Измерений и приборов. Цена делений

Показания измерительных приборов несколько отличаются от действительных значений измеряемых величин. Это связано как с объективными причинами: несовершенством конструкции измерительного механизма (наличие трения и т.д.), влиянием внешних факторов (изменение температуры и влажности окружающей среды и др.), так и с субъективными причинами, зависящими от того лица, которое производит отсчёты показаний приборов.

Разность между измеренным а_Идействительным А _дзначениями контролируемой величины называется абсолютной погрешностью измерения:

∆А = аИ - Ад

Эта разность может быть положительной и отрицательной.

Абсолютная погрешность не даёт полного представления о точности измерения (например, ∆А = 1В при А_д = 150В и при А_И = 2В), поэтому введено понятие относительной погрешности, которая представляет собой отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, выраженное в процентах:

Наиболее полно качество прибора характеризует приведенная погрешность прибора.

Приведенная погрешность прибора есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к номинальному значению прибора (наибольшему значению величины А_max,которую можно измерить при данной шкале прибора):

Эту величину принято считать классом точности прибора К: К = γ_np Электрические измерительные приборы имеют следующие классы точности: 0,05;.О,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Цифра, означающая класс точности, определяет наибольшую положительную или отрицательную приведенную погрешность, которую может иметь данный прибор. Например, прибор класса точности К = 1,5имеет γ_np = ± 1,5%

Зная класс точности прибора и наибольшее значение величины, которую можно измерить при данной шкале прибора А_max, можно

определить наибольшую возможную абсолютную погрешность прибора:

Ценой деления прибора называется значение измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы прибора:

,

где N- число делений шкалы прибора.

 

СПОСОБЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТОКА, НАПРЯЖЕНИЯ И МОЩНОСТИ

Измерение силы тока

Для измерения силы тока в электрических цепях служат амперметры, миллиамперметры и микроамперметры различных систем. Их включают в цепь последовательно с её элементами (рисунок 4).

В установках постоянного тока для этой цели применяются главным образом приборы магнитоэлектрической системы, а переменного- преимущественно электромагнитной системы.

Чтобы включение амперметра не влияло на режимы работы цепи, его сопротивление должно быть возможно малым (примерно на два порядка меньше сопротивления любого элемента цепи).

Рисунок 4 Рисунок 5

 

Если в цепи постоянного тока амперметром нужно измерить силу тока большей величины, надо расширить пределы измерения амперметра. Для этого служат шунты. Шунт - это относительно малое, но точно известное сопротивление (R_ш), присоединяемое параллельно амперметру, (рисунок 5).

Поскольку токи обратно пропорциональны сопротивлениям, можно записать:

, откуда

где I_mах - наибольшее значение тока, которое может быть измерено амперметром с шунтом;

I_ан - наибольшее значение тока, которое может быть измерено амперметром без шунта (предельное значение шкалы прибора).

Измеренное значение тока в цепи I= k I_a, где I_а - показания амперметра;

k - коэффициент шунтирования;

В цепях переменного тока для расширения пределов измерения используются трансформаторы тока.

Измерение напряжения

Для измерения напряжения служат вольтметры, милливольтметры, микровольтметры различных систем. Эти приборы включаются параллельно нагрузке, поэтому сопротивление их должно быть как можно больше (примерно на два порядка больше сопротивления любого элемента цепи).

Рисунок 6 Рисунок 7

Для расширения пределов измерения вольтметра (в kраз) в цепях постоянного тока напряжением до 500В обычно применяют добавочные сопротивления R _d, включаемые в цепь последовательно с вольтметром.

Из соотношения определим ,

Где U_max^- наибольшее значение напряжения, которое может быть измерено вольтметром с добавочным сопротивлением;

U_вн - предельное (номинальное) значение шкалы вольтметра при отсутствии R_д.

Величина фактически измеряемого напряжения U определяется из соотношения:

; ,

где U_в- показание вольтметра.

В цепях переменного тока для изменения пределов измерения вольтметра применяют трансформаторы напряжения.

Измерение мощности.