1.2.3. Погрешности электрических измерений

Абсолютная погрешность ΔА — это разность между измеренным значением электрической величины А_И и ее действительным значением А_Д

ΔА=А_И – А_Д [А; В; Вт]

Действительное значение измеряемой электрической величины (тока, напряжения, мощности) всегда неизвестно, поэтому его можно определить только приблизительно следующими способами:

а) в случае единичного измерения — по показанию А_Э эталонного прибора (образцового или же более точного, чем измеряющий, например, класса 0,05–0,1–0,2), включенного одновременно с рабочим ЭИП, то есть принять А_Д =А_Э.

б) в случае нескольких измерений — как среднее арифметическое значение из результатов этих измерений А_Д = А _СР .

в) в случае единичного измерения и при отсутствии эталонного ЭИП возможную наибольшую абсолютную погрешность (максимально возможную) допустимо вычислить по классу точности (Кл), указанному на шкале рабочего ЭИП

ΔА_MAX =(A_H  Кл)/100 [А; В; Вт].

Относительная погрешность δ — это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой электрической величины

δ = (ΔА / А_Д)  100 %.

Поскольку при правильном выполнении условий проведения измерений на ЭИП высокого класса точности различие между измеренным и действительным значениями электрической величины достаточно мало, то практически в большинстве случаев принимают А_Д = А_И.

Поэтому абсолютную погрешность (максимально возможную) измерения можно вычислить по известному классу точности рабочего ЭИП

∆А_MAX = (A_Н  Кл) / 100 [А;В;Вт],

а для определения относительной погрешности (максимально возможной) используют упрощенную формулу

δ_МАХ = (ΔА_MAX /А_И)  100 = (A_H  Кл) / А_И [%].

Приведенная погрешность γ — это отношение абсолютной погрешности к номинальному значению (пределу измерения) ЭИП, выраженное в процентах

γ = (ΔА/ A_H)  100%.

Класс точности ЭИП (Кл) — это нормированное (стандартизованное) значение возможной наибольшей приведенной погрешности ЭИП

[Кл] ≥ γ _MAX = (ΔА_MAX /А_Н)  100 %.

Восемь классов точности [Кл] ЭИП стандартизованы следующими значениями: 0,05―0,1―0,2―0,5―1,0―1,5―2,5―4,0, поэтому по известному классу точности, указанному на шкале электроизмерительного прибора, можно легко вычислить максимально возможные значения абсолютной и относительной погрешностей выполненного единичного измерения

ΔА_MAX = (А_Н  Кл) / 100 [А; В; Вт],

δ_МАХ = (A_H  Кл) / А_И [%].

1.3. Содержание отчета

В письменном отчете по работе необходимо представить решение следующих задач и ответить письменно на вопросы.

1. Для ваттметра с паспортными данными: I_H = 3 A, U_H = 250 B, N =150 дел., Кл = 1,5 вычислить измеряемую мощность P[Вт] и относительную погрешность δ для следующих показаний, выраженных числом делений n (дел.):

n (дел)	5	10	25	50	75	100	125	150
P (Вт)
δ (%)

Построить график распределения относительной погрешности по шкале ЭИП δ = f(n) и объяснить, почему относительная погрешность снижается к концу шкалы.

2. Определить класс точности поверяемого вольтметра (U_H = 150 B) по приведенным в таблице результатам его поверки с эталонным вольтметром.

UИ (B)	0	9	31,5	49,2	78	102	149
UЭ (B)	0	10	30	50	75	100	150

3. Определить в какой части шкалы относительная погрешность ЭИП δ в 2 раза и более превышает класс точности.

Объяснить, почему результат не зависит от предела измерения ЭИП, а также, в какой части шкалы и почему рекомендуется проводить измерения электрических величин.

4. При сохранении заданного расположения ваттметра и резисторов R₁―R₂―R₃ начертить 5 электрических принципиальных схем и 5 монтажных схем включения ваттметра для измерения электрической мощности резисторов: 1) R₁ ; 2) R₂ ; 3) R₃; 4) R₁+R₂ ; 5) R₂+ R₃ ; 6) R₁+ +R₂+ R₃. (рис. 5).

Рис. 5. Схема измерения электрической мощности резисторов