电磁测量

　　电磁测量（汉语拼音：Diance Celiang；英语：electromagnetic measurements），研究电学量、磁学量以及可转化为电学量的各种非电量的测量原理、方法和所用仪器、仪表的技术科学。在自然界众多的现象和规律中，电磁规律与其他物理现象具有广泛的联系，例如电或磁的力学效应、热效应、光效应、化学效应等。这不仅为电学量和磁学量本身的测量，而且为几乎所有非电量的测量提供了多种多样的方法和手段。由于电信号比其他种类信号更便于转换、放大、传送，而电子计算机也要求输入电信号，因此，电磁测量在技术科学领域中具有十分重要的地位。

　　测量是将未知量与标准量进行比较以达到定量认识的过程。在电磁测量中，标准器件所提供的标准量，不一定与未知量属同一性质；即使同一性质，它们的量值可能相差很大。为此，在比较前需将未知量与标准量变换为同一性质和数量上可比较的量。例如测量仪器中，多是将未知量和标准量在测量线路中转换为电压（或电流）以进行比较。

　　电磁测量对电磁学以及电工科学技术的发展起着重要的作用。在电学与磁学早期分别发展阶段，科学家为深入观察和定量认识客观规律，通过测量做了很多探索工作，如1785年，C.-A. 库仑用静电扭秤测静磁相互作用和静电相互作用的力，得到了平方反比定律（即库仑定律）；A.-M.安培、G.S.欧姆等人所做的实验等，在电磁学的发展中具有重要意义。当电磁科学的研究成果转向生产实际形成电工技术时，新兴的电力工业、电工设备制造业更需要大量各种类型的监测仪器和测量方法。电磁测量这一技术科学在促进其他学科与技术发展的过程中，自身也在不断地吸取各有关学科的新成就，从而完善了自己的学科体系。

对象

　　以电学量和磁学量为主。电学量包括电学量（如电压V、电流I、电功率P、无功功率Q、功率因数λ等）和电参数（如电阻R、电容C、自感L、互感M等），其中V和I是基本量，其他一些量可以从它们间接得到。磁学量包括磁通Φ、磁通密度B、磁场强度H、磁导率μ、铁损等。其中B与H为基本量。20世纪50年代以后出现的数字测量技术，则以时间、频率（或脉冲数）为基本量。

方法

　　从测量技术考虑，要想获得可靠的测量结果，首先须设法将被测对象与同时存在的或纠缠在一起的其他因素分离开；其次，要采取种种措施突出被测对象，以使测量结果符合准确度要求。为此，除选择合适的测量方法外，还要选用合适的测量仪表和线路，必要时还须对线路进行电磁屏蔽防护。

　　按测量方式可将电磁测量方法分为：

　　①直接测量。实测的结果就是被测量。

　　②间接测量。通过简单函数关系，从几个实测数据求得被测量。例如，用伏安法测电阻值时，需先测出电压和电流值，再由欧姆定律求出电阻值。

　　③组合测量。先测出具有一定函数关系的几个量，再解联立方程求出被测量。

　　按获得测量数值的方式，电磁测量方法可分为：

　　①直读法。利用电测仪表直接读取被测量值。磁学量测量主要用此法。

　　②比较测量法，简称较量法。使被测量和作为标准的已知量一起在比较仪器中进行比较以求得被测量。较量法又分为零值法（测量时使仪器指零，如用电桥测量电阻）、替代法（用已知量代替被测量，不引起仪器状态的变化）、差值法（用被测量与已知量的差值作用于仪器）。磁学量的测量很少用较量法（因磁学标准器难于制作）。

　　常用的测量方法还有：单表法、电压表-电流表法、谐振法和过渡过程法等。

屏蔽

　　为防止电磁干扰导致测量误差所采取的措施。电磁测量中遇到的干扰源有外部干扰源与内部干扰源两类。外部干扰源主要有高电压、大功率输电线，用电器件在空间形成的电场、磁场、电磁场，天电、空间电磁场，地磁以及两接地点间的电压降等。内部干扰源常见的有电源变压器的漏磁场 ，测量线路和元件所产生的电场、磁场和绝缘漏电等。对电磁测量干扰大的是外部干扰源。

　　电磁屏蔽的原则是：

　　①覆没。提高信号电平，降低干扰与信号电平之比。

　　②阻塞。

　　③疏导。给干扰信号设置一个通路，使其绕过易受干扰的部分。

　　④抵消。

　　⑤修正。

　　⑥吸收。

　　具体方法有：绝缘隔离，以减少漏电流；用金属屏围护需防护的电路；采用无定向结构；电磁屏蔽。

误差

　　电磁量的测量值与其真值之差，又称绝对误差。绝对误差与被测量真值之比称相对误差。电磁测量仪表的测量误差与仪表量程的上限值之比为仪表的引用误差，用以表征仪表的准确度级别。

　　测量误差的原因为：

　　①仪表的制造、安装、调整等不完全符合要求。

　　②测量条件（如温度、外界电磁场、交流电波形和频率等）未能满足测量要求。

　　③操作不当。

　　④测量方法不完善。

　　误差按性质可分为系统误差、偶然误差和疏失误差。减少系统误差的办法是改善实验设计和引入修正值。减少偶然误差的办法是增加测量次数。减少疏失误差的办法是操作规范化。在同一条件下进行几次测量时，各次误差为 δ1，δ2，…，δn。为表述该条件下的误差值可有以下方法：

　　①标准差。

　　②平均误差。

　　③或然误差。δi绝对值从小到大排列的居中者。

　　④极限误差。δi绝对值实际不超过的界限。由于被测量真值很难得到，20世纪60年代以后又引入了不确定度，指测量结果附近包含真值的一个范围。实际测量结果的误差常常是测量结果的不确定度。