
- •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. Метрологические характеристики средств измерительной техники.
- •1.2.1. Основные термины и определения.
- •1.2.2. Погрешности средств измерений.
- •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)
1.2.3. Погрешности измерительных преобразователей.
Рассмотренная классификация погрешностей средств измерений применима и для измерительных преобразователей (ИП). Однако для них, кроме того, широко используются еще два понятия: погрешность ИП, приведенная ко входу (погрешность по входу), и погрешность ИП, приведенная к выходу (погрешность по выходу). Информация об этих погрешностях необходима для расчета метрологических характеристик средств измерений, в состав которых входят измерительные преобразователи.
Функцией преобразования измерительного преобразователя называют зависимость между информативными параметрами* входного и выходного сигналов измерительной информации.
В качестве примера рассмотрим ИП, входным и выходным сигналами которого являются электрические напряжения. Информативным параметром напряжения на входе ИП является действующее значение этого напряжения, а информативным параметром напряжения на выходе – частота выходного напряжения. Функция преобразования такого ИП – это зависимость между действующим значением напряжения на его входе и частотой напряжения на выходе.
Введем следующие обозначения: x – входная величина ИП (истинное значение информативного параметра входного сигнала), y – выходная величина ИП, φ(x) – реальная функция преобразования ИП, φн(x) – номинальная функция преобразования. По определению
Δвых(x) = φ(x) – φн(x), (1.21)
где Δвых(x) – абсолютная погрешность ИП по выходу.
Погрешность ИП можно привести к его входу:
Δвх(x) = Ψн[φ(x)] – x, (1.22)
где Δвх(x) – абсолютная погрешность ИП по входу, а Ψн – функция, обратная функции φн.
Приведенные определения абсолютных погрешностей ИП по входу и выходу иллюстрирует рис. 1.3.
Абсолютную погрешность ИП по входу можно интерпретировать следующим образом. Предположим, что ИП используется для измерения физической величины x. На выходе ИП включен точный прибор, измеряющий выходную величину y с пренебрежимо малой погрешностью.
Зная значение y = φн(x), экспериментатор находит результат измерения X входной величины по известной ему номинальной функции преобразования X = Ψн(y) = Ψн[φ(x)]. Таким образом, найденное по формуле (1.22) значение Δвх(x) можно рассматривать как составляющую погрешности, вносимую ИП в результат измерения входной величины x.
Рис.
1.3.
Если φ(x) и φн(x) – функции, производные которых изменяются медленно и плавно, то
. (1.23)
Если φн(x) – прямая, то формула (1.23) еще более упрощается. Например, если ИП – измерительный усилитель с номинальным коэффициентом усиления Кн, то его погрешности, приведенные ко входу и выходу, связаны между собой простым соотношением:
Δвых = Кн Δвх . (1.24)