Системы электроизмерительных приборов

Электроизмерительным прибором называется устройство, служащее для измерения электрических величин. По принципу действия электроизмерительные приборы делятся на следующие системы: магнитоэлектрическую, электромагнитную, электродинамическую, индукционную, термоэлектрическую, электростатическую, вибрационную, электронную. Краткое описание и обозначение системы на шкале прибора приведено в табл. 1.1. Другие условные обозначения на шкалах приборов приведены в табл. 1.2.

Таблица 1.1

Наименование системы Условные обозначения Род тока Приборы данной системы Магнитоэлектрическая*   Постоянный Гальванометры, миллиамперметры, милливольтметры, регистрирующие приборы. Электромагнитная**   Постоянный и переменный Щитовые амперметры и вольтметры, фазометры. Электродинамическая***   Постоянный и переменный Миллиамперметры переменного тока, переносные амперметры и вольтметры, ваттметры. Электродинамическая со сталью (ферродинамическая)   Переменный Регистрирующие амперметры: вольтметры и ваттметры переменного тока. Индукционная   Переменный Счетчики электрической энергии. Вибрационная     Переменный Герцметры в цепях переменного тока технической частоты Электростатическая   Постоянный и переменный Вольтметры и киловольтметры постоянного и переменного тока.

Системы электроизмерительных приборов

* – самые чувствительные из всех систем, самые точные приборы постоянного тока. Шкала прибора – равномерная.

** – самые прочные и дешевые. Относительно низкая чувствительность. Шкала прибора – неравномерная.

*** – самые точные из приборов переменного тока. Шкала неравномерная. Рабочая часть начинается от 15–20 % шкалы.

Погрешности измерений (ошибки измерений) – это отклонения результатов измерений от истинных значений измеряемых величин. Представление о точности измерений электроизмерительным прибором дает относительная погрешность

, (1.1)

где Δ А – абсолютная погрешность (разность между показаниями прибора А и истинным значением измеряемой величины).

Отношение минимальной абсолютной погрешности Δ А к предельному (максимальному) значению измеряемой величины данным прибором называется приведенной относительной погрешностью

. (1.2)

Приведенная относительная погрешность , выраженная в процентах, определяет класс точности прибора (). Применяются следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Обозначение класса точности записывается на его шкале в виде соответствующих цифр. Иногда класс точности обозначается числом в кружке. Приборы класса точности 0,05 дают наименьшую относительную погрешность измерения и употребляются в точных лабораторных исследованиях, а также как образцовые приборы для проверки менее точных приборов. Приборы остальных классов 0,1–4 относятся к техническим.

Зная класс точности прибора, можно найти относительную погрешность конкретного измерения e:

, (1.3)

где Х – показания прибора.

Общая формула для расчета минимальной абсолютной погрешности имеет вид

, (1.4)

где – класс точности прибора; – верхний предел измерений прибора.

Таблица 1.2

Условные обозначения, применяемые на шкалах

электроизмерительных приборов

Из вышесказанного видно: чем ближе измеряемая величина к предельному значению прибора, тем меньше относительная ошибка, и она приближается к значению класса точности прибора. Электроизмерительный прибор для работы следует выбирать так, чтобы значение измеряемой величины было близким к предельному (наибольшему) значению шкалы прибора.

Важнейшей характеристикой измерительного прибора является его внутреннее сопротивление, определяемое как

, (1.5)

где – максимальное падение напряжения на приборе; – максимальное значение силы тока, протекающего через прибор.