7. Электрические измерения и приборы

1. Понятие о погрешности измерений, классах точности,

классификации электроизмерительных приборов ………………………………. 93

2. Общее устройство механизмов и узлов электроизмерительных приборов ….… 95

3. Условные обозначения на шкалах …………………………………………………. 96

4. Измерительные преобразователи ……………………………………………….… 97

5. Измерение тока и напряжения. Расширение пределов измерений ……………... 98

6. Измерение мощности и энергии. Схемы включения приборов ……………...…. 99

7. Измерение сопротивлений различными методами ……………………………... 100

Основные формулы ……………………………………………………... 102

Обозначения ............................................................................................... 103

Примеры решения задач ........................................................................... 104

Контрольные вопросы .............................................................................. 106

Задачи для самостоятельного решения .................................................. 107

1. Понятие о погрешности измерений, классах точности, классификации электроизмерительных приборов

Измерительные приборы – средства измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Классифицируются по ряду признаков:

1. назначению – амперметры, вольтметры, омметры, частотомеры и т.д.;

2. роду измеряемого тока – постоянный, переменный;

3. принципу действия (системе измерительного механизма) - магнитоэлектрические, индукционные и др;

4. классу точности;

5. условиям эксплуатации и ряду других.

6) По способу применения и в зависимости от конструкции электроизмерительные приборы делят на щитовые (панельные), переносные и стационарные.

Большинство приборов показывают значение электрической величины, соответствующие моменту измерения. Эти приборы называют показывающими. Приборы, имеющие устройства для записи показаний измерения в виде диаграмм или в цифровой форме, называют регистрирующими. Они бывают самопишущими или печатающими. Некоторые приборы, например счетчики электроэнергии, показывают суммарное значение измеряемой величины за определенный промежуток времени, их называют интегрирующими.

Погрешности измерений

Абсолютная погрешность измерения представляет собой разность между измеренным и истинным значениями измеряемой величины:

 А = А_и  А_д , (7.1)

где А_и – измеренное значение;

А_д – действительное (истинное) значение измерительной величины.

Относительная погрешность представляет собой отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины:

(7.2)

Основная приведенная погрешность определяется из следующего выражения:

, (7.3)

где А_m  наибольшая возможная абсолютная погрешность при нормальных рабочих условиях (рабочее положение шкалы, температура 293 К, отсутствие внешних магнитных полей, отсутствие вблизи прибора ферромагнитных масс и т.д.);

Ан  номинальная величина прибора (верхний предел его измерения).

Классом точности прибора называется значение основной допустимой приведенной погрешности _пр, округленное до ближайшего числа, соответствующего стандартному ряду классов точности. Классов точности восемь: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Показания приборов определяются по шкалам, которые в зависимости от типа прибора могут быть линейными, квадратичными, логарифмическими и др.

Постоянная прибора (цена деления прибора)

Сх есть величина, на которую необходимо умножить результат отчета в делениях или миллиметрах шкалы, чтобы получить показание прибора:

С_х = , (7.4)

где Х  изменение значения измеряемой величины;

  линейное (или угловое) перемещение указателя.

Величина, обратная постоянной прибора, называется чувствительностью прибора:

S_х = , (7.5)

В зависимости от способа отсчета электроизмерительные устройства подразделяются на приборы непосредственной оценки, к которым относятся магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, ферродинамические, индуктивные и др, и на приборы сравнения, к которым относятся измерительные мосты и компенсационные измерительные устройства.

Наиболее современным видом электроизмерительных устройств являются цифровые приборы. Относительная погрешность измерения с помощью цифровых приборов определяется по формуле:

(7.6)

где С и В  постоянные коэффициенты, которые указываются в справочной литературе для каждого типа приборов.