4. Електричні вимірювання

Для вимірювання в електричних колах застосовують прилади безпосередньої оцінки та порівняння (перші – показують числове значення вимірюваної величини, у других – вимірювана величина порівнюється із зразковою мірою).

Прилади класифікують:

 за точністю (різні класи точності);

 за принципом дії (різні вимірювальні механізми);

 за видом вимірюваної величини (струм, напруга, потужність);

 за видом струму (постійний, змінний) та інші.

4.1. Похибки вимірювання

Значення DА = А_В – A_Д – абсолютна похибка,

–відносна похибка,

де А_В , А_Д – виміряне та дійсне значення вимірюваної величини.

Значення – основна зведена похибка,

g_{пр max} – клас точності приладу,

де А_ном – номінальна величина приладу, що відповідає кінцевому значенню робочої частини шкали.

Амперметри , вольтметри та ватметри мають такі класи точності:

0,05; 0,1; 0,2; 0,5 – лабораторні прилади;

1,0; 1,5; 2,5; 3,0; 4,0; – технічні прилади.

Число, що вказує клас точності, визначає найбільшу допущену абсолютну похибку у відсотках по відношенню до номінальної величини приладу, або до робочої частини шкали приладу.

4.2. Вимірювальні механізми

Основною частиною приладів є вимірювальний механізм. Він перетворює електричну величину в кут повороту рухомої частини приладу. На шкалі приладу нанесені умовні позначення вимірювального механізму ( табл. 1).

Таблиця 1. Назва та умовні позначення приладів

Назва	Умовне позначення	Назва	Умовне позначення
Магнітоелектричний		Індукційний
Електромагнітний		Електростатичний
Електродинамічний		Вібраційний
Феродинамічний		Тепловий

Магнітоелектричні. Це прилади з рухомою рамкою і магнітом. Застосовують у колах постійного струму для вимірювання струмів і напруг (амперметри, вольтметри).

Електромагнітні. Вони ґрунтуються на взаємодії магнітного поля, що створює нерухома обмотка з вимірювальним струмом, і феромагнітного осердя, що закріплене на осі зі стрілкою. Застосовують частіше у колах змінного

струму (амперметри, вольтметри).

Електродинамічні. Вони грунтуються на взаємодії струмів у двох різних обмотках, з яких одна нерухома, а друга рухома і звязана зі стрілкою. Їх частіше використовують у ватметрах, фазометрах та частотомірах.

Індукційні. Вони грунтуються на взаємодії біжучого магнітного поля, що збуджений змінними струмами, зі струмами у диску приладу. Використовують у колах змінного струму для лічильників електричної енергії.

Є ще електростатичні, вібраційні, теплові та інші прилади. Існує велика кількість цифрових приладів, в яких неперервні величини спочатку перетворюють в цифрові, а потім вимірюють. Для величин, які швидко змінюються, використовують осцилографи.

Задача 4.1

В коло ввімкнені послідовно два амперметра. Перший амперметр має клас точності K_A1=0,5 та номінальне значення шкали I_ном1=30 А, а амперметр другий має відповідно K_A2=1,5 та I_ном2=5 А. Амперметри показали 4 А.Яким амперметром вимірювання здійснено більш точно?

Розвязання

Приймаємо, що зведена похибка дорівнює класу точності приладу,

відкіля .

Абсолютна похибка вимірювання амперметрами: першим 

А: другим А.

Відносна похибка вимірювання амперметрами : першим

; другим 1,875.

Оскільки другий амперметр має відносну похибку менше ніж перший, він здійснив вимірювання більш точно.