4.6. Основные характеристики электроизмерительных приборов

Основными характеристиками электроизмерительных приборов являются: функция преобразования, чувствительность, порог чувствительности, диапазон измерений, область рабочих частот, класс точности, потребляемая мощность, быстродействие, входное сопротивление.

Чувствительность измерительного прибора определяется из уравнения преобразования и равна отношению изменения сигнала на выходе прибора к его изменению на входе:

.

Обратная чувствительности величина является ценой деления.

Порог чувствительности − минимальное значение входной величины, которое можно обнаружить с помощью данного прибора.

Диапазон измерений − область значений измеряемой величины, для которой показания прибора соответствуют его классу точности.

Диапазон измерений может состоять из нескольких поддиапазонов.

Область рабочих частот – полоса частот, в пределах которой погрешность измерительного прибора, вызванная изменением частоты, соответствует паспортному значению.

Класс точности − обобщенная характеристика, определяемая пределами допустимых основных и дополнительных погрешностей.

Класс точности − отношение абсолютной погрешности к предельному значению шкалы прибора :

.

Следует отличать класс точности прибора от его относительной погрешности, определяемой по формуле

,

где − среднее значение измеряемой величины.

Пример.

Пусть ток 50 мА измеряем миллиамперметром класса точности = 1 со шкалой = 150 мА. Это означает, что абсолютная погрешность прибора:

.

Следовательно, относительная погрешность нашего измерения:

,

а не 0,5 %, как если бы мы измеряли ток 150 мА.

Из данного примера видно, что для проведения измерения с выcокой точностью следует подобрать такой прибор (или предел на многопредельном приборе), чтобы измеряемая величина составляла 70-90 % предельного значения шкалы.

Основные параметры измерительного прибора указаны на шкале прибора (рис. 4.8) или приводятся в паспортных данных.

Рис. 4.8. Миллиамперметр четырехпредельный

Условные обозначения, нанесенные на его шкале, показывают, что прибор магнитоэлектрической системы для измерения постоянного тока (–) при горизонтальном расположении шкалы, предназначен для закрытых сухих неотапливаемых помещений (Б), относительная (приведенная) погрешность составляет 1% (класс точности 1), измеряемая цепь изолирована от прибора и испытана напряжением 2 кВ , отклонение стрелки происходит при пропускании тока 3 мА, модель прибора М45М, прибор изготовлен в 1968 г., заводской номер № 216478, в соответствии с ГОСТ 8711-60.

4.7. Определение цены деления многопредельных приборов

Шкалы приборов имеют деления. Для перевода числа делений в единицы измеряемой величины необходимо отсчет по шкале умножить на цену деления шкалы для данного предела измерения.

Если прибор однопредельный, то цена деления прибора – неизменная величина. Если прибор многопредельный, то каждое переключение регулятора пределов вызывает изменение цены деления шкалы прибора.

Цена деления – это число единиц измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы.

Чтобы определить цену деления шкалы, нужно предел измерения прибора (к которому подключен прибор) разделить на общее число делений шкалы:

,

где – предельное значение измеряемой величины; – максимальное число делений шкалы.

Пример.

Пусть имеется четырехпредельный миллиамперметр рис. 4.8 со шкалой на = 75 делений и с пределами измерений, указанными в табл. 4.1. Если предельное значение силы тока = 150 мА, то в этом случае цена деления шкалы: =150/75 = 2 мА/дел.

Зная цену деления , можно легко пересчитать наблюдаемое отклонение стрелки прибора в измеряемую величину . Например, если = 2 mA/дел, а показание прибора = 63 деления шкалы, то измеряемый ток = 63·2 = 126 мА.

Таблица 4.1. Определение цены деления многопредельных приборов

Диапазон	Предел измерений , мА	Цена деления
I	0 – 150	150/75 = 2
II	0 – 75	75/75 = 1
III	0 – 15	15/75 = 0,2
IV	0 – 3	3/75 = 0,04

Например, если упомянутый выше прибор переключили на предел измерения 0 – 75 мА, то цена деления уже составит 75/75 = 1 мА/дел. Режим самый удобный для измерений, но измерение тока на этом пределе в данном случае производить нельзя, т. к. величина тока 126 мА выше предельно допустимой 75 мА.