电工指示仪表的误差和准确度讲解.docx

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电工指示仪表的误差和准确度讲解

教表4—1

序号

2

累计

第3、4课时

授课日期

9月3日

月日

月日

月日

授课班级

13电工班

缺席学生

无

课题：

§1-2电工指示仪表的误差和准确度

本次授课的目的与要求：

通过对电工指示仪表误差和准确度知识的学习，使学生掌握仪表误差、准确度概念；掌握误差的分类；掌握绝对误差和相对误差的计算；并且可以根据准确度等级计算相对误差。

在学习过程中，使用分组练习的方法培养学生的团队意识及竞争意识。

新课难点、重点与解决措施：

难点：

误差的表示方法和应用

重点：

仪表准确度的概念及其使用

措施：

步步深入、环环相扣

课堂类型：

讲授课

教具与挂图：

万用表、PPT课件、投影仪、黑板等

复习旧课要点：

方法或提问对象

电工仪表型号的编制规则及仪表标志演示法、小组学习法

提问5号、26号学生

时间

内容

方法

2分钟

6分钟

第二节电工指示仪表的误差与准确度

旧课复习：

电工测量仪表型号的编制（万用表演示）

引入新课：

提问：

1、到菜场买菜所称的重量是否有误差？

一般是偏大还是偏小？

为什么？

提问后给两分钟时间大家讨论，然后自愿发言（回答问题控制在四分钟内）。

2、示意学生举出生活中其他有误差的例子。

教师小结：

上一节课给大家介绍了常用电工仪表的分类、型号及标志，这样当我们面对品种繁多、规格各异的电工仪表时就知道该如何进行识别和选择。

实际生活中，无论使用哪一种计量工具都有一定的偏差。

如在水果摊买水果，一般用电子桌秤称重；在商场买点心，一般用案秤称种；这样大家就会发现：

使用不同的秤称量的结果不同（个别是人为造成偏小或偏大），不论何种情况，总是与实际重量有差距。

同样，在电工测量中也存在这样的问题。

一般将测量结果与被测量实际值之间的差值叫做误差。

准确度则是指仪表的测量结果与实际值的接近程度。

仪表的准确

用实物演示，使学生对上节课内容进行复习，加强记忆。

试举生活中常见例子引入本次新课内容，可提高学生的学习兴趣，很快的进入本次新课内容。

时间

内容

方法

10分钟

度越高，误差越小。

那么，什么是电工仪表的误差？

这些误差是如何产生的？

怎么分类？

误差的表示方法有那些？

准确度与误差又是什么关系？

这些就是我们这节课要解决的问题。

新知识讲授：

一、仪表的误差及分类

测量结果与被测量实际值之间的差值叫做误差。

按产生误差的原因不同，仪表误差主要分为两类：

见表1-2-1（此表投影呈显给学生）

表1-2-1仪表误差的分类

仪表误差种类

特点

举例

说明

基

本

误

差

仪表在正常工作条件下，由于仪表本身的结构、制造工艺等方面的不完善而产生的误差

如仪表活动部分的摩擦、标度尺刻度不准、零件装配不当等原因造成的误差，都是仪表的基本误差

基本误差是仪表本身所固有的误差，一般无法消除，但可以设法减小

提出问题，调动起学生的积极性，使学生在后面的学习过程中自发的寻找答案。

时间

内容

方法

8分钟

附加误差

仪表因为偏离了规定的工作条件而产生的误差

如温度、频率、波形的变化超出规定使用条件，工作位置不当或存在外电场、外磁场的影响等原因造成的误差

附加误差实际上是一种因外界工作条件改变而造成的额外误差，一般可以设法消除

组织学生分组讨论并由各组代表发言：

1、电工仪表的分度和刻线是绝对不可能做到完全准确的，这样会产生哪些误差？

2、某电压表长期使用，没有调校润滑，请问其基本误差会怎样？

如何减小？

3、你所使用的电流表附近有一块大磁铁，它会对测量结果造成影响吗？

如果有影响，如何消除？

那如果附近有一根有大电流的导线经过呢？

如何消除此误差？

各小组学生代表小结：

1、会产生基本误差，这种误差受装配条件等的限制，是无法完全消失的，只能尽可能的减小基本误差。

分组讨论既可以培养学生的竞争意识，又可以锻炼团队合作能力。

采用“小组讨论--小组总结--教师补充”的方法，训练学生的合

时间

内容

方法

9分钟

2、长期使用而没有调校润滑的电压表会因摩擦产生较大的基本误差，通过加入润滑油后进行调校来减少基本误差。

3、不管是磁铁还是带电流的导线都会产生较大的磁场影响电流表的测量，这样测量的结果肯定是不准确的，会产生较大的附加误差。

对于磁铁，我们远离它即可；而导线可以使用正负误差消除法，消除这种外磁场影响而引起的附加误差。

新知识讲授及解题示范：

二、误差的表示方法

误差通常用绝对误差、相对误差和引用误差来表示。

它们的定义不同，各自适用不同的场合。

1、绝对误差△

仪表的指示值AX与被测量实际值A0之间的差值叫做绝对误差，用△表示。

△=AX-A0（1-2-1）

在计算△值时，通常可用精度很高的标准表的指示值近似代替被测值的实际值。

例1-1用一只标准电压表来校验甲、乙两只电压表，当标准表的指示值为220V时，甲、乙两表的读数分别是220.5V和219V，求甲乙两表的绝对

作学习能力；教师可更正学生总结时出现的术语使用错误的问题。

正负误差发：

用电流表先测量一次电流值并记录，然后将电流表放置的位置调换180度后再测量一次，然后将两次测量结果相加后取平均值。

时间

内容

方法

2分钟

10分钟

误差。

解：

代入绝对误差的定义式得：

甲表的绝对误差是：

△1=AX1-A0=220.5-220=+0.5V

乙表的绝对误差是：

△2=AX2-A0=219-220=-1V

（乙表的计算留给同学们自算）

教师小结：

计算结果表明，绝对误差有正负之分。

正误差说明仪表指示值比实际值大，负误差说明指示值比实际值小。

另外，甲表的指示值偏离实际值较小，只有0.5V。

而乙表偏离实际值较大，有1V。

显然，甲表的指示值比乙表更准确。

新知识讲解及解题示范：

实际中在测量同一被测量时，可以用绝对误差的绝对值∣△∣来比较不同仪表的准确程度，∣△∣越小的仪表越准确。

将式（1-2-1）变形可得：

A0=AX-△=AX+（-△）=AX+C（1-2-2）

上式中的C=-△，称为仪表的校正值。

引入校正值C后，就可以利用式（1-2-2）对仪表的指示值进行校正，从而得到被测量的实际值A0。

实

例题中乙表的计算留给学生自己运算，加深对公式1-2-1的运用。

时间

内容

方法

2分钟

际应用中，对准确度较高的仪表，一般都给出该表的校正值，以便在测量过程中校正被测量的指示值，从而提高测量准确度。

2、相对误差γ

绝对误差△与被测量实际值A0比值的百分数叫做相对误差，用γ表示，即：

γ=△/A0×100%（1-2-3）

一般情况下实际值A0难以确定，而仪表的指示值AX≈A0，故可以用以下公式计算γ：

γ=△/AX×100%（1-2-4）

例1-2已知甲表测量220V电压时△1=+2V，乙表测量10V电压时△2=+1V，试比较两表的相对误差。

解：

代入相对误差的定义式得：

甲表的相对误差是：

γ1=△1/A01×100%=2/200×100%=+1%

乙表的相对误差是：

γ2=△2/A02×100%=1/10×100%=+10%

（乙表的计算留给同学们自算）

教师小结：

由上述结果可以看出，甲表的绝对误差虽是乙表的两倍，但从绝对误差对测量结果的影响来看，甲表的绝对误差只占被

例题中乙表的计算留给学生自己运算，加深对公式1-2-4的运用。

时间

内容

方法

14分钟

测量的1%，而乙表的绝对误差却占被测量的10%，甲表的相对误差小，而乙表的相对误差大。

可见，在测量不同大小的被测量时，不能简单地用绝对误差来判断结果的准确程度。

实际测量中，相对误差不仅常用来表示测量结果的准确程度，而且便于在测量不同大小的被测量时，对其测量结果的准确程度进行比较。

新知识讲授及解题示范：

3、引用误差γm

相对误差可以表示测量结果的准确程度，却不能说明仪表本身的准确程度。

由式（1-2-4）可以看出：

同一只仪表，在被测量不同时，由于摩擦等原因造成的绝对误差△虽然变化不大，但被测量AX却可以在整个刻度范围内变化。

显然，对于不同大小的被测量，就有不同的相对误差。

工程中，一般采用引用误差来反映仪表的准确程度。

绝对误差△与仪表量程（最大读数）Am比值的百分数叫做引用误差γm，即：

γm=△/Am×100%（1-2-5）

说明：

由上式看出，引用误差实际上就是仪表在最大读数时的相对误差，即满度相对误差。

时间

内容

方法

因为绝对误差△基本不变，仪表量程不变，故引用误差γm可以用来表示一只仪表的准确程度。

三、仪表的准确度

电工指示仪表在测量值不同时，绝对误差会多少有些变化，因而造成引用误差也随之发生变化。

所以，国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。

仪表的最大绝对误差△m与仪表量程Am比值的百分数叫做准确度（±K%），即：

±K%=△m/Am×100%（1-2-6）

式（1-2-6）中，K表示仪表的准确度等级，它的百分数表示仪表在规定条件下的最大引用误差。

显然，最大引用误差越小，仪表的基本误差就越小，准确度越高。

根据国家标准规定，我国生产的电工仪表的准确度共分7级，各等级的仪表在正常工作条件下使用时，其基本误差不超过表1-2-4中的规定。

表1-2-4仪表的基本误差

在讲授完准确度的知识后，提出问题：

选择电工指示仪表时，其准确度越高越好吗？

为什么？

答：

一定要避免片面地追求“准确度越高越好”的错误倾向,因为仪表的准确度越高,对工。

时间

内容

方法

2分钟

若已知仪表量程,可以求出不同准确度等级仪表所允许的最大绝对误差△m，即:

△m=±K×Am/100（1-2-7）

由于△m≈△，故上式可写为：

△=±K×Am/100（1-2-8）

例1-3用准确度等级为5.0级、量程为500V的电压表，分别测量50V和500V的电压，求出其相对误差各为多少？

解：

先求出该表的最大绝对误差：

△m=±K×Am/100=±5.0×500/100=±25V

测量50V时的相对误差：

γ1=△1/A01×100%=±25/50×100%=±50%

测量500V时的相对误差：

γ2=△2/A02×100%=±25/500×100%=±5%

教师小结：

由以上计算可以看出，一般情况下，测量结果的准确度（即最大相对误差）并不等于仪表的准确度，只有当被测量正好等于仪表量程时，两者才相等。

当被测量远小于仪表量程时，测量结果的误差高达50%。

因此，绝不能将仪表的准确度与测量结果的准确度混为一谈。

实际测量时，为保证测量结果的准确性，不

作条件的要求也越苛刻,因而测试的实际工作环境一旦不符合要求,仪表将在非正常的条件下工作,这时引起的附加误差将会超出仪表的准确度等级,测量结果反而不准确。

时间

内容

方法

5分钟

仅要考虑仪表的准确度，还要选择合适的量程，通常测量时要使仪表指针处于满刻度的后三分之一段，如教材P10图1-5所示。

本课小结：

用提问的方式帮助学生回忆学习的主要内容

1、什么是误差？

什么是准确度？

2、电工仪表的误差是如何产生的？

准确度与误差有什么关系？

3、误差的表示方法有那些？

各适用哪些场合？

4、仪表的准确度是否越高越好？

布置作业：

习题册三、四

用提出问题的方式进行课堂小结，使学生在总结答案的过程中回忆本次授课的主要内容，然后由教师总结，得出结果。

教表4—3

巩固新课要点:

1、误差是测量结果与被测量实际值之间的差值，准确度是指仪表的测量结果与实际值的接近程度。

2、按产生误差的原因分，仪表误差分为两类：

基本误差和附加误差。

基本误差是由于仪表本身产生的，可以减小，不能消除。

附加误差是由于偏离了正常工作条件导致的，可以设法消除。

3、误差有三种表示方法，适用于不同的场合。

在工程中，一般用引用误差反映仪表的准确程度。

国家标准中规定以最大引用误差来表示仪表的准确度。

4、为保证为保证测量结果的准确性，不仅要考虑仪表的准确度，还要选择合适的量程，通常测量时要使仪表指针处于满刻度的后三分之一段。

课外作业或复习题:

习题册三、四

任课教师:

审阅

2013年8月20日20年月日

本课小结与改进措施:

小结：

运用多媒体与板书相结合的教学方式，通过引言问题的逐步讲解得到答案以及对例题的求解示范和练习，使学生深入理解误差、准确度等概念，掌握相关计算方法。

措施：

13级电工班学生属于高中、初中起点混合班，学生的前期理论知识不平衡，在学习的过程中运用分组讨论法、提出问题回答问题、例题讲解，引导学生思考，使学生加深对教学内容的理解和掌握。

附：

板书设计