ПРИМЕР 1.

Электротехнические устройства

Электрические измерения

· Виды и методы электрических измерений

Измерением называется познавательный процесс сравнения измеряемой физической величины с некоторым значением той же величины, принятым за единицу. Физические величины измеряют техническими средствами — средствами измерения.

В зависимости от способа получения результатов измерения бывают прямыми и косвенными.

В прямых измерениях физическая величина измеряется непосредственно. Прямыми измерениями являются, например, измерение длины линейкой, времени — секундомером, силы тока — амперметром.

В косвенных измерениях непосредственно измеряют не ту величину, значение которой нужно узнать, а другие величины, с которыми искомая величина связана определенной математической зависимостью. Например, плотность тела определяют по измерению его массы и объема, а сопротивление вычисляют по закону Ома, т. е. по измерению силы тока и напряжения.

В зависимости от способов и средств измерений различают методы непосредственной оценки и методы Сравнения.

Метод непосредственной оценки состоит в том, что значение измеряемой величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора (значение тока — по амперметру, значение напряжения — по вольтметру и др.). Этот метод оценки прост, но отличается сравнительно невысокой точностью.

Метод сравнения заключается в том, что измеряемая величина сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Этот метод обеспечивает большую точность измерения по сравнению с методом непосредственной оценки, но процесс измерения усложняется. В силу несовершенства организационных мер и измерительных приборов, а также наших органов чувств, измерения не могут быть выполнены точно, т. е. всякое измерение дает лишь приближенный результат. Кроме того, нередко причиной отклонения результатов измерений является природа самой измеряемой величины. Например, температура, измеряемая термометром или термопарой в определенной точке печи, колеблется вследствие конвекции и теплопроводности в определенных пределах. Мерой оценки точности результата измерения служит погрешность измерения.

По способу выражения погрешности средств измерений делятся на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютная погрешность — это разность между показанием прибора А и действительным значением измеряемой величины :

Относительная погрешность — это отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины Ад. обычно выражается в процентах:

Чем меньше погрешность измерения, тем выше его точность.

Приведенная погрешность представляет собой отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению измеряемой величины:

Нормирующее значение обычно принимают равным верхнему пределу измерения для данного прибора.

По источникам происхождения погрешности измерения подразделяют на систематические, случайные и грубые (промахи).

Систематические погрешности — это погрешности измерения, величина которых остается постоянной при повторных измерениях, проводимых одним и тем же методом, с помощью одних и тех же измерительных приборов. Причинами систематических погрешностей являются:

■ неисправности, неточности измерительных приборов;

■ неправомерность, неточность методики измерения.

Примером систематических погрешностей может быть измерение температуры термометром со смещенной нулевой точкой, измерение тока неправильно отградуированным амперметром.

Для устранения или уменьшения систематических погрешностей нужно тщательно проверить измерительные приборы, произвести измерение одних и тех же величин разными методами, ввести поправки, когда ошибки заведомо известны (например, поправки на показания термометра).

Случайная погрешность — это погрешность, изменяющаяся по случайному закону. Случайные погрешности нельзя исключить опытным путем, значение их можно уменьшить проведением многократных измерений.

Грубые погрешности (промахи) — существенное превышение величины погрешности, ожидаемой при данных условиях измерения. Промахи появляются в результате неправильной записи показаний прибора, неправильного отсчета по прибору, из-за ошибки в Расчетах при косвенных измерениях. Источник промахов — невнимательность экспериментатора. Путь устранения этих погрешностей — аккуратность экспериментатора, исключение переписывания протоколов измерения.

В зависимости от условий эксплуатации различают основную и дополнительную погрешности средств измерений.

Основная погрешность — это погрешность средств измерений, находящихся в нормальных условиях эксплуатации (температура внешней среды, влажность, атмосферное давление, напряжение и частота питания, внешние электрические и магнитные поля и др.).

Дополнительная погрешность — это погрешность средств измерений, возникающая при отклонении указанных условий от нормального значения. Уровень точности средств измерений характеризуется классом точности. Для электроизмерительных приборов установлены следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0 ,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5 и 4. Цифры указывают основную приведенную погрешность у в процентах.

ПРИМЕР 1.

12 Следующая ⇒