ПРИМЕР 2.. Решение

Дано

Образцовый и лабораторный амперметры соединены последовательно. По показаниям лабораторного прибора I = 22 А, по показаниям образцового = 21,95 А. Определить абсолютную, относительную |

и приведенные погрешности измерений, если верхний предел измерения лабораторного прибора = 30 А.

Решение Абсолютная погрешность измерения

Относительная погрешность измерения

Приведенная погрешность измерения

ПРИМЕР 2.

Дано

Вольтметр имеет класс точности 2,5 и предел измерения 30 В. Этим прибором были произведены два измерения , = 6 В и = 25 В. Какое из измерений будет иметь наименьшую относительную погрешность?

Решение

Указанный класс прибора соответствует приведенной погрешности

= 2,5 %.

Абсолютная погрешность измерения

Определим действительные значения измеряемых величин:

Рассчитаем относительные погрешности измерений:

Из решения очевидно, что второе измерение оказалось точнее.

Основными характеристиками электроизмерительных приборов являются: погрешность (см. ранее), вариация показаний, чувствительность, потребляемая мощность, время установления показаний и надежность.

Вариация показаний — это наибольшая разность показаний прибора при одном и том же значении измеряемой величины. Причиной вариации в основном является трение в опорах подвижной

части прибора.

Чувствительность S — это отношение приращения перемещения указателя к приращению измеряемой величины :

Если чувствительность постоянна (шкала равномерная), то ее „ а можно определить как .

Величина, обратная чувствительности ( ), называется ценой S деления (постоянной) прибора. Она равна числу единиц измеряемой величины, приходящихся на одно деление шкалы.

Потребляемая мощность — это мощность, которую потребляет прибор при включении его в цепь. Большое потребление Мощности приводит к увеличению погрешности измерения, поэтому малое потребление мощности является достоинством прибора.

Время установления показаний — это промежуток времени с момента включения измеряемой величины до момента, когда Указатель займет положение, отличающееся от установившегося значения не более чем на 1,5%. Время установления показаний для большинства аналоговых измерительных приборов не превышает 4 с.

Надежность — это способность электроизмерительных приборов сохранять заданные характеристики при определенных условиях работы в течение заданного времени. Количественной мерой надежности является среднее время безотказной или исправной работы прибора.

■ Измерение — это определение значения физической величины опытным путем.

■ Из-за несовершенства средств и методов измерений, субъективных ошибок и случайных влияний результаты реальных измерений всегда будут отличаться от действительных значений измеряемых величин.

■ Чем меньше измеряемая величина по сравнению с верхним пределом шкалы прибора, тем больше погрешность измерения.

· Классификация электроизмерительных приборов

Электроизмерительные приборы классифицируются по различным признакам, например, по роду и принципу действия. По роду измеряемой величины электроизмерительные приборы подразделяются на амперметры, вольтметры, омметры, ваттметры, частотомеры и др. На схемах и лицевой панели электроизмерительного прибора род измеряемой величины указывается с помощью условных обозначений, некоторые из них приведены и табл. 1, 2.

Таблица 1. Условные обозначения на электроизмерительных приборах.

Прибор	Условное обозначение
Амперметр	А
Вольтметр	V
Гальванометр	Г
Ваттметр	W
Омметр
Счетчик ватт-часов	Wh

Таблица 2. Условные обозначения на шкалах приборов

Условное обозначение	Назначение
	Прибор переменного тока
	Прибор постоянного тока
	Прибор постоянного и переменного тока
	Прибор трехфазного тока
	Вертикальное положение прибора при измерении
	Горизонтальное положение прибора при измерении
	Положение прибора при измерении под углом 30°
1,5	Класс точности, например, 1,5
	Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением, например, 2 кВ
	Год выпуска
	Заводской номер

В зависимости от физического явления, положенного в основу принципа действия измерительного прибора, различают приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электродинамической и других систем.

Системы измерительных приборов, их условное обозначение, область применения, достоинства и недостатки приведены в табл. 3.

Таблица 3. Системы электроизмерительных приборов и их условные обозначения.

Система прибора	Условное обозначение	Область применения	Достоинства и недостатки
Электромагнитная		Применяют для измерения в цепях постоянного и переменного тока в качестве амперметров, вольтметров и фазометров	Достоинства: самые распространенные щитовые приборы для измерения в цепях переменного тока. Недостатки: невысокая точность, большое собственное потребление мощности, ограниченный частотный диапазон, чувствительность к внешним магнитным полям
Электродинамическая		Применяют в цепях постоянного и переменного тока для измерения тока напряжения, мощности	Достоинства: высокая точность, независимость показаний от формы кривой тока и напряжения. Недостатки: сравнительно низкая чувствительность, большое собственное потребление мощности, влияние внешних магнитных полей, ограниченный частотный диапазон
Магнитоэлектрическая		Применяют для измерения постоянных токов, напряжений, сопротивлений и т. д.	Достоинства: высокая точность, равномерная шкала, обладает малым потреблением энергии от объекта. Недостатки: непригодность к работе в цепях переменного тока, чувствительность к перегрузкам и зависимость показаний от температуры окружающей среды
Электростатическая		Применяют в качестве вольтметров постоянного и переменного тока	Достоинства: малое собственное потребление энергии, широкий частотный диапазон работы, нечувствительность к внешним магнитным полям и колебаниям температуры; их показания не зависят от формы кривой измеряемого напряжения. Недостатки: сравнительно низкая чувствительность
Индукционная		Применяют в качестве одно- и трехфазных счетчиков переменного тока	Достоинства: устойчивы к перегрузкам, имеют большой вращающийся момент и малую чувствительность к внешним магнитным полям. Недостатки: недостаточно чувствительны, и их показания зависят от частоты измеряемого тока и температуры окружающей среды

К электроизмерительным приборам предъявляют следующие технические требования:

■ точность и надежность в работе;

■ потребление по возможности как можно меньшей мощности;

■ способность не вносить заметных изменений в электрические параметры измеряемой цепи;

■ равномерные деления в пределах рабочей части шкалы;

■ способность выдерживать как можно большую перегрузку;

■ продолжительный срок службы без ухудшения своих качеств;

■ надежная изоляция токоведущих частей от корпуса;

■ независимость показаний прибора от внешних факторов;

■ малое время установления показаний прибора;

■ низкая стоимость.

Контрольные вопросы

1. Приборы какой системы имеют чувствительность к внешним магнитным полям?

2. Приборы какой системы являются самыми распространенными щитовыми приборами для измерения в цепях переменного тока?

3. В какой части шкалы прибора относительная погрешность измерения будет наибольшей?

4. В чем состоит отличие косвенного вида измерения от прямого? Приведите примеры косвенных измерений.

⇐ Предыдущая 12