Глава 6. Меры, измерительные преобразователи и электромеханические приборы, мосты и компенсаторы

Глава 6. Меры, измерительные преобразователи и электромеханические приборы, мосты и компенсаторы

Меры

Общие сведения. Меры это измерительные средства, предназначенные для воспроизведения значений физических величин. К мерам относят эталоны, образцовые и рабочие меры. Эталоны, занимающие особое место среди мер, предназначены для воспроизведения и (или) хранения единиц физических величин с целью передачи их размера другим средствам измерений.

Образцовые и рабочие меры. По назначению меры делят на образцовые и рабочие. Меры, утвержденные в качестве образцовых, предназначаются для поверки и градуировки рабочих средств измерений. Рабочие меры служат для измерений.

По точности воспроизведения физической величины образцовые меры бывают 1,2 и 3-го разрядов, причем наименьшая погрешность воспроизведения у меры 1-го разряда. По допускаемой погрешности воспроизведения значения физической величины рабочие меры относят к разным классам точности.

По количеству воспроизводимых размеров величины меры делят на однозначные и многозначные и наборы мер. К однозначным мерам относят измерительные катушки сопротивления, катушки индуктивности и взаимной индуктивности, измерительные конденсаторы постоянной емкости, нормальные элементы и стабилизированные источники напряжения.

Измерительные катушки сопротивления. Катушки сопротивления выполняют на номинальное значение сопротивления 10  Ом, где n — целое число. Они имеют четыре зажима, два из которых называют токовыми, а два — потенциальными. Между потенциальными зажимами сопротивление катушки соответствует номинальному значению при включении катушки в цепь с помощью токовых зажимов. Обмотку катушки сопротивления выполняют из манганина, имеющего большое удельное электрическое сопротивление при малом температурном коэффициенте сопротивления, малой термо-ЭДС в паре с медью и при высокой стабильности своих свойств. Катушки сопротивления могут иметь класс точности от 0,0005 до 0,1 при номинальном сопротивлении от 10 ⁵ до 10¹⁰ Ом.

При работе в цепях переменного тока полное сопротивление измерительной катушки меняется при изменении частоты тока из-за собственной емкости С и индуктивности L. Эквивалентная электрическая схема катушки сопротивления представлена на рис. 6.1. Степень реактивности катушки характеризуют постоянной времени, т = (L / R) — RC, где R — сопротивление катушки на постоянном токе. Постоянная времени может быть от 0,5·10 ⁸ с до 2,5 · 10^-6 с.

 

Рисунок 6.1

 

Измерительные катушки индуктивности и взаимной индуктивности. Катушки индуктивности выполняют из проволоки, намотанной на каркас. Они выпускаются с номиналами от 10^-6 до 1 Гн классов точности от 0,05 до 0,5 и с верхним пределом частоты 100 кГц. Эквивалентная схема катушки индуктивности совпадает с эквивалентной схемой катушки сопротивлений (рис. 6.1), но с иным соотношением параметров.

Катушки взаимной индуктивности имеют две обмотки, намотанные на общем каркасе. Их выпускают с номиналами от 10^-4 до 10^-2 Гн с допускаемой основной погрешностью ±0,1% и с верхним пределом частоты 50 кГц.

Измерительные конденсаторы. В качестве однозначных мер электрической емкости применяют воздушные и газонаполненные конденсаторы и конденсаторы со слюдяной изоляцией. Емкость воздушных конденсаторов не превышает 10 000 пФ. Для работы в цепях высокого напряжения применяют газонаполненные конденсаторы. Измерительные конденсаторы имеют класс точности от 0,005 до 1.

Нормальные элементы. Однозначной мерой ЭДС и напряжения является нормальный элемент, представляющий собой специальный химический источник электрической энергии, ЭДС которого известна с большой точностью и при неизменной внешней температуре отличается большим постоянством во времени. Выпускают нормальные элементы с насыщенным и ненасыщенным раствором электролита, отличающиеся своими характеристиками. Нормальные элементы могут иметь классы точности от 0,0002 до 0,02.

Стабилизированные источники напряжения. В настоящее время в качестве мер электрического напряжения часто применяют стабилизированные источники напряжения. Например, источник напряжения П36-1 при отклонении питающего напряжения на ±10% может иметь выходное напряжение при токе нагрузки 1 мА постоянным в пределах (1,5000 ± 0,0001) В.

К многозначным мерам относят измерительные генераторы, калибраторы напряжения, тока и фазового сдвига, измерительные конденсаторы переменной емкости, вариометры — меры переменной индуктивности, магазины сопротивлений, емкости, индуктивности, взаимной индуктивности.

Измерительные генераторы. Измерительные генераторы — это источники переменного тока и напряжения, форма которых заранее известна, а частота, амплитуда и некоторые другие параметры могут регулироваться в определенных пределах и отсчитываться с гарантированной точностью. По назначению и спектру частот они делятся на генераторы синусоидальных сигналов (от сотых долей герца до 10¹⁰ Гц), шумовых сигналов, импульсных сигналов и сигналов специальной формы. Генераторы синусоидальных сигналов низких частот (до 10⁵ Гц) имеют погрешность установки частоты ± (0,1—3)%, а погрешность установки напряжения ±(1—6)%.

Калибраторы. Калибраторы напряжения и тока – это стабилизированные источники напряжения или тока, дающие возможность получать на их выходе ряд калиброванных, т. е. точно известных значений сигналов. Промышленность выпускает калибраторы постоянного и переменного тока и напряжения. Некоторые калибраторы снабжаются управляющим устройством, позволяющим использовать их в составе автоматизированных поверочных устройств.

Магазины. В качестве многозначных мер получили распространение магазины сопротивлений, емкости и индуктивности, в которых с помощью соответствующих переключателей можно устанавливать необходимое значение величины, воспроизводимой мерой.

Магазины сопротивлений выпускают с диапазоном воспроизведения значения величины от 10^-2 до 10¹⁰ Ом и классами точности от 0,01 до 0,2.Магазины емкости имеют диапазон воспроизведения 10^-3 - 10⁹ пФ и классы точности от 0,005 до 1. Магазины индуктивности (взаимной индуктивности) выпускают с номинальными значениями индуктивности (взаимной индуктивности) старшей декады от 0,001 до 10 000 мГн с числом декад от 1 до 5; класс точности магазинов от 0,02 до 1.

Предел допускаемой основной погрешности однозначной меры, выраженный в процентах от номинального значения, определяют по формуле , где k — численное значение класса точности.

Предел допускаемой погрешности одиночной переменной меры (конденсатор переменной емкости, вариометр и т.п.), выраженный в процентах от воспроизводимого значения величины, , где N _max - наибольшее значение переменной меры; N — воспроизводимое значение.

Предел допускаемой основной погрешности магазина, выраженный в процентах от номинального значения, равен , где m — число декад магазина; N _min — номинальное значение одной ступени наименьшей декады; N — воспроизводимое значение величины.

Для многих магазинов и других многозначных мер класс точности указывается в виде двух чисел c/d. Тогда предел допускаемой основной погрешности воспроизводимой величины определяется по формуле

 где N _max – наибольшее значение многозначной меры; N – воспроизводимое значение.

 

 

Таблица 11.1

Приборы, используемые при измерении постоянных токов	Верхний предел измерений, А				Наименьшая погрешность измерений, % соответствующая
	Наименьший	Наибольший
					Наименьшему верхнему пределу измерений	Наибольшему верхнему пределу измерений	Значению внутри диапазона измерений
		Прямое включение	С наружным шунтом	С трансформатором постоянного тока
Цифровые	10^-^17	10	7,5×10^3	-	5,0	0,7	0,01
Электронные аналоговые	5×10^-^10	1	-	-	5,0	4,0	0,5
Магнитоэлектрические	3×10^-^7	50	2×10^4		0,5	1,5	0,2
Электромагнитные	5×10^-^3	30	-	-	0,5	1,5	0,5
Электродинамические	5×10^-^3	10	-	-	0,2	0,2	0,2

 

Наиболее распространенными средствами измерений постоянных токов и напряжений являются амперметры (микро-, милли-, килоамперметры) и вольтметры (микро-, милли-, киловольтметры), а также универсальные н комбинированные приборы (например, микровольтнаноамперметлы, нановольтамперметры и т. п.). Широко используемые средства измерений постоянных токов и напряжений представлены в табл. 11.1 и 11.2.

Для измерений весьма малых постоянных токов и напряжений применяют электрометры и фотогальванометрические приборы. В качестве примера можно указать цифровые универсальные микровольтметры-электрометры с диапазоном измерений постоянного тока от 10^-17 до 10^-13 А и сдиапа­зоном измерений тока от 10^-15 и до 10^-7 А. Примером фотогальванометрических приборов является нановольтамперметры,имеющие наименьший диапазон измерений постоянных токов 0,5—0—0,5 нА и постоянных напряжений 50—0—50 нВ. При измерении малых и средних значений постоянных токов и напряжений наибольшее распространение получили цифровые и магнитоэлектрические приборы. Измерения больших постоянных токов осуществляют, как правило, магнитоэлектрическими килоамперметрами с использованием наружных шунтов, а весьма больших токов — с использованием трансформаторов постоянного тока. Для измерений больших постоянных напряжений используют магнитоэлектрические и электростатические киловольтметры. Измерения постоянных токов и напряжений можно выполнять и другими приборами (см. табл. 11.1 и 11.2).Следует иметь в виду, что электродинамические амперметры и вольтметры редко используют для технических измерений токов и напряжений в цепях постоянного тока. Их чаще применяют (наряду с цифровыми и магнитоэлектрическими приборами высоких классов точности) в качестве образцовых приборов при поверке средств измерений более низкого класса точности. В табл. 11.1 и 11.2 не указаны термоэлектрические приборы, так как применять их в цепях по­стоянного тока нецелесообразно из-за относительно большой мощности, потребляемой ими из цепи измерения.

Измерения переменных токов и напряжений. В основу измерений переменных токов и напряжений положены государственный специальный эталон, воспроизводящий силу тока 0,01 — 10 А в диапазоне частот  Гц, и государственный специальный эталон, воспроизводящий напряжение 0,1 — 10 В в диапазоне частот 20—3×10⁷ Гц. Точность этих эталонов зависит от размера и частоты воспроизводимых величин. Среднее квадратическое отклонение результата измерений для эталона переменного тока  при неисключенной систематической погрешности . Для эталона переменного напряжения эти погрешно­сти равны, соответственно,  и .

Рабочими средствами измерений переменных токов и напряжений являются амперметры (микро-, милли-, килоамперметры), вольтметры (микро-, милли-, киловольтметры), компенсаторы переменного тока, универсальные и комбинированные приборы, а также регистрирующие приборы и электронные осциллографы.

 Таблица 11.2

Приборы, используемые при измерении постоянных напряжений	Верхний предел измерений, А			Наименьшая погрешность измерений, % соответствующая
	Наименьший	Наибольший
				Наименьшему верхнему пределу измерений	Наибольшему верхнему пределу измерений	Значению внутри диапазона измерений
		Прямое включение	С добавочным сопротивлением
Цифровые	2×10^-^5	10^3	-	1,0	5×10^-^3	2,5×10^-^3
Электронные аналоговые	5×10^-^8	10^3	-	5,0	1,5	0,5
Магнитоэлектрические	3×10^-^4	3×10^3	2×10^4	1,0	1,5	0,2
Электростатические	30	7,5×10^4	-	0,5	1,5	0,5
Электромагнитные	1,5	0,6×10^3	-	0,5	0,5	0,5
Электродинамические	7,5	0,6×10^3	-	0,2	0,2	0,2

 

Особенностью измерений переменных токов и напряжений является то, что они изменяются по времени. В общем случае изменяющаяся во промоин величина может быть полностью представлена мгновенными значениями в любой момент времени. Переменные во времени величины могут быть также охарактеризованы своими отдельными параметрами (например, амплитудой) или интегральными параметрами, в качестве которых используют действующее значение

                      

средневыпрямленное значение т

и среднее значение

где x(t) — изменяющаяся во времени величина. Таким образом при измерении переменных токов и напряжений могут измеряться их действующие, амплитудные, средневыпрямленные, средние и мгновенные значения. В практике электрических измерений чаще всего приходится измерять синусоидальные переменные токи и напряжения, которые обычно характеризуются действующим значением. Поэтому подавляющее большинство средств измерений переменных токов и напряжений градуируются в действующих значениях для синусоидальной формы кривой тока или напряжения.

Приборы, используемые при измерении переменных токов	Верхний предел измерений, А			Частотный диапазон, Гц	Наименьшая погреш-ность, %
	Наименьший	Наибольший
		Прямое включение	С измерительным трансформатором тока
Цифровые	2×10^-^5	10	-	45 - 2×10^4	0,4
Электронные аналоговые	10^-^5	1	-	10 - 10^7	0,5
Термоэлектрические	5×10^-^3	50	10^2	1 - 10^8	1,0
Электромагнитные	1,5×10^-^3	3×10^2	2×10^5	45 - 3×10^3	0,5
Выпрямительные	2,5×10^-^5	2×10^2	10^4	30 - 2×10^4	1,5
Электродинамические	5×10^-^3	2×10^2	6×10^3	45 - 4×10^3	0,1

Таблица 11.3

 

Измерения действующих значений переменных токов и напряжений осуществляют различными средствами измерений, наиболее распространенные из которых приведены в табл. 11.3 и 11.4. Сравнение этих таблиц с табл. 11.1 и 11.2 показывает, что наименьшие верхние пределы измерений переменных токов и напряжений на несколько порядков больше, чем постоянных. Это объясняется тем, что воздействия внешнего переменного магнитного поля и паразитных резистивно-емкостных связей, отмеченные выше, особенно сильно влияют при измерении переменных величин. Малые переменные токи измеряют цифровыми, электронными и выпрямительными приборами, малые переменные напряжения — электронными вольтметрами. Наиболее широкий диапазон измерений переменных токов при прямом включении средств измерений обеспечивают выпрямительные приборы. Они имеют относительно широкий диапазон и при измерении переменных напряжений. Эти приборы делают, как правило, многопредельными. Следует также учесть, что эти приборы при отключении выпрямителя используются как магнитоэлектрические приборы для измерений постоянных токов и напряжений. Благодаря такой универсальности и небольшим габаритам выпрямительные; приборы широко применяются в лабораторной и производственной практике.

Переменные токи свыше килоампера и переменные напряжения свыше киловольта измеряют с помощью наружных измерительных трансформаторов тока или напряжения электромагнитными, выпрямительными и электродинамическими приборами. Измерения высоких переменных напряжений (до 75 кВ) при прямом включении средств измерений позволяют осуществлять электростатические киловольтметры.

В наиболее широком частотном диапазоне при измерении переменных токов работают термоэлектрические и электронные приборы, а при измерении переменных напряжений — электронные и электростатические приборы. Термоэлектрические вольтметры имеют ограниченное применение из-за большой мощности, потребляемой ими из цепи измерения, поэтому в табл. 11.4 они не приведены. В наиболее узком частотном диапазоне работают электродинамические и электромагнитные приборы; Верхняя граница их частотного диапазона обычно не превышает единиц килогерц. Следует иметь в виду, что цифры, приведенный в табл. 11.3 и 11.4, характеризуют предельные возможности различных приборов. При этом нельзя однозначно связывать цифры, характеризующие верхние пределы диапазона измерений; с цифрами, характеризующими частотный диапазон. Связь между диапазоном измеряемых величин и частотным диапазоном для разных средств измерений разная. Однако можно указать общую закономерность: с увеличением значения измеряемой величины верхняя граница частотного диапазона, как правило, уменьшается.

Приборы, используемые при измерении переменных напряжений	Верхний предел измерений, А				Частотный диапазон, Гц	Наименьшая погрешность, %
	Наименьший	Наибольший
		Прямое включение	С внешним доба-вочным сопротив-лением	С измерительным трансформатором напряжения
Цифровые	0,01	10^3	-	-	4 - 10^5	0,15
Электронные аналоговые	3×10^-^6	3×10^2	-	-	10 - 10^9	0,5
Электромагнитные	0,5	6×10^2	7,5×10^2	6×10^5	45 - 10^4	0,5
Выпрямительные	0,5	1,2×10^3	-	3×10^4	30 - 2×10^4	0,5
Электростатические	30	7,5×10^4	-	-	20 - 1,4×10^7	0,5
Электродинамические	7,5	6×10^2	-	3×10^4	45 - 2×10^3	0,1

Таблица 11.4

При этом наблюдается и другая закономерность, отмеченная ранее: с увеличением частоты погрешность измерений увеличивается. Например, термоэлектрический миллиамперметр Т15 класса точности 1,0 на пределе измерений 100 мА имеет верхнюю граничную частоту 50 МГц, а на пределе 300 мА — 25 МГц. Этот же прибор допускает возможность измерений тока до 100 мА при частоте до 100 МГц и тока до 300 мА при частоте до 50 МГц с погрешностью не более ±4,0 %.

При измерениях действующих значений переменных токов и напряжений, форма кривой которых отличается от синусоидальной, возникает дополнительная погрешность. Эта погрешность минимальна у средств измерений, работающих в широкой полосе частот, при условии, что выходной сигнал этих средств определяется действующим значением входной величины. Наименее чувствительны к изменению формы кривой переменных токов и напряжений термоэлектрические, электростатические и электронные приборы.

Наиболее точные измерения действующих значений синусоидальных токов и напряжений можно осуществить электродинамическими приборами, цифровыми приборами и компенсаторами переменного тока. Однако погрешность измерений переменных токов н напряжений больше, чем постоянных. Например, компенсаторы переменного тока в области частот от 40 до 60 Гц могут измерять ЭДС и напряжения с минимальной допускаемой основной погрешностью ±0,1 %. Такую же точность в более широкой области частот могут обеспечивать электродинамические амперметры и вольтметры.

Отметим некоторые особенности измерений токов и напряжений в трехфазных цепях. В общем случае в несимметричных трехфазных цепях число необходимых средств измерений токов и напряжений соответствует числу измеряемых величин, если каждая измеряемая величина измеряется своим прибором. При измерениях в симметричных трехфазных цепях достаточно произвести измерение тока или напряжения только в одной линии (фазе), так как в этом случае все линейные (фазные) токи и напряжения равны между собой. Связь между линейными и фазными токами и напряжениями зависит от схемы включения нагрузки. Известно, что для симметричных трехфазных цепей эта связь определяется соотношениями:  и  при соединении нагрузки звездой и  и  при соединении нагрузки треугольником. В несимметричных трехфазных цепях при измерениях токов и напряжений с помощью измерительных трансформаторов можно сэкономить на количестве используемых измерительных трансформаторов. Для примера на рис. 11.3, а приведена схема измерений трех линейных токов с использованием двух измерительных трансформаторов тока, а на рис. 11.3, б — аналогичная схема измерений линейных напряжений. Эти схемы основаны на известных соотношениях для трехфазных цепей:  и . В схеме измерений токов токи   и  измеряются амперметрами А ₁ и А ₂ с учетом коэффициентов трансформации К ₁ и К ₂измерительных трансформаторов тока, т. е.  и . Амперметр А₃ включен таким образом, что через него течет сумма токов, т. е. . Если К ₁ = К ₂то . Так как знак «минус» означает изменение фазы тока, а показания амперметров, как известно, не зависят от фазы измеряемого тока, то, следовательно, по показанию амперметра А₃ можно определить ток . Следует иметь в виду, что для правильного суммирования токов необходимо следить за правильностью включения генераторных зажимов измерительных трансформаторов. Неправильное включение генераторных зажимов одного из трансформаторов (в первичной или вторичной цепи) приведет к изменению фазы одного из суммируемых токов и результат получится неправильный. Схема для измерений линейных напряжений работает аналогично. Подобные схемы могут быть использованы для измерения фазных токов и напряжений. Для измерений токов и напряжений в трехфазных цепях можно использовать средства измерений этих величин, предназначенные для однофазных цепей. Кроме этих средств, выпускаются специальные приборы для измерения в трехфазных цепях, позволяющие более быстро и удобно выполнить необходимые измерения.

 

 

 

Рисунок 11.3

 

Измерения средневыпрямленных  и амплитудных Х_т значений синусоидальных токов и напряжений трудностей не вызывают, так как эти значения однозначно связаны сдействующим значением  синусоиды:  и . Для измерений средневыпрямленных токов и напряжений, форма кривой которых отличается от синусоидальной, нужно использовать средства измерений с выходным сигналом, определяющимся средневыпрямленным значением входной величины. К таким средствам относятся выпрямительные приборы и некоторые электронные и цифровые приборы. При градуировке этих средств в действующих значениях синусоиды измеряемое средневыпрямленное значение находят, деля показания приборов на коэффициент 1,11. Погрешность от изменения формы кривой токов и напряжений у этих приборов тем меньше, чем шире их частотный диапазон. Для измерений амплитудных значений токов и напряжений, форма кривой которых отличается от синусоидальной, нужно использовать средства измерений, выходной сигнал которых определяется амплитудным значением входной величины. К таким средствам относятся некоторые электронные приборы. При градуировке этих приборов в действующих значениях синусоиды измеряемое амплитудное значение находят, умножая показания приборов на коэффициент . Для измерений амплитуд импульсных токов и напряжений применяют импульсные электронные приборы.

Среднее значение переменного тока или напряжения характеризует постоянную составляющую, содержащуюся в измеряемом токе или напряжении. Для измерений средних значений переменных токов и напряжений обычно применяют магнитоэлектрические приборы.

Мгновенные значения переменных токов и напряжений измеряют регистрирующими приборами и электронными осциллографами.

Следует иметь в виду, что по мгновенным значениям можно определить и другие значения токов и напряжений (средние, средневыпрямленные, действующие, амплитудный).

 

 

Глава 6. Меры, измерительные преобразователи и электромеханические приборы, мосты и компенсаторы

Меры

Общие сведения. Меры это измерительные средства, предназначенные для воспроизведения значений физических величин. К мерам относят эталоны, образцовые и рабочие меры. Эталоны, занимающие особое место среди мер, предназначены для воспроизведения и (или) хранения единиц физических величин с целью передачи их размера другим средствам измерений.

Образцовые и рабочие меры. По назначению меры делят на образцовые и рабочие. Меры, утвержденные в качестве образцовых, предназначаются для поверки и градуировки рабочих средств измерений. Рабочие меры служат для измерений.

По точности воспроизведения физической величины образцовые меры бывают 1,2 и 3-го разрядов, причем наименьшая погрешность воспроизведения у меры 1-го разряда. По допускаемой погрешности воспроизведения значения физической величины рабочие меры относят к разным классам точности.

По количеству воспроизводимых размеров величины меры делят на однозначные и многозначные и наборы мер. К однозначным мерам относят измерительные катушки сопротивления, катушки индуктивности и взаимной индуктивности, измерительные конденсаторы постоянной емкости, нормальные элементы и стабилизированные источники напряжения.

Измерительные катушки сопротивления. Катушки сопротивления выполняют на номинальное значение сопротивления 10  Ом, где n — целое число. Они имеют четыре зажима, два из которых называют токовыми, а два — потенциальными. Между потенциальными зажимами сопротивление катушки соответствует номинальному значению при включении катушки в цепь с помощью токовых зажимов. Обмотку катушки сопротивления выполняют из манганина, имеющего большое удельное электрическое сопротивление при малом температурном коэффициенте сопротивления, малой термо-ЭДС в паре с медью и при высокой стабильности своих свойств. Катушки сопротивления могут иметь класс точности от 0,0005 до 0,1 при номинальном сопротивлении от 10 ⁵ до 10¹⁰ Ом.

При работе в цепях переменного тока полное сопротивление измерительной катушки меняется при изменении частоты тока из-за собственной емкости С и индуктивности L. Эквивалентная электрическая схема катушки сопротивления представлена на рис. 6.1. Степень реактивности катушки характеризуют постоянной времени, т = (L / R) — RC, где R — сопротивление катушки на постоянном токе. Постоянная времени может быть от 0,5·10 ⁸ с до 2,5 · 10^-6 с.

 

Рисунок 6.1

 

Измерительные катушки индуктивности и взаимной индуктивности. Катушки индуктивности выполняют из проволоки, намотанной на каркас. Они выпускаются с номиналами от 10^-6 до 1 Гн классов точности от 0,05 до 0,5 и с верхним пределом частоты 100 кГц. Эквивалентная схема катушки индуктивности совпадает с эквивалентной схемой катушки сопротивлений (рис. 6.1), но с иным соотношением параметров.

Катушки взаимной индуктивности имеют две обмотки, намотанные на общем каркасе. Их выпускают с номиналами от 10^-4 до 10^-2 Гн с допускаемой основной погрешностью ±0,1% и с верхним пределом частоты 50 кГц.

Измерительные конденсаторы. В качестве однозначных мер электрической емкости применяют воздушные и газонаполненные конденсаторы и конденсаторы со слюдяной изоляцией. Емкость воздушных конденсаторов не превышает 10 000 пФ. Для работы в цепях высокого напряжения применяют газонаполненные конденсаторы. Измерительные конденсаторы имеют класс точности от 0,005 до 1.

Нормальные элементы. Однозначной мерой ЭДС и напряжения является нормальный элемент, представляющий собой специальный химический источник электрической энергии, ЭДС которого известна с большой точностью и при неизменной внешней температуре отличается большим постоянством во времени. Выпускают нормальные элементы с насыщенным и ненасыщенным раствором электролита, отличающиеся своими характеристиками. Нормальные элементы могут иметь классы точности от 0,0002 до 0,02.

Стабилизированные источники напряжения. В настоящее время в качестве мер электрического напряжения часто применяют стабилизированные источники напряжения. Например, источник напряжения П36-1 при отклонении питающего напряжения на ±10% может иметь выходное напряжение при токе нагрузки 1 мА постоянным в пределах (1,5000 ± 0,0001) В.

К многозначным мерам относят измерительные генераторы, калибраторы напряжения, тока и фазового сдвига, измерительные конденсаторы переменной емкости, вариометры — меры переменной индуктивности, магазины сопротивлений, емкости, индуктивности, взаимной индуктивности.

Измерительные генераторы. Измерительные генераторы — это источники переменного тока и напряжения, форма которых заранее известна, а частота, амплитуда и некоторые другие параметры могут регулироваться в определенных пределах и отсчитываться с гарантированной точностью. По назначению и спектру частот они делятся на генераторы синусоидальных сигналов (от сотых долей герца до 10¹⁰ Гц), шумовых сигналов, импульсных сигналов и сигналов специальной формы. Генераторы синусоидальных сигналов низких частот (до 10⁵ Гц) имеют погрешность установки частоты ± (0,1—3)%, а погрешность установки напряжения ±(1—6)%.

Калибраторы. Калибраторы напряжения и тока – это стабилизированные источники напряжения или тока, дающие возможность получать на их выходе ряд калиброванных, т. е. точно известных значений сигналов. Промышленность выпускает калибраторы постоянного и переменного тока и напряжения. Некоторые калибраторы снабжаются управляющим устройством, позволяющим использовать их в составе автоматизированных поверочных устройств.

Магазины. В качестве многозначных мер получили распространение магазины сопротивлений, емкости и индуктивности, в которых с помощью соответствующих переключателей можно устанавливать необходимое значение величины, воспроизводимой мерой.

Магазины сопротивлений выпускают с диапазоном воспроизведения значения величины от 10^-2 до 10¹⁰ Ом и классами точности от 0,01 до 0,2.Магазины емкости имеют диапазон воспроизведения 10^-3 - 10⁹ пФ и классы точности от 0,005 до 1. Магазины индуктивности (взаимной индуктивности) выпускают с номинальными значениями индуктивности (взаимной индуктивности) старшей декады от 0,001 до 10 000 мГн с числом декад от 1 до 5; класс точности магазинов от 0,02 до 1.

Предел допускаемой основной погрешности однозначной меры, выраженный в процентах от номинального значения, определяют по формуле , где k — численное значение класса точности.

Предел допускаемой погрешности одиночной переменной меры (конденсатор переменной емкости, вариометр и т.п.), выраженный в процентах от воспроизводимого значения величины, , где N _max - наибольшее значение переменной меры; N — воспроизводимое значение.

Предел допускаемой основной погрешности магазина, выраженный в процентах от номинального значения, равен , где m — число декад магазина; N _min — номинальное значение одной ступени наименьшей декады; N — воспроизводимое значение величины.

Для многих магазинов и других многозначных мер класс точности указывается в виде двух чисел c/d. Тогда предел допускаемой основной погрешности воспроизводимой величины определяется по формуле

 где N _max – наибольшее значение многозначной меры; N – воспроизводимое значение.