Лабораторная работа №1. Изучение электроизмерительных приборов
В основе действия электроизмерительного прибора лежит превращение электрической энергии в другие виды энергии: механическую, тепловую, магнитную и т.д. Каждый электроизмерительный прибор состоит принципиально из двух частей: электрического и отсчетного механизмов. Отсчетный механизм большинства приборов имеет шкалу и указатели. Указатель служит для определения точки шкалы, соответствующей отсчету измеренной величины. У большинства приборов указатель выполняется в виде тонкой стрелки или светового зайчика, перемещающихся вдоль шкалы.
По своему назначению основные электроизмерительные приборы могут быть классифицированы следующим образом:
Приборы, предназначенные для измерения силы тока – амперметры и миллиамперметры.
Приборы для измерения напряжения – вольтметры и милливольтметры.
Приборы для измерения электрической мощности – ваттметры.
Приборы для измерения электрического сопротивления – омметры и т.д.
По принципу действия электроизмерительные приборы подразделяются на следующие системы: магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, тепловые вибрационные, электронные и другие.
Электроизмерительные приборы бывают переносные и щитовые, бытовые приборы устанавливаются на распределительных щитках. Систему электроизмерительного прибора можно определить по тем условным обозначениям, которые имеются на его шкале.
Чувствительность и цена деления электроизмерительного прибора
Чувствительностью S электроизмерительного прибора называется отношение линейного или углового перемещения указателя d к изменению измеряемой величины dx, вызвавшему это перемещение,
Размерность чувствительности зависит от характера измеряемой величины (например, чувствительность прибора к току, чувствительность прибора к напряжению и т.д.).
Величина С = 1/S, обратная чувствительности, называется ценой деления прибора. Она определяет значение электрической величины вызывающей отклонение на одно деление, и общем случае цена представляет собой разность значений измеряемой величины для двух соседних меток. Цена деления зависит от верхнего и нижнего пределов измерений прибора и от числа делений шкалы.
Погрешности приборов
Важнейшей характеристикой каждого измерительного прибора является его погрешность. В качестве действительного значения измеряемой величины принимается величина, измеренная образцовым прибором. Разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины 0 называется абсолютной погрешностью :
= – 0
Обычно точность измерения характеризуется относительной погрешностью , которая представляет собой отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:
В большинстве случаев для характеристики точности большинства электроизмерительных приборов пользуются приведенной погрешностью n. Приведенной погрешностью называется отношение абсолютной погрешности к предельному значению измеряемой величины пр, т.е. к наибольшему ее значению, которое может быть измерено по шкале прибора
Под приведенной погрешностью прибора с двусторонней шкалой (нуль по середине) понимается погрешность, отнесенная к сумме верхнего и нижнего пределов измерения, необходимость введения приведенной погрешности объясняется тем, что даже при постоянстве абсолютной погрешности по всей шкале прибора относительная погрешность по мере уменьшения значении измеряемой величины не остается постоянной, а увеличивается. Точность электроизмерительных приборов является главнейшей их характеристикой и лежит в основе деления приборов на классы. Согласно ГОСТу по степени точности измерения электроизмерительные приборы делятся на семь классов: 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4. Показатель класса определяет приведенную погрешность измерения в процентах. Абсолютная погрешность измеряется следующим образом:
=
Например, миллиамперметр класса 1,5 со шкалой 300 мА дает в любом месте шкалы абсолютную погрешность
Приборы классов 0,1; 0,2; 0,5 применяются для точных лабораторию измерений и называются прецизионными. В технике используют менее точные приборы классов 1; 1,5; 2,5 и 4 (технические). Приборы с погрешностью более 4% считаются внеклассными. Класс прибора обычно указывается на его шкале.