1.2. Деякі характеристики електро- і радіовимірювальних приладів
Основними частинами вимірювальних приладів є вимірювальна схема та вимірювальний механізм (вимірник, індикатор). Число, що визначене за відліковим пристроїм останнього, називається відліком. Найчастіше застосовуються с т р і л о ч н і вимірники, у яких відлік проводиться за допомогою шкали й показника. На ряді зі стрілочними використовуються цифрові, електронно-променеві й електронно-світлові індикатори.
Головним елементом шкали стрілочного вимірника є лінія з розподілами та числовими оцінками. Різниця значень вимірюваної величини для двох сусідніх розподілів визначає ціну поділки шкали. Ціна поділки залежить від верхньої та нижньої меж вимірів приладу та числа поділок шкали. Останнє залежно від розмірів шкали вибирається в межах 30—100. В якості прикладу на рис. 1.1 наведена шкала мікроамперметру типу М24 з межами вимірів 0—100 мкА й ціною поділки 2 мкА/поділ.
Показник визначає точку шкали, у якій проводиться відлік. Він звичайно виконується у вигляді тонкої стрілки, леза або нитки, здатних переміщатися уздовж шкали. Електростатичні та високочутливі магнітоелектричні прилади часто мають світловий показник у вигляді тонкого світлового штриха, створюваного на прозорій шкалі за допомогою лампочки накалювання, оптичної системи й дзеркальця.
Рис.1.1. Шкала мікроамперметру М24
Чутливість вимірювального приладу характеризує його здатність вимірювати малі значення фізичних величин. Для більшості стрілочних приладів чутливість визначають як відношення переміщення показника (у лінійних або кутових одиницях або в числі поділок шкали) до зміни величини, що викликала це переміщення. Наприклад, для приладу зі шкалою, показаної на рис. 1.1, зміна струму на 1 мкА викликає переміщення стрілки на 0,5 поділок. Отже, чутливість приладу дорівнює 0,5 поділок/мкА. Чутливість є величиною, зворотній ціні поділки. Про чутливість приладів можна приблизно судити за їх межами вимірів. Наприклад, при наявності двох мікроамперметрів з межами вимірів відповідно 0—500 і 0—100 мкА можна припускати, що другий прилад більш чутливий ніж перший. При радіоелектронних вимірах часто доводиться мати справа з дуже малими значеннями електричних величин, що приводить до необхідності застосування приладів високої чутливості. Це обмежує можливості безпосереднього використання електромеханічних приладів, оскільки їх чутливість визначається параметрами вимірника й найчастіше може бути змінена лише убік зниження ( за допомогою шунтів і додаткових резисторів).
Якщо те саме збільшення вимірюваної величини викликає однакове кутове або лінійне переміщення показника в будь-якій точці шкали, то прилад має рівномірну (лінійну) шкалу, у всіх точках якої чутливість однакова. При нерівномірній шкалі чутливість приладу в різних точках його шкали різна. Нерівномірні шкали характерні для багатьох приладів, що вимірюють електричні опір, змінні напруги й струми.
П о к а з н и к о м приладу називається значення вимірюваної величини, відповідне до відліку за шкалою вимірника. Якщо прилад має одну межу вимірів, то його шкала звичайно градуюється безпосередньо в чисельних значеннях вимірюваних величин і відлік по ній буде показником приладу. У багатомежових приладах граничне значення вимірюваної величини може відрізнятися від найбільшої чисельної оцінки на шкалі і для перекладу відліку в показники необхідно користуватися перекладним множником N. Наприклад, якщо мікроамперметр зі шкалою, представленої на рис. 1.1, має верхню межу виміру 500 мкА, то відлік по шкалі потрібно множити на число N. = 5.
Вимірювальні прилади характеризуються в н у т р і ш н и м о п о р о м, тобто опором між затисками приладу, що служать для з'єднання з об'єктом вимірів. Залежно від схеми включення й призначення приладу його внутрішній опір може відігравати роль вхідного або вихідного опору. Вхідний опір є важливим параметром вольтметрів, частотомірів, осцилографів і інших приладів, які при вимірі створюють для досліджуваного ланцюга додаткове навантаження та поглинають від нього деяку енергію. Вихідним опором характеризуються джерела харчування й вимірювальні генератори.
Електронні прилади у порівнянні з електромеханічними мають значно більш складну вимірювальну схему, що містить генераторні, підсилювальні та перетворювальні вузли, для дії яких необхідні спеціальні джерела живлення. Наявність великої кількості компонентів зменшує надійність роботи та підвищує вимоги до кваліфікації операторів. Однак електронні прилади можуть бути пристосовані для виміру практично будь-яких, у тому числі й неелектричних величин, у будь-якому необхідному частотному діапазоні. Їхня чутливість можна не тільки знижувати, але й підвищувати за допомогою електронних підсилювачів до необхідного межі, що обмежується лише рівнями перешкод, що впливають на вхід приладу, і власних шумів підсилювача.