3. Характеристики измерительных приборов.

Пределом измерения прибора называется то значение измеряемой величины, при котором стрелка-указатель прибора отклоняется до конца шкалы. На практике применяются многошкальные приборы.

Цена деления шкалы прибора равна значению измеряемой величины, вызывающему отклонение указателя на одно деление шкалы прибора. Она численно равна отношению предела измерения к количеству делений шкалы.

Чувствительностью прибора называется отношение линейного (или углового) перемещения указателя к измеряемой величине, т.е. величина, обратная цене деления.

П р и м е р : вольтметр имеет шкалу в 50 делений и предел 150 В. Тогда

цена деления равна 150 : 50 = 3 (В/дел.);

чувствительность - 50 : 150 = 1/3 (дел./В).

Класс точности ЭИП : g = ( D Х _м / Х _и ) 100 % ,

где D Х _м – максимальная абсолютная погрешность прибора;

Х _и - значение измеряемой величины, соответствующее перемещению указателя на всю шкалу.

Класс точности следует отличать от относительной погрешности

измерения: В = ( D Х _м/ Х ) 100 % ,

где Х не обязательно лежит на краю шкалы. Поэтому В ³ g .

Шунт – это специально подобранный для данного амперметра резистор, подключенный параллельно прибору и предназначенный для расширения пределов измерения (при этом строго определенная часть тока внешней цепи будет ответвляться в шунт). Распределение тока между амперметром и шунтом обратно пропорционально их сопротивлениям.

Добавочное (балластное) сопротивление - это резистор, подключенный последовательно вольтметру и предназначенный для расширения пределов измерения. При этом строго определенная доля внешнего напряжения падает на резисторе, а распределение напряжения между вольтметром и резистором пропорционально их сопротивлениям.

Лекция 5. Измерение параметров активных и реактивных сопротивлений.

ПЛАН:

1. Методы и приборы непосредственной оценки.

2. Приборы и методы сравнения (измерительные мосты).

3. Резонансные методы измерения параметров элементов и цепей.

5.1. МЕТОДЫ И ПРИБОРЫ НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ.

Диапазон сопротивлений, подлежащих измерению, составляет 10^-8- 10¹⁶ Ом, причем точность измерения очень малых и очень больших значений сопротивлений невысока: для нижней границы погрешность составляет

(2-5) % , для верхней (10-20) %. Микропроволочные резисторы с

R£ 10¹⁰ Ом измеряют с погрешностью (0,001-0,1) %. В зависимости от пределов измеряемых сопротивлений измерители сопротивлений подразделяются на миллиомметры, омметры, мегаомметры, тераомметры (с верхним пределом больше 10⁶ МОм).

В схеме электромеханического омметра для измерения больших сопротивлений (рис. 5.1-а) измеряемое сопротивление R _x включено последовательно с измерителем; в схеме для измерения малых сопротивлений (рис. 5.1-б) – параллельно с ним.

Рис. 5.1. Принципиальные схемы аналоговых омметров для измерения больших (а) и малых )б) сопротивлений.

. Если в процессе измерения приложенное напряжение U поддерживать постоянным, то ток I является функцией сопротивления R_x. В схеме на рис. 5.1-а ток обратно пропорционален сопротивлению, поэтому шкала прибора должна быть обратной, а на рис. 5.1-б – прямой, так как ток через прибор, включенный параллельно сопротивлению R_x, будет пропорциональным R_x.

Омметры реализованы в комбинированных приборах Ц4313, Ц4314, Ц435 и др. Основной недостаток омметра – зависимость его показаний от значения напряжения U , поэтому перед измерением проверяется правильность градуировки шкалы в омах и выполняется соответствующая подгонка регулируемым электрическим шунтом или добавочным сопротивлением.

В настоящее время получили широкое распространение электронные омметры. Они измеряют не ток, а напряжение.

Рис. 5.2. Схема электронного омметра.

При измерении падения напряжения на Rx (при измерении малых сопротивлений₎ шкала прибора будет прямой, а при измерении напряжения на R_o (при измерении больших сопротивлений) – обратной.

В электронных омметрах схема питается от специального стабилизированного источника питания. Применение операционного усилителя, представляющего собой высокостабильный усилитель постоянного тока с параллельной обратной связью по напряжению (рис. 5.3) позволяет создать омметры с равномерной шкалой и широкими пределами измерений (R_{x max} / R_{x min} » 10 ¹⁰ ) ,- например, прибор Е6-10.

Рис. 5.3. Схема электронного омметра на операционном усилителе.