- •Электрические измерения неэлектрических величин
- •Часть 1
- •1. Основы электрических измерений
- •1.1. Основные понятия
- •1.1.1. Основные термины и определения.
- •1.1.2. Погрешности измерений.
- •Поскольку истинное значение Xи неизвестно, погрешность находят по приближенной формуле
- •1.1.3. Формы представления результатов измерений.
- •1.2.1. Основные термины и определения.
- •1.2.2. Погрешности средств измерений.
- •1.2. Метрологические характеристики средств измерительной техники.
- •1.2.3. Погрешности измерительных преобразователей.
- •1.2.4. Аддитивная, мультипликативная и нелинейная составляющие погрешности.
- •1.2.5. Основная и дополнительные погрешности.
- •1.2.6. Классы точности средств измерений.
- •1.2.7. Статическая модель средства измерений.
- •1.2.8. Суммирование погрешностей.
- •1.2.9. Обработка прямых измерений.
- •1.2.10. Обработка косвенных измерений.
- •2. Методы измерений электрических величин
- •2.1. Измерение напряжений и токов.
- •2.1.1. Общие сведения.
- •2.1.2. Измерение постоянных напряжений электромеханическими приборами.
- •2.1.3. Измерение постоянных токов электромеханическими приборами.
- •2.1.4. Измерение переменных токов и напряжений электромеханическими приборами.
- •2.1.5. Измерение постоянных напряжений аналоговыми электронными вольтметрами.
- •2.1.6. Измерение переменных напряжений аналоговыми электронными вольтметрами.
- •2.1.7. Измерение напряжений компенсаторами.
- •2.1.8. Измерение напряжений цифровыми вольтметрами.
- •2.1.9. Измерение параметров сигналов электронно-лучевыми и светолучевыми осциллографами
- •Электронно-лучевые осциллографы
- •Структурная схема осциллографа
- •Основные характеристики и виды электронных осциллографов
- •2.2. Измерение параметров электрических цепей
- •2.2.1. Измерение сопротивлений постоянному току.
- •2.2.2. Измерение параметров электрических цепей на переменном токе.
- •Комментарии к Главе 2
- •Задание № 1.
- •Список используемых сокращений
- •Г. Саров – 2010 г.
- •Цели освоения учебной дисциплины « Электрические измерения неэлектрических величин»
- •Место учебной дисциплины в структуре ооп впо
- •Структура и содержание учебной дисциплины (модуля)
- •4.1. Объём дисциплины и виды учебной работы (часы):
- •4. Содержание дисциплины
- •4.1. Тематический план.
- •План лекционных занятий (6 семестр)
- •1 Тема. Вводная лекция.
- •2 Тема. Метрологические характеристики средств измерительной техники
- •3 Тема. Методы измерений электрических величин.
- •8 Тема. Измерение параметров электрических цепей
- •10 Тема. Емкостные(электростатические) преобразователи
- •Программа практических занятий (6 семестр)
- •План лекционных занятий (7 семестр)
- •1 Тема. Методы измерений неэлектрических величин.
- •4 Тема. Методы электрических измерений неэлектрических
- •5 Тема. Методы регистрации быстропротекающих процессов в динамических исследованиях.
- •9 Тема. Методы непрерывной регистрации профилей давления
- •11 Тема Лазерные доплеровские измерительные системы и их применение в ударно-волновых исследованиях.
- •Программа практических занятий (7 семестр)
1.2. Метрологические характеристики средств измерительной техники.
1.2.1. Основные термины и определения.
В данном разделе рассматриваются метрологические характеристики двух основных групп средств измерительной техники: средств измерений и измерительных преобразователей.
Метрологические характеристики средств измерительной техники предназначены для
1) определения результата измерения;
2) определения погрешности результата измерения;
3) определения метрологических характеристик средств измерений, в которых используются данные средства измерительной техники.
Примеры: цена деления шкалы или значение единицы младшего разряда (соответственно для аналоговых и цифровых приборов); номинальное значение меры; градуировочная характеристика средства измерения; номинальная функция преобразования измерительного преобразователя; номинальный коэффициент усиления измерительного усилителя напряжения. {1К13}
Данные характеристики необходимы для определения результата измерения, а также для определения метрологических характеристик измерительных установок или систем. Метрологические характеристики, необходимые для расчета погрешности результата измерения, рассмотрены ниже.
При выборе средств измерительной техники необходимо обращать внимание также и на другие важные технические характеристики: диапазон показаний и диапазон измерений средства измерений, чувствительность, порог чувствительности, смещение нуля, дрейф показаний, входное и выходное сопротивление, частотный диапазон и многие другие. {1К14}
1.2.2. Погрешности средств измерений.
Абсолютная погрешность средства измерений (си) – это разность между показанием средства измерений (Xси) и истинным (Xи) или действительным (Xд) значением измеряемой физической величины:
си = Xси – Xи ≈ Xси – Xд. (1.18)
Если данное средство измерений – мера, то «показанием» является ее номинальное значение.
Относительная погрешность средства измерений (δси) – это отношение абсолютной погрешности Δси к значению Xд, выраженное в долях или процентах:
,
(1.19)
причем в формуле (1.19) вместо Xд можно использовать приближенные значения: результат измерения X или показание средства измерений Xси.
Приведенная погрешность средства измерений (γ) – это отношение абсолютной погрешности си к нормирующему значению Xн, устанавливаемому в стандартах на конкретные разновидности средств измерений. {1К15}
Приведенную погрешность обычно выражают в процентах:
.
(1.20)
Систематическая погрешность средства измерений – составляющая погрешности СИ, остающаяся постоянной (при неизменной измеряемой величине) или изменяющаяся закономерно.
Случайная (центрированная) погрешность средства измерений – составляющая погрешности СИ, изменяющаяся случайным образом и имеющая нулевое математическое ожидание.
К понятиям систематическая и случайная погрешность средства измерений полностью применимы соображения, изложенные выше в разделе 1.1.2, и формулы (1.6) и (1.7), в которых следует заменить погрешность измерения Δ на погрешность средства измерений си.
Статическая погрешность средства измерений – это погрешность СИ, применяемого для измерения неизменной (в процессе измерения) физической величины.
Динамическая погрешность средства измерений – это составляющая погрешности СИ, вызванная изменением измеряемой физической величины в процессе измерения. {1К16}
Остальные понятия, приведенные в классификации рис. 1.2, будут рассмотрены ниже.
