Погрешности измерения

Классификация электроизмерительных прибором.

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

Практикум по электроизмерениям.

Развитие сертификации в ближайшей перспективе.

1. гармонизация отечественных правил с международными и региональными правилами;

2. совершенствование методов сертификации, в частности совершенствование схем;

3. обеспечение обратной связи в деятельности по сертификации;

4. совершенствование инфраструктуры сертификации;

5. приближение сертификации импортируемой продукции к местонахождению изготовителей и поставщиков;

6. расширение участия России в международных системах сертификации и международная аккредитация отечественных ИЛ и сертификационных центров;

7. расширение практики ССК.

 

 

Для контроля и управления режимами работы электрических цепей и устройств применяют электроизмерительные при­боры. С их помощью можно определить ток, напряжение, сопротивление и мощность.

Измерения в зависимости от способа получения результатов делят на два вида: прямые и косвенные. В электротехнике наиболее широкое распространение получили приборы, имеющие измерительный блок, включаемый в электрическую цепь, и изме­рительный механизм со шкалой. Помимо технических характе­ристик, определяющих свойства любых электротехнических устройств, измерительные приборы характеризуются также метро­логическими параметрами. К ним относятся различные типы погрешностей измерения, в том числе класс точности.

Для измерения тока в какой-либо ветви цепи последовательно с ней включают амперметр. Приборы для измерения напряже­ния — вольтметры подключаются параллельно измеряемому участку. Для измерения сопротивления и мощности применяют как прямые, так и косвенные методы. Во втором случае расчет проводят по результатам измерений с помощью амперметра и вольтметра. Косвенные методы используются также и при изме­рениях параметров реактивных элементов (индуктивности, ем­кости, фазы) в цепях переменного тока.

Благодаря простоте исполнения, надежности и высокой чув­ствительности электроизмерительные приборы нашли применение в качестве датчиков неэлектрических величин — температу­ры, давления, влажности и т. д. Это позволяет использовать их в качестве первичных преобразователей систем автоматического контроля и регулирования. Получаемый с выхода датчика элек­трический сигнал может преобразовываться к виду, удобному для дальнейшего использования.

Электроизмерительные приборы подразделяются на приборы, реализующие прямые методы измерения, к которым относятся магнитоэлектрические, ферродинамические; и на приборы, реали­зующие косвенные методы, к числу которых принадлежат изме­рительные мосты и компенсационные потенциометры. Электроизмерительные приборы характеризуются в первую очередь погрешностью измерения.

Абсолютная погрешность измерения представляет собой раз­ность между измеренным и истинными значениями измеряемой величины:

 

(1.1)

где А_и и А_д—измеренное и действительное (истинное) значения измеряемой величины.

Относительная погрешность представляет собой отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой ве­личины:

 

 

(1.2)

 

Для сравнения контрольно-измерительных приборов между собой вводится понятие приведенной к диапазону измерения ос­новной погрешности:

(1.3) где — наибольшая абсолютная погрешность измерения при нормальных условиях эксплуатации, нормируемых в паспортных данных каждого прибора; Ан — номинальная величина шкалы или верхний предел измерения.

На шкале контрольно-измерительных приборов и в их спра­вочных характеристиках указывается класс точности, который представляет собой значение основной приведенной погрешно­сти округленное до ближайшего числа, соответствующего стандартному ряду классов точности.

Показания приборов отсчитываются по шкале, которая в за­висимости от типа прибора может быть линейной, квадратичной, логарифмической и др. Кроме класса точности шкалы характе­ризуются также ценой деления и обратной ей величиной чувстви­тельности:

(1.4) где — изменение измеряемой величины; — линейное или угловое перемещение указателя относительно шкалы.

По своему конструктивному исполнению большинство измери­тельных приборов представляют собой электромеханические пре­образователи, в которых используется взаимодействие катушек и магнитов. При этом может использоваться как противодей­ствующая пружина (рис.1 а), так и схема логометра (рис.1б), для которых

(1.5) где G — жесткость пружины, Н h м/град; k —коэффициент пропорциональности, равный произведению числа витков на индук­цию и площадь сечения, т. е. k — BSw Гн.

 

 

Рис. 1. Принципиальная схема электроизмеритель­ного прибора:

а — с противодействующей пружиной (к задаче 33); б — логометр (к задаче 34)

Угол поворота стрелки указателя электроизмерительного при­бора с противодействующей пружиной в измерительном меха­низме находится по формуле:

a = BSw I/G. (1.6)

Погрешность при косвенных методах измерения определяется следующим образом.

Если искомая величина А связана со вспомогательными вели­чинами В и Со степенным соотношением А = В^пhС^т, то относи­тельная погрешность определения величины А вычисляется по формуле:

 

(1.7)

Если искомая величина А связана со вспомогательными ве­личинами В и Ссоотношением А = В±С, то абсолютная и от­носительная погрешности определения величины А находятся по формулам:

(1.8)

Наиболее современными типами измерительных приборов яв­ляются цифровые вольтметры. Относительная погрешность изме­рения с помощью цифровых приборов определяется по формуле:

(1.9)

где С и В — постоянные коэффициенты, которые приводятся для каждого поддиапазона измерения многопредельной шкалы.