現代電氣測量技術

《現代電氣測量技術》是2011年電子工業出版社出版的圖書，作者是金立軍。

基本介紹

• 書名：現代電氣測量技術
• 作者：金立軍
• ISBN：9787561825761
• 定價：￥35.00
• 出版社：電子工業出版社
• 出版時間：2011-2-1
• 開本：16開

內容簡介

現代電氣測量技術本書共7章。

前三章分別介紹了電氣測量基本知識、基本電量測量與套用以及電路參數測量等方面的內容。第4章到第6章用較多的篇幅敘述了關於數據採集技術、智慧型測試儀器和虛擬儀器技術等方面的基礎知識。第7章介紹感測器的基本原理。

本書可作為高職高專自動化技術類專業的教學用書，也可供其他相關讀者閱讀與參考。

圖書目錄

1 電氣測量的基本知識

1.1 測量方法分類

1.2 電工儀表分類

1.3 電工儀表的組成和基本原理

1.4 測量誤差及其分析複習思考題

2 基本電量測量及套用

2.1 電流與電壓的測量

2.2 常用測量機構的工作原理

2.3 測量電路及儀表

2.4 電壓的數位化測量複習思考題

3 電路參數的測量

3.1 電阻的測量

3.2 電容的測量

3.3 電感的測量

3.4 頻率、周期、時間和相位的測量複習思考題

4 數據採集技術基礎

4.1 數據採集技術概述

4.2 數據採集系統的相關器件

4.3 數據採集中套用的晶片、模組、板卡與系統構建複習思考題

5 智慧型電測儀器原理及套用

5.1 智慧型電測儀器概述

5.2 智慧型數字復用表

5.3 智慧型數字示波器複習思考題

6 虛擬儀器技術基礎

6.1 虛擬儀器的基本知識

6.2 虛擬儀器編程開發環境——LabVIEW圖形化程式語言

6.3 LabVIEW幾種常用編程工具

6.4 虛擬儀器技術在數據採集中的套用

6.5 PCI一6024E型數據採集卡的安裝、檢測與參數設定

6.6 虛擬儀器技術在電氣測量中的套用複習思考題

7 感測器技術原理及套用

7.1 感測器技術概述

7.2 電阻式感測器

7.3 電容式感測器

7.4 電感式感測器

7.5 霍爾感測器

7.6 熱電式感測器

7.7 電流型集成溫度感測器AD590

7.8 光纖感測器

7.9 壓電式感測器

7.10 智慧型式感測器複習思考題參考文獻

主要內容

第一章

1 簡述測量誤差的分類P11

答： 測量誤差分為3類：系統誤差； 偶然誤差； 疏忽誤差。

2 說明3種誤差的主要特徵。P11-12

答： 系統誤差：是由某種特定的原因引起的，而且這種原因總是持續存在而不是偶發的；

偶然誤差：沒有什麼規律，也難以預計，但卻服從統計規律

疏忽誤差：由測量人員的粗心、疏忽造成的嚴重歪曲測量結果的誤差

6 什麼是測量誤差，怎么消除？P9 、P12

答; 在實際測量中由於設備的不準確、測量程式不規範及測量環境因素的影響，都會導致測量結果偏離被測量的真值。測量結果與被測量真值之差就是測量誤差。

消除方法； 1.系統誤差：比較法、正負誤差補償法、利用校正值求得被測量的真值；2.偶然誤差：在精密測量時可以通過多次求平均值，並用作測量的真值；3.疏忽誤差：凡是剩餘誤差大過均方根誤差3倍以上的數據都應予以剔除。

8 為什麼引入基準誤差（引用誤差）的概念。 答： 因為相對誤差和絕對誤差不能客觀正確地反映測量儀器的準確度高低。

第二章

1 電流表、電壓表測量電流、電壓時，應如何接線?對他們的內阻有什麼要求？P17-18

答： 用電流表、電壓表測量電流、電壓時，必須將電流表與電路串聯，將電壓表與電路並聯：

要求： 電流表的內阻R1應比負載電阻R小很多，即R1/R=1/5r,電壓表的內阻R2應比負載電阻大很多，即R/R2=1/5r 。

4 什麼是測量電流和電壓的方法誤差？P18

答：電壓表和電流表都具有一定的內阻，因此儀表接入被測電路後必然消耗一定的功率。這種由儀表的內耗功率不為零致使原來的電路工作狀態發生變化而引起的的誤差稱為方法誤差。

第三章

2 為什麼測量絕緣電阻要使用兆歐表而不能使用萬用表或電橋？P62

答： 應為絕緣電阻的阻值比較大，如幾十兆歐或幾百兆歐，在這個範圍內萬用表的刻度很不準確，更主要的是應為萬用表在測量電阻時所用的電源電壓很低（9V以下），在低壓下呈現的電阻值，並不能反映出在高壓作用下的絕緣電阻的真正數值，因此，絕緣電阻須用備有高壓電源的兆歐表進行測量。

3 如何簡易檢查兆歐表是否完好？P64 答： 將兆歐表平穩放置，先使“L”“E”兩個旋鈕開路，搖動手搖發電機的手柄，使發電機達到穩定轉速。這時的指針應該指在標尺的“O”的刻度處；然後再將“L”“E”短接，須緩慢搖動手柄，指針應指在“O”的位置上。如果指針不在“O”的刻度線上，兆歐表檢修後才能使用。

4 說明ZC-8型接地電阻測量儀的工作原理和使用方法。P67-68

答： 工作原理：電位差計原理 使用方法; 6.說明用數字電容表測電容的操作過程。電容測量過程中應該注意些什麼？

答：操作過程：將面板開關置於ON位置，按下200PF擋按鍵；調節調零旋鈕使顯示屏示值為00.0；將待測電容插入儀表插孔並選好量程。當顯示屏最高位顯示1和低三位無顯示時，表示超量程，需要換較大一檔測量。待穩定後讀取讀數。

注意事項：1、必須先對電容器充分放電，然後在測量電容。測量完畢還應對電容器再次放電；2、測量電容前應先檢查電容器組是否已擊穿短路；3、不能用電流電壓表法和萬用表法測電解電容器的電容。

8 為什麼要通過測量周期來確定低頻信號的頻率？P76-77 答：

9 計數法測量周期的誤差由幾部分組成？怎樣解決？P77

答; 計數法測量周期的誤差包括量化誤差和觸發誤差。前者取決於主閘門開啟時間的長短，可通過周期倍乘擴展的方法增加計數的個數，但也受顯示位數的限制。後者取決於轉換電路的觸發點穩定度

第四章

1 數據採集局測量有哪些差別？P82

答：1、 相對於傳統的電氣測量技術，數據採集技術在測試空間和測試時間上都有了擴展，得到的不再是單個、孤立、間斷的測量值，而是反映多個被測量時域過程的數據群；2、數據採集系統是以計算機技術為依託的可以通過軟體對測得的數據進行處理；3、數據採集系統一般都具備不同程度的智慧型測試功能。

2 數據採集在電氣測試中有哪些套用？P82

答;主要用於對工藝流程參數或設備運行狀態進行實時檢測與監控，可以完成多個測試位置上若干個被測量的長時間的數據採集、量化、傳輸、存儲與處理

3 說明數據採集系統的基本構成並簡要敘述他們的作用P83-84

答：數據採集系統主要由感測器（轉換器、互感器、變送器等）、模擬預處理電路、多路模擬開關、採樣/保持器、模/數轉換器、數/模轉換器、計算機及其外圍設備等構成。

1）感測器（轉換器、互感器、變送器等）, 作用: 按照已知、確定的的函式關係對被測量進行能量轉換；

2）模擬預處理電路，

作用： 主要是對輸入的電壓信號在模數轉換之前進行預處理，使其在幅值、阻抗、信噪比各方面符合模/數轉換器輸入特性的要求； 3） 多路模擬開關

作用; 對多路輸入信號分時按序地施行接通； 4）採樣/保持器

作用：使A/D轉換器在轉換期間內輸入信號端的信號電壓保持不變，以保證A/D轉換器的額定轉換精度，提高數據採集系統的採樣頻率。 5） A/D轉換器

作用： A/D轉換器(ADC)是數據採集系統的硬體核心，是模擬信號與數位訊號的分水嶺

6）計算機系統

作用; 是整個數據採集系統的核心與基礎。 5 數據採集系統中有哪些常用的接口匯流排？各自的主要特點是什麼？P88-89

答; 經常採用的接口匯流排主要有PCI匯流排 、Compact PCI匯流排、USB匯流排、RS－232C匯流排和RS－485匯流排等。

主要特點：1、PCI匯流排主機板插槽體積比原ISA匯流排插槽小，支持突發讀寫操作，最大傳輸速率可達132MB/s（32位）264MB/s（64位），可同時支持多組外圍設備；

2、Compact PCI匯流排是為適應工業現場環境而設計的系統匯流排；

3、USB傳輸速率高達240Mb/s，結構簡單，可以即插即用，支持熱插拔，具有自動配置功能； 4、 RS－232C匯流排具有價格便宜、編程簡單、能夠輕鬆地與廉價的微處理器以及老式計算機聯用等特點；

5、RS－485匯流排採用半雙工工作方式，用於多點互聯時非常方便，傳輸最大距離為1200m，最大傳輸速率為10Mb/s，允許最多並聯32台驅動器和32台接收器。

第五章

1 智慧型儀器是由哪些基本部分構成的，簡要說明各部分的主要功能。P127-128

答; 由模擬輸入、模擬輸出、儀器界面、專用微機或微機處理、外部通信接口和軟體包系統等構成；

1、模擬輸入：對被測信號進行模擬與調理，如格力、降噪、阻抗變換、放大等， 然後進行模數變換，井數據匯流排存入專營微機或微處理器的RAM中；

2、儀器界面：實現良好、快捷、簡便的人際互動功能；

專用微機：既能控制管理整個測試過程，又能進行各種數據的分析處理

3、模擬輸出:減少數位化過程後的信號失真。 4、外部通信口： 通過各種外匯流排工業標準，溝通智慧型儀器與外部系統的聯繫，實現外部程控、網路信息交換、構成綜合測試系統等。

軟體包：構成智慧型測試儀器的軟體體系，在CPU的統一調度管理下，實現智慧型儀器的各種功能；

5、數據匯流排和地址匯流排：數據匯流排是專用微機或微處理器與智慧型儀器的其他部分之間傳送測量數據、中間數據以及控制指令的數字信息流通道。

5 簡要說明GPIB接口匯流排的基本構成。P136-138 答： 在物理結構上，GPIB是一個傳送數字信息的24先並行匯流排。它由16根信號線和8根返回地線組成。其中16根信號線分為三組：a、8根雙向數據線，b、2根接口管理線，c、3根數據傳輸控制線

8.智慧型數字復用表的測量準確度是如何定義的，請簡述之。P146

答：其表示方式為：+—[a% *(Vx)+b% *(Vm)] 其中：a、b為百分比誤差數；Vx、Vm分別為讀數值和所用量程的滿刻度值