
- •Введение
- •2 Физические величины и измерения
- •2.1 Исходные понятия и определения
- •2.2 Единицы физических величин
- •2.3. Классификация измерений
- •3 Средства измерений
- •3.1 Классификация средств измерений
- •3.2 Структура средств измерений
- •3.3 Характеристики средств измерений
- •Метрологические характеристики. Функция преобразования – функциональная зависимость между информативн6ым параметром выходного и входного сигналов средства измерения:
- •Неметрологические характеристики
- •Нормирование метрологических характеристик.
- •4 Погрешности измерений
- •4.1 Понятие о шкалах измерений
- •4.2 Основной постулат метрологии
- •Тогда абсолютная погрешность измерения
- •5 Фактор погрешностей
- •Отсюда погрешность измерения, называемая абсолютной
- •5.1 Систематические и случайные погрешности
- •5.1.1 Систематические погрешности
- •5.1.2 Случайные погрешности
- •5.2 Оценивание погрешностей результатов измерений
- •5.2.1 Прямое многократное измерение
- •Тогда оценкой дисперсии при ограниченном числе наблюдений будет:
- •5.2.2 Прямое однократное измерение
- •5.2.3 Косвенные измерения
- •11 Средства измерений
- •11.1. Меры электрических величин
- •11.2 Преобразователи электрических величин
- •11.2.1 Шунты
- •11.2.2 Добавочные резисторы
- •11.2.3 Измерительные трансформаторы
- •11.2.4 Делители напряжения
- •11.2.5 Измерительные усилители
- •11.3 Аналоговые измерительные приборы прямого преобразования
- •11.3.1 Принцип действия, основы теории электромеханических измерительных приборов
- •Решением этого уравнения является зависимость
- •11.3.2 Электромеханические приборы
- •11.3.3 Электромеханические приборы с преобразователями
- •В выпрямительных преобразователях в настоящее время используют полупроводниковые диоды (германиевые и кремниевые). Недостатком полупроводниковых диодов как выпрямительных преобразователей является:
- •Нелинейность вольт – амперной характеристики.
- •Очевидно, что при однополупериодном выпрямлении
- •11.3.4 Электронные аналоговые приборы
- •11.3.4.1 Электронные вольтметры
- •11.3.4.2 Приборы и преобразователи для измерения частоты и фазы
- •11.3.4.3 Приборы и преобразователи для измерений мощности и энергии
- •11.4 Приборы для измерения параметров электрических цепей
- •11.4.1 Электронные омметры
- •11.4.2 Приборы для измерений добротности, индуктивности и ёмкости
- •11.4.3 Электронно – лучевые осциллографы
- •11.4.4 Анализаторы спектра, измерители нелинейный искажений
- •11.4.5 Особенности регистрирующих приборов прямого преобразования
- •11.5 Мосты и компенсаторы
- •11.5.1 Теория мостовых схем
- •11.5.2 Мосты для измерений сопротивления на постоянном токе
- •11.5.3 Мосты переменного тока для измерений ёмкости, угла потерь, индуктивности и добротности
- •11.5.4 Компенсаторы постоянного тока
- •11.5.5 Компенсаторы переменного тока
- •11.5.6 Автоматические мосты и компенсаторы
- •12 Измерение электрических величин
- •12.1 Измерение тока и напряжения
- •12.1.1 Измерение постоянных тока и напряжения
- •12.1.2 Измерение переменных тока и напряжения
- •12.2 Измерения мощности, энергии и коэффициента мощности
- •12.2.1 Измерения мощности в цепях постоянного тока
- •12.2.2 Измерение мощности в цепях однофазного переменного тока
- •12.2.3 Измерение активной мощности в цепях трехфазного тока
- •12.2.4 Измерение реактивной мощности в цепях трехфазного тока
- •12.2.5 Измерение энергии
- •12.2.6 Измерение угла сдвига фаз и коэффициента мощности
- •Погрешность 3÷10%
- •12.3 Измерение электрических сопротивлений
- •12.3.1 Измерение сопротивления приборами прямого преобразования
- •12.3.2 Компенсационный метод измерения сопротивления
- •12.3.3 Мостовой метод измерения сопротивления
- •12.3.3 Измерение сопротивления изоляции электрических устройств и определение места повреждения изоляции
- •12.3.4 Измерение сопротивления заземления
- •12.4 Измерение параметров электрических цепей переменного тока
- •12.4.1 Особенности измерения составляющих комплексного сопротивления
- •12.4.2 Измерение емкости и угла потерь
- •12.4.3 Измерение индуктивности и взаимной индуктивности
- •12.5 Измерение частоты
5.2.3 Косвенные измерения
В случае
косвенных измерений величины
,
значение
которой находят по результатам
прямых измерений величин
,
связанных с ней зависимостью
Тогда результат измерения
,
где
- погрешности измерения величин
.
Погрешности прямых измерений приводят к тому, что окончательный результат так же имеет погрешность.
В настоящее время нет универсального способа определения абсолютной погрешности косвенного измерения. Но можно дать простой, хотя и не достаточно строгий, рецепт её вычисления, основан на известных способах.
В
простейшем случае, когда искомая величина
определяется из прямых измерений только
величины
,получим
Разложив
в ряд Тейлора, сохраняя лишь члены с
нулевой и первой степенью
(считая, что
),
получим
Отсюда абсолютная погрешность
В общем случае, когда
можно показать, что абсолютная погрешность результата косвенного измерения
где
- частные погрешности,
- коэффициент влияния погрешностей
на погрешность результата косвенных
измерений.
Поскольку
истинные значения
неизвестны, значения
вычисляются приближенно с использованием
в случаи их однократных измерений или
в случае их многократных измерений (то
же относится и к
).
Окончательный результат для соответствующих условий записывается в виде
или
Во втором случае имеется в виду то обстоятельство, что для всех измеряемых величин задают одно и то же значение доверительной вероятности.
Самостоятельно предлагается рассмотреть вопросы:
6. Сопряжение средств измерений.
7. Помехи и помехозащита средств измерений.
8. Обеспечение единства измерений.
8.1. Единство измерений.
8.2. Законодательство в области метрологии.
8.3. Испытание, проверка палитра на средств измерений.
9. Условие проведения измерений.
10. Принципы выборов средств измерений.
Для изучения этих разделов необходимо использовать рекомендованную литературу, а также последние документы в области законодательства по метрологии и техническому регулированию.
11 Средства измерений
11.1. Меры электрических величин
Мерой э.д.с. постоянного тока является нормальный элемент (НЭ) – гальванический элемент с точно известной э.д.с. Высокая точность обеспечивается принципом построения НЭ. Основные характеристики НЭ нормированы ГОСТ.
Выдают
э.д.с. в пределах 1,01880
1,01960В.
Мерой электрического сопротивления в целях постоянного и переменного токов являются измерительные катушки и магазины сопротивления, характеристики которых нормированы ГОСТ.
Мерами индуктивности и взаимоиндуктивности являются измерительные катушки, вариометры и магазины индуктивностей и взаимоиндуктивностей.
Вариометры
– многозначные меры индуктивности и
взаимоиндуктивности. Плавное изменение
либо
обеспечивается
благодаря изменению положения подвижной
катушки относительно неподвижной. У
вариометров индуктивности ротор и
статор включаются последовательно в
одну цепь, у вариометров взаимоиндуктивности
– в разные цепи.
Мерами емкости служат измерительные конденсаторы и магазины емкости, котороые представляют собой наборы измерительных конденсаторов, конструктивно объединенных переключающими устройствами.