3 Классификация измерительных приборов и их шкал.

Измерительные приборы классифицируется по:

I По принципу действия:

1 электромеханические приборы, используемые в цепях постоян­ного тока и на низких частотах;

2 электронные приборы, используемые в цепях постоянного тока и во всем диапазоне частот.

II По способу выдачи результата:

1 аналоговые (со стрелочным индикатором, самопишущие), показа­ния которых являются непрерывной функцией измерения и изме­ряемой величины;

2 цифровые, показания которых образуются в результате автомати­ческого вырабатывания дискретных сигналов измерительной ин­формации, представленной в цифровой форме.

III По назначению:

1 рабочие приборы предназначены только для измерения во всех об­ластях хозяйственной деятельности;

2 образцовые приборы служат для поверки и градуирования рабо­чих приборов. Погрешность измерения образцовых приборов на 1—2 порядка меньше по сравнению с рабочими приборами.

Стоимость прибора напрямую связана с погрешностью измерения: если прибор имеет погрешность в 10 раз меньше, то стоит такой при­бор в 10 раз дороже.

Шкалы измерительных приборов классифицируются по:

I По признаку равномерности:

1 равномерная шкала — это шкала с делениями постоянной длины и с постоянной ценой деления (рис. 1.2, а);

2 неравномерная шкала — это шкала с делениями непостоянной длины и с непостоянной пеной деления (рис. 1.2, 6).

Рис. Шкалы аналоговых приборов: равномерная (а), неравномерная (6), прямая (в), обратная (г), односторонняя (д), двухсторонняя (е), безнулевая (ж).

II По признаку направления градуирования:

1 прямая шкала градуирована слева направо, т.е. нуль на шкале рас­положен слева (рис 1.2, в) ;

2 обратная шкала градуирована справа налево, т.е. нуль на шкале расположен справа (рис. 1.2, г).

III По положению нуля на шкале и направлению движения стрелки индикатора:

1 односторонняя шкала — это шкала, стрелка индикатора кото­рой при измерении отклоняется только в одну сторону от нуля (рис. 1.2, д);

2 двухсторонняя шкала — это шкала, стрелка индикатора при из­мерении которой отклоняется как влево, так и вправо от нуля. Причем отклонение влево от нуля дает отрицательные значения измеряемой величины, а отклонение вправо — положительные (рис. 1.2, е);

3 безнулевая шкала — это шкала, на которой отсутствует нулевая отметка (рис. 1.2, ж).

Тема 1.2 Основы теории погрешностей

План:

1 Основные понятия.

2 Погрешности прямых измерений.

3 Погрешности косвенных измерений.

1 Основные понятия.

При любом измерении физической величины неизбежны погрешности, какими бы точными и совершенными ни были средства и методы измерения и как бы тщательно ни выполнялись эти измерения. Поэтому истинное значение физической величины определяется только приблизительно.

Погрешность характеризует несовершенство измерения. Характеристикой качества измерения является точность измерения v, отражающая меру близости результата измерения к истинному значению измеряемой физической величины.

В метрологии используются два понятия: погрешность результата измерения и погрешность средства измерения.

Эти понятия близки друг к другу и классифицируются по одинаковым признакам.

Погрешность результата измерения - это отклонение результа­та измерения от истинного значения измеряемой физической величи­ны. Так как истинное значение измеряемой величины неизвестно, то при количественной оценке погрешности измерения используют зна­чение физической величины, найденное экспериментально и настоль­ко близкое к истинному значению, что в реальной измерительной за­даче может быть использовано вместо него.

Погрешность средства измерения — это разность показаний сред­ства измерения и истинного (действительного) значения измеряемой физической величины. Она характеризует точность измерений, вы­полняемых с помощью данного прибора.

В электротехнических измерениях различают две группы по­грешностей:

1) основная погрешность определяется при нормальных условиях работы (температуре, давлении и влажности окружающей среды, ча­стоте, форме и значению питающею напряжения);

2) дополнительная погрешность появляется при отклонении значе­ний, влияющих на результат измерения, от нормальных.

Основная погрешность включает в себя две составляющие: систе­матическую и случайную.

Систематическая погрешность при повторных измерениях одной и той же величины одним и тем же прибором остается посто­янной или изменяется по определенному закону. В обоих случаях она легко обнаруживается и может быть исключена из результата изме­рений. Источниками систематической погрешности могут быть сред­ство измерения (инструментальная составляющая), метод измерения (методическая составляющая), оператор (субъективная составляю­щая).

Практическими рекомендациями по уменьшению систематической погрешности являются предварительная установка показания инди­катора на нуль, предварительная калибровка прибора и введение по­правки.

Случайная погрешность при повторных измерениях изменяется случайным образом. Она резко выделяется на фоне систематической погрешности. Основным способом уменьшения случайной погрешно­сти является обработка результатов измерений методами статистики и теории вероятности.