1.5 Эталоны единиц электрических величин (самостоятельная работа)

Средства измерений, предназначенные для воспроизведения и хранения единиц измерений, поверки и градуировки приборов делятся на эталоны и образцовые средства измерения.

Эталон — средство измерения (или комплекс средств изме­рений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение еди­ницы физической величины с наивысшей точностью для данного уровня развития измерительной техники с целью передачи её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. Эталон должен обладать тремя взаимосвязанными свойствами: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Неизменность — свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы физической величин в течение длительного интервала времени.

Воспроизводимость — возможность воспроизведения единицы физической величины с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития техники измерений.

Сличаемость — возможность сличения с эталоном средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для соответствующего уровня развития техники измерений.

Эталоны классифицируют в зависимости от назначения, назначение предполагает оснащение метрологической службы первичными, специальными, государственными, национальными, международными и вторичными эталонами

Первичный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью. Первичные: эталоны — уникальные средства измерений, часто представляют, собой сложнейшие измерительные комплексы. Они составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений и могут быть специальным, государственным, национальным и международным.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы в особых условиях и заменяет для них первичный эталон.

2 Погрешности и обработка результатов измерений

2.1 Общие сведения

Измерение — это определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Измерение можно считать законченным, если найден не только результат измерения, но и проведена оценка его погреш­ности.

Погрешностью результата измерения называют отклонение найденного (измеренного) значения от истинного значения измеряемой величи­ны. На практике используют понятие действительное значение физической величины. Действительное значение физической величины - значение, найденное экспериментальным путем и настолько близкое истинному значению, что для поставленной измерительной задачи может его заменить.

Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения. Поэтому в измерениях необходимо указывать, какова их точность. Для этого вместе с полученным результатом указывается погрешность измерений. Например, запись T=2,8±0,1c. означает, что действительное значение физической величины T лежит в интервале от 2,7 с. до 2,9

В электротехнических измерениях различают несколько видов по­грешностей, которые объединяют в две группы: основ­ная и дополнительная.

Основная погрешность определяется при нормальных условиях ра­боты: температуре, влажности окружающей среды, частоте, форме и значение питающего напряжения, рабочем положении (для электро­механических приборов).

Нормальными условиями работы для измерительных приборов яв­ляются следующие:

• температура (20 ± 5) °С;

^: • относительная влажность (60 ± 15)%;

• атмосферное давление 101,325 кПа (750 + 30 мм рт.ст).;

• значение напряжения мо­жет отличаться от нормального (номинального) значения не более чем на ±10%, (198...242 В), а его частота — не более чем на ± 1 Гц, т.е. в диапазоне 49...51 Гц.

Дополнительная погрешность появляется при отклонении величин, влияющих на результат измерения, от нормальных.

Основная погрешность по характеру проявления делят на три основных класса: систематические, гру­бые и случайные.

Систематическая погрешность при повторных измерениях одной и той же величины одним и тем же прибором остается постоянной или изменяется по определенному закону.

Влияние систематических погрешностей, зависящих от погрешностей средств измерений или несовершенства метода, можно учесть введением поправок; Предварительная (перед измерением) установка показаний ин­дикатора на нуль в аналоговых электромеханических и электронных приборах осуществляется механическим корректором, выведенным под шлиц в нижней части стрелочного индикатора, при выключенном приборе

Результаты, содержащие грубые погрешности (неверный отсчет, не­верная запись показаний и т. п.), обычно не принимают во внимание.

Влияние на результат измерений случайных погрешностей снижается многократным измерением вели­чины и нахождением среднего арифметического из n из­мерений:

Значение А_о называется наиболее вероятным значе­нием величины.

Измерения произвести наиболее просто электроизме­рительными приборами непосредственного отсчета. Точ­ность таких измерений определяется точностью измери­тельного прибора.

Основными способами уменьшения систематической погрешности являются

;

в цифровых и аналоговых электронных приборах — специ­альным регулировочным потенциометром, выведенным на лице­вую панель прибора и обозначенным «Уст. 0», при включенном приборе и закороченном входе.

Предварительная (перед измерением) калибровка прибора выпол­няется только для электронных приборов регулировочным потенцио­метром, выведенным на лицевую панель и обозначенным символом «Калибр», при включенном приборе.

Случайная погрешность при измерениях изменяется случайным образом. Она резко выделяется на фоне систематической погрешности и возникает часто в результате оплошности операто­ра (ошибочного отсчета и записи показаний, влияния природных или техногенных воздействий).

Основными способами уменьшения случайной погрешности являются исключение результатов измерения, резко выделяющихся на фоне систематической погрешности и проведение повторных измерений значений измеряемой величины.