3. Погрешности измерений и измерительных приборов

Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины является погрешностью измерения.

Абсолютная погрешностьединичного измерения –(выражается в единицах измеряемой величины):

,

Относительная погрешностьединичного измерения –(выражается в долях или в процентах):

,

где – результат измерения;

– истинное значение измеряемой величины.

Так как истинное значение измеряемой величины в принципе не известно, то проведя несколько (N) опытов можно вычислить среднеквадратическую погрешность и относительную погрешность:

,,

где A_i– значение, полученное в результате одного из опытов;

– среднее значение измеряемой величины, полученное в результате нескольких опытов.

Погрешности измерений зависят от погрешностей измерительного прибора. Следовательно, аналогично: абсолютная погрешность измерительного прибора – это разность между показанием прибораи истинным значением измеряемой величины:

,

а относительная погрешность измерительного прибора равна:

.

Приведенная погрешность измерительного прибора:

,

В этом выражении L– нормирующее значение, равное номинальному значению шкалы (т.е. предельное значение, которое может быть измерено по шкале прибора) для приборов с односторонней нулевой или безнулевой, равномерной или степенной шкалой. Для приборов с равномерной или степенной двухсторонней шкалой (нулевая отметка которой находится внутри шкалы)Lравно арифметической сумме конечных значений шкалы (без учета их знака).

Более подробно теория погрешностей изложена в Справочнике по электроизмерительным приборам.

4. Характеристики измерительных приборов

Пределом измерения прибора называют то значение измеряемой величины, при котором стрелка прибора отклоняется до конца шкалы. На практике широко используются многопредельные (многошкальные) приборы, имеющие несколько пределов измерений.

Цена деленияприбора равна значению измеряемой величины, которое вызывает отклонение указателя (стрелки) на одно деление шкалы прибора. (Например, предел измерения вольтметра 10В, шкала имеет 100 делений. Тогда цена деления этого прибора равна 0,1В/дел.)

Чувствительностьюэлектроизмерительного прибора называется отношение линейного или углового перемещения указателя прибора к измеряемой величине, вызвавшей это перемещение:

,

где – линейное или угловое перемещение;

– измеряемая величина.

(Например, при токе 3 Астрелка амперметра сместилась на 36 делений. Чувствительность данного прибора=36/3=12дел/А.)

Электроизмерительные приборы характеризуются классом точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4. Число, обозначающее класс точности, равно предельному значению погрешности прибора, выраженному в процентах от всей шкалы:

,

где - максимальная погрешность прибора;

- предельное значение измеряемой величины.

Класс прибора обычно указывается на шкале. Если класс точности на приборе не указан, то он считается равным четырем.

5. Обозначения на шкалах электроизмерительных приборов

Обозначения единиц.

А– амперы;mA– миллиамперы;А– микроамперы;V– вольты;кV– киловольты;W– ватты;- омы;М- мегаомы;Н– генри;F– фарады;Hz– герцы;kWh– киловатт-часы.

Система прибора.

магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой (с механической противодействующей силой);

магнитоэлектрический логометр (без механической противодействующей силы);

магнитоэлектрический прибор с выпрямителем;

магнитоэлектрический экранированный переносной прибор;

магнитоэлектрический щитовой брызгозащитный прибор;

магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом;

магнитоэлектрический стрелочный щитовой прибор;

электромагнитный прибор (с механической противодействующей силой);

электромагнитный логометр (без механической противодействующей силы);

электродинамический прибор;ферродинамический прибор;

индукционный прибор;электростатический прибор;

тепловой прибор;термоэлектрический прибор;

выпрямитель полупроводниковый;электронный прибор;

илимагнитоэлектрический прибор с магнитным экраном;

электростатический прибор, защищенный от внешних электрических полей.

Род измеряемого тока.

постоянный;переменный; и постоянный и переменный; трехфазный.

Класс точности.

Класс точности обозначается цифрой (например: 0,5; 1,5; …) и может быть обозначен цифрой, обведенной окружностью.

Положение шкалы прибора.

• горизонтальное; вертикальное;наклонное.

Рекомендуемое положение прибора.

горизонтальное;вертикальное;

Изоляция корпуса прибора от измерительной цепи.

изоляция выдерживает напряжение 5 кВ;предостерегающий знак высокого напряжения или знак красного цвета: «Осторожно! Прочность изоляции не соответствует нормам».

Технические условия.

По условиям эксплуатации приборы разделяются на три группы. Обозначается соответствующей буквой, иногда «буква в треугольнике».

Группа А(на шкалу не наносится) – приборы предназначены для работы при температуре окружающего воздуха (t_в) от +10 до + 35Си при относительной влажности (φ) до 80%.

Группа Б–t_в: – 30+ 40С,φдо 90%.

Группа В: В₁–t_в: – 40+ 50С,φдо 95%;

В₂–t_в: – 50+ 60С,φдо 95%;

В₃–t_в: – 50+ 80С,φдо 98%.

По степени защищенности от внешних магнитных или электрических полей приборы разделяются на четыре категории.

Категория защищенности прибора от внешних полей	I	II	III	IV
Допускаемое изменение показаний прибора (%)

Устойчивость к механическим воздействиям

ОП – обыкновенный с повышенной механической прочностью; ТП (ВП, УП) – тряско(вибро-, ударо-)прочные; ТН (ВН) – нечувствительные к тряске (вибрации).

Некоторые обозначения вспомогательных частей

ДС – добавочное сопротивление; НШ – наружный шунт (отдельный) (например: НШ 75 mV– калиброванный 75мВ); КП – провода соединительные калиброванные.

Другие обозначения

при работе с прибором руководствоваться указанием в его паспорте или описанием;

─ + знаки полярности у зажимов прибора при включении его в цепь постоянного тока;

магнитный экран;

знак общего зажима комбинированного прибора;

направление ориентировки прибора в магнитном поле Земли.

Пример группировки обозначений: прибор с вертикальной шкалой группы В₁, вибропрочный, с нормальной температурой 27⁰С.

Кроме этого на шкале прибора указаны: масса; номинальные значения сопротивления (R), индуктивности (L), температуры (если она отличается от +20 ± 5⁰С); предельные и номинальные значения (или область значений) силы тока, напряжения и частоты (если отлична от 50 Гц); тип (шифр) прибора (например: ЛМ – микроамперметр или милливольтметр; М24 – микроамперметр; М45; Э51; АВО-5М; МСВ-49 и т.д.); товарный знак изготовителя и год выпуска; ГОСТ; серийный номер и некоторые специальные характеристики или параметры (например: постоянная гальванометра (А/дел)).