2V345任务二任务二

11、 数字式万用表数字式万用表 一个顾客来到汽车维修部，说，他在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。你会检测吗测后发现发电机出现故障。你会检测吗？案案例例导导入入 一、一、数字式万用表（数字式万用表（DTDT890B+890B+为例）为例）（1）操作名称：操作名称：操操作作活活动动 数字万用表测量电阻、电压、电流、电容。（2）需用器材：需用器材：（3）学习目标学习目标学会正确使

12、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）测量电阻（现以一只点火线圈为例）4.操作步骤：操作步骤：步骤：步骤：1选择量程：选择量程：估算：估算：可以查资料获得点火线圈次级绕阻电阻值为。选择：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：测试：所测得的电阻值为。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：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）测量电压（现以测量车上蓄电池电压为例）步骤：步骤：1选

13、择量程：选择量程：估算：估算：选择：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：测试：注意注意: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。3读数：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）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：步骤：1插好表棒：插好表棒：2选择量程：选择量程：估算：估算：点火初级得被测电流约为5A选择：选择：转换开关拨至20A档位。4测试：测试：所测得的电压值为A。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：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）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：步骤：1 选择量程：选择量程：:估算估算:选择：选择：所测得的电容值为。2 测试：测试：电容器两极插入测量电容器插孔。3读数：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？