Лекция №7

Электрические измерения

1.Виды и методы электрических измерений.

Классификация погрешностей

Измерение – процесс нахождения опытным путем значения физической величины с помощью специальных технических средств (средств измерения).

Существует два вида измерений:

– прямые; – косвенные.

При прямых измерениях искомое значение физической величины определяют непосредственно по показанию прибора. К ним относятся: измерение тока амперметром, электроэнергии счетчиком, напряжения вольтметром и др.

При косвенных измерениях искомое значение физической величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений. Например, измерив ток и напряжение, можно найти величину электрического сопротивления.

Различают два основных метода измерений:

– метод непосредственной оценки: значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора (например, значение тока – по амперметру). Этот метод прост, но имеет сравнительно невысокую точность;

– метод сравнения, при котором измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Этот метод точнее, но процесс измерения более сложный.

Метод сравнения имеет несколько разновидностей:

– нулевой метод, при котором результирующий эффект взаимодействия сравниваемых величин на измерительный прибор доводят до нуля, например, измерения электрического сопротивления с помощью уравновешенного моста;

– дифференциальный метод: на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой, например, измерение электрического сопротивления с помощью неуравновешенного моста;

– метод замещения, при котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой и изменяя эту величину, добиваются такого же показания прибора, как и при действии измеряемой величины.

В связи с тем, что абсолютно точных приборов нет, каждое средство измерения характеризуется погрешностью.

Погрешности делятся на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютная погрешность Δ – это разность между показанием прибора А и действительным значением измеряемой величины: .

Относительная погрешность δ представляет собой отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины А. Обычно относительная погрешность выражается в процентах: .

Приведенная погрешность γ представляет собой отношение абсолютной погрешности Δ к нормирующему значению А_N измеряемой величины: .

Нормирующее значение обычно принимают равным верхнему пределу измерения для данного прибора.

По характеру проявления погрешности делятся на:

– систематические – сохраняются постоянными или изменяются по определенному закону, их значение всегда можно учесть, если ввести соответствующие поправки;

– случайные – изменяются по случайному закону, их нельзя исключить, но можно уменьшить проведением многократных измерений;

– грубые погрешности (промахи) – существенно превышают ожидаемые при данных условиях измерения. Возникают из-за человеческого фактора или неучтенных внешних условий. Выявляются только при многократных измерениях. Их исключают в процессе обработки результатов.

Класс точности прибора показывает допустимое значение погрешности прибора, выраженное в процентах, и указывается на лицевой панели прибора. По стандарту класс прибора может быть: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4. Цифра, которая обозначает класс точности, определяет наибольшую положительную или отрицательную приведенную погрешность данного прибора. Например, для класса точности 0,5 приведенная погрешность составит ±0,5%.