Лекция №3. Электрические измерения, методы измерений и измерительные приборы

Измерением называется сравнение физической величины с принятым за единицу значением через физический эксперимент. В общих случаях для такого сравнения измеряемой величины с мерой, которая называется вещественным воспроизведением единицы измерения, необходимо применить специальный прибор сравнения.

Для упрощения процесса измерения применяется прибор непосредственного отсчета, который показывает численное значение измеряемой величины на шкале или циферблате. При этом не применяется некоторая дополнительная мера, но она учитывалась при градуировании шкалы отсчёта данного прибора.

Способы и методы измерения электрических величин

По способу получения результата измерения способы можно классифицировать как

1. Способ непосредственной оценки.

2. Косвенный способ.

3. Совокупный способ

При этом могут быть использованы следующие методы:

а) метод сравнений:

а) мостовой;

б) компенсационный.

Метод непосредственной оценки называются прямыми, если результаты измерений непосредственно определяют значение величины. При данном методе пределом точности измерения считается точность измерительного прибора непосредственного отсчета.

Измерения называются косвенными, если измеряемую величину определяют через прямые измерения других физических величин, связанных с определяемой известной зависимостью.

При косвенных измерениях вероятно снижение точности по сравнению с точностью при прямом методе измерения, так как наблюдается сложение погрешностей прямых измерений величин, которые входят в расчетные уравнения.

Измерения называются совокупными, если конечный результат измерений определяется из результатов нескольких групп прямых или косвенных измерений отдельных величин, от которых исследуемая величина зависит некоторым образом (пример с оценкой драпируемости).

По способу применения приборов и мер различают следующие основные методы измерения: метод непосредственного измерения, нулевой и дифференциальный.

Нулевой метод заключается в том, что образцовая величина регулируется и доводится до равенства с измеряемой величиной. При этом измерительный прибор, который должен обладать высокой чувствительностью, устанавливает факт осуществления равенства. Из числа подобных методов электрических измерений выделяются мостовые и компенсационные.

Дифференциальные методы измерения обладают еще большей точностью. При этом измеряемую величину уравновешивают известной величиной, однако до полного равновесия измерительная цепь не доводится, а путем прямого отсчета измеряется разность измеряемой и известной величин. Примером применения такого метода является измерение величины э. д. с. через сравнение ее с известной и близкой к ней от другого источника.

Для систематического наблюдения за режимом работы электрооборудования и учёта электроэнергии в электрические цепи включают различные измерительные приборы. Эти приборы измеряют величину тока, напряжения, мощности, cosφ, частоту и т.д. Вследствие высокой точности, простоты устройств, надёжности эл. измерительные приборы часто используются для измерения многих неэлектрических величин, контроля и автоматизации производственных процессов.