Загальна характеристика електровимірювальних приладів

Якість електровимірювальних приладів визначається чутливістю, точністю вимірювання, границями вимірів, зручністю відліку в різних ділянках шкали, витривалістю до перевантажень, реагуванням на зовнішні поля, на зміну температури тощо.

Чутливість приладу S визначається лінійним або кутовим зміщенням покажчика (стрілки) Δа, що припадає на одиничну зміну вимірюваної величини Δх :

S = . (1)

Обернена величина до чутливості – ціна поділки приладу, так звана стала приладу. Ціна поділки приладу визначається як відношення величини вибраного робочого діапазону до повної кількості поділок на шкалі.

Точність приладу визначається відносною похибкою вимірювання:

ε = , (2)

де Δ =– ₀ – абсолютна похибка вимірювання, тобто різниця між виміряним і дійсним значенням ₀ величини Δ.

На практиці точність приладу прийнято визначати зведеною похибкою.

Зведеною похибкою приладу ε_пр називається відношення абсолютної похибки Δдо граничного значення (найбільшого значення за шкалою приладу) вимірюваної величиниу відсотках:

ε_пр = 100 % (3)

За величиною зведеної похибки прилади згідно із стандартом поділяють на вісім класів точності : 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Клас точності вказується на шкалі приладу. Цю похибку виражають у відсотках. За класом точності приладу визначають абсолютну похибку вимірювання:

Δα = ε_пр. α_max . (4)

Наприклад, міліамперметр класу 0,5 зі шкалою на 100 мА допускає при будь-яких показаннях на шкалі абсолютну похибку:

Δα = ±0,5 % · 100 мА = ± 0,005 · 100 мА = ± 0,5 мА .

Прилади класів 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 називають точними або прецизійними. Менш точними є прилади класів 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; їх називають технічними.

Похибки вимірювань

Під вимірюванням будь-якої фізичної величини розуміють таку операцію, в результаті якої визначають, у скільки разів вимірювана величина більша чи менша за однорідну величину, прийняту за одиницю.

За прямих вимірювань вимірювана величина перебуває безпосередньо у її порівнянні з одиницею вимірювання приладом, проградуйованим в даних одиницях (наприклад, вимірювання довжини лінійкою або температури термометром).

Непрямими вимірюваннями одержують не саму величину, а значення деяких інших величин, що перебувають у відомій математичній залежності з досліджуваною фізичною величиною. Останню розраховують після підстановки результатів прямих вимірювань у цю математичну формулу.

Будь-яке вимірювання неможливо виконати абсолютно точно. Числа, отримувані у результаті вимірювань, дають не істинне, а лише наближене значення вимірюваної величини. Кількісною мірою точності вимірювання є похибка вимірювань, під якою розуміють різницю між виміряним та дійсним (істинним) значеннями величини.

За характером виникнення похибки поділяють на три види: систематичні, випадкові та грубі (промахи). Систематичні та грубі похибки можна звести до мінімуму вдосконаленням методу вимірювання та заміною вимірювального приладу. Випадкові похибки є наслідком дії факторів, яких неможливо уникнути. Для зменшення впливу випадкових похибок фізичне вимірювання потрібно проводити не один, а кілька разів за однакових умов досліду. Далі відповідно опрацьовують одержані результати вимірювання за правилами, які визначаються в теорії похибок, базованій на математичній статистиці та теорії ймовірностей.

Одержаний результат вимірювання має включати в себе як значення вимірюваної величини, так і її похибку.