В какой части шкалы прибора измерение точнее и почему?

13 ответов на вопрос “В какой части шкалы прибора измерение точнее и почему?”

  1. Tygrandis Ответить

    Стрелочные измерительные приборы: вольтметры, амперметры, омметры и т. д., – обладают шкалами. Иногда шкала у прибора всего одна, а иногда их несколько, при этом индикатором измерений служит всего одна стрелка. Давайте же разберемся, что это за шкалы, и как ими пользоваться, чтобы ничего не напутать.

    Для начала отметим, что шкалы эти бывают разными. Во-первых, более распространенными являются именованные шкалы, то есть шкалы, на которых деления проградуированы соответствующими единицами измеряемых величин, это градуированные шкалы.

    Во-вторых, встречаются условные шкалы. Если прибор имеет несколько переключаемых пределов измерений, то шкала будет наверняка условной, и одни и те же деления будут иметь разные значения в каждом из установленных пользователем пределов.

    Для того, чтобы по условной шкале прибора определить точно значение измеряемой в данный момент величины, необходимо, зная цену деления, количество делений до того места, куда отклонилась, и где остановилась в данный момент стрелка, умножить на цену деления.
    Если цена деления не ясна, то ее можно легко найти, для этого берется разность между двумя известными значениями на шкале, и делится на количество делений между этими значениями. Например, известно, что красная шкала имеет ширину 10 вольт, а количество делений 50, значит цена деления для красной шкалы составляет 200 мВ.

    Если на шкале есть отметка ноль, то шкала называется нулевой. Если нуля нет, то шкала называется безнулевой. Что касается нулевых шкал, то они, в свою очередь, подразделяются на односторонние и двухсторонние. На фото выше можно видеть сразу семь нулевых шкал.

    У односторонних ноль размещен в самом начале шкалы (как на рисунке, головка вольтметра с односторонней шкалой), а у двухсторонних — по центру или между конечной и начальной отметками. Так, в зависимости от расположения нуля, двухсторонние шкалы подразделяются на несимметричные и симметричные.

    Симметричная шкала ноль имеет по центру, несимметричная — не по центру шкалы. Если шкала безнулевая, то крайние отметки обозначают верхний и нижний пределы измерений. На фото выше изображен миллиамперметр с симметричной двухсторонней шкалой, цена деления составляет 50 мкА, поскольку 0,5 мА / 10 = 0,05 мА или 50 мкА.
    В зависимости от характера связи угловых и линейных расстояний между двумя соседними делениями шкалы с измеряемыми величинами, шкалы бывают неравномерными, равномерными, логарифмическими, степенными и т. д. Для более точных измерений предпочтительней равномерные шкалы.
    Когда отношение ширины самого широкого деления к самому узкому не более 1,3 при неизменной цене деления, шкалу уже можно считать равномерной.

    На лицевой стороне измерительного прибора, недалеко от шкалы, как правило, размещены необходимые маркировки: единица величины измерения, ГОСТ, класс точности прибора, число фаз и род тока, категория защищенности данного измерительного прибора от внешних электрических и магнитных полей, условия эксплуатации, рабочее положение, предельное напряжение прочности изоляции измерительных цепей (на фото — в звездочке «2», значит 2 кВ), номинальная частота тока, если отличается от промышленных 50 Гц, например 500 Гц, положение относительно Земли, тип, система прибора, год выпуска, заводской номер, и прочие важные параметры.

    В этой таблице приведены расшифровки основных обозначений, которые можно встретить на шкалах. Надеемся, что эта краткая статья поможет вам научиться правильно проводить измерения при помощи стрелочных измерительных приборов.
    Поделитесь с друзьями:
    Подборка похожих статей:
    Классификация электроизмерительных приборов, условные обозначения на шкалах приборов
    Электродинамические и ферродинамические измерительные приборы
    Какие достоинства и недостатки имеют электромагнитные измерительные приборы
    Что означает класс точности измерительного прибора
    Как правильно включить ваттметр в цепь постоянного тока
    Как измерить постоянный ток и напряжение
    Принципы выбора измерительных приборов для проведения измерения электрических величин
    Школа для электрика в Facebook:
    Школа для электрика

  2. Grazan Ответить

    Общие сведения об измерениях. Погрешности измерений и средств измерений

    Общие сведения об измерениях

    Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Под измерением понимается процесс экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу.
    Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.
    Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы классифицируются по различным признакам. Например, измерительные приборы можно построить на основе аналоговой схемотехники или цифровой. Соответственно их делят на аналоговые и цифровые. Ряд приборов, выпускаемых промышленностью, допускают только отсчитывание показаний. Эти приборы называются показывающими. Измерительные приборы, в которых предусмотрена регистрация показаний, носят название регистрирующих.

    Погрешности измерений

    Погрешность является одной из основных характеристик средств измерений.
    Под погрешностью электроизмерительных приборов, измерительных преобразователей и измерительных систем понимается отклонение их выходного сигнала от истинного значения входного сигнала.
    Абсолютная погрешность Δa прибора есть разность между показанием прибора ах и истинным значением а измеряемой величины, т.е.
    Δa = ax – a.
    Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой.
    Относительная погрешность δ представляет собой отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Относительная погрешность, обычно выражаемая в процентах, равна

    Приведенная погрешность γП есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности Δa к нормирующему значению апр

    Нормирующее значение – условно принятое значение, могущее быть равным конечному значению диапазона измерений (предельному значению шкалы прибора).

    Погрешности средств измерений

    Класс точности прибора указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,05. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность). Таким способом обозначают классы точности вольтметров, амперметров, ваттметров и большинства других однопредельных и многопредельных приборов с равномерной шкалой.
    Класс точности прибора (например, амперметра) дается выражением

    При установлении классов точности приборов нормируется приведенная погрешность, а не относительная. Причина этого заключается в том, что относительная погрешность по мере уменьшения значений измеряемой величины увеличивается.
    По ГОСТ 8.401-80 в качестве значений класса точности прибора используется отвлеченное положительное число из ряда:
    {1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6}·10α, α = 1, 0, –1, –2, –3, …
    В интервале от 1 до 100 можно использовать в качестве значений класса точности числа:
    (α = 0) 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6;
    (α = 1) 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60.
    Т.е. четырнадцать чисел 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6; 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60.
    Необходимо отметить, классы точности от 6,0 и выше считаются очень низкими.

    Примеры решения задач

    Задача №1
    Определить для вольтметра с пределом измерения 30 В класса точности 0,5 относительную погрешность для точек 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В и наибольшую абсолютную погрешность прибора.
    Решение
    Класс точности указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,5. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность). Таким способом обозначают классы точности вольтметров, амперметров, ваттметров и большинства других однопредельных и многопредельных приборов с равномерной шкалой.
    Приведенная погрешность (выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению)

    постоянна и равна классу точности прибора.
    Относительная погрешность однократного измерения (выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины)

    уменьшается к значению класса точности прибора с ростом измеренного значения к предельному значению шкалы прибора.
    Абсолютная погрешность однократного измерения

    постоянна на всех отметках рабочей части шкалы прибора.
    По условию задачи: Uизм = Ui = 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В – измеренное значение электрической величины; Uпр = 30 В – предел шкалы вольтметра.
    Приведенная погрешность

    Наибольшая абсолютная погрешность вольтметра

    Относительная погрешность вольтметра для точек
    Uизм = Ui, В
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    δU, %
    3,0
    1,5
    1,0
    0,75
    0,6
    0,5
    Задача №2
    При измерении напряжения двумя параллельно включенными вольтметрами их показания были: U1 = 29,2 В, U2 = 30 В. Показания какого прибора точнее, если класс точности КV1 = 2,5, КV2 = 1,0, а пределы измерения соответственно равны Uпр1 = 30 В; Uпр2 = 150 В.
    Решение
    Класс точности указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,05. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность).
    Тогда абсолютные погрешности измерения напряжения вольтметрами

    Более точным будет первый вольтметр.
    Задача №3
    Ток 159 мА измеряется цифровым вольтметром с трехразрядным цифровым индикатором и амперметром с классом точности 0,5 и пределом шкалы 250 мА. Каким прибором ток будет измерен точнее?
    Решение
    Абсолютная погрешность однократного измерения амперметром

    где Iпр – измеренное значение электрической величины;
    К – класс точности прибора.
    Относительная погрешность однократного измерения амперметром

    где Iизм – предел шкалы амперметра.
    В задаче наряду с аналоговым измерительным прибором используется цифровой. Абсолютная погрешность ΔI цифрового прибора принимается равной единице младшего разряда числа, высвечиваемого на цифровом индикаторе.
    Класс точности аналогового амперметра пределом шкалы Iпр = 250 мА выражается одним числом К = 0,5. Оценка погрешности однократного измерения аналогового амперметра

    Ток Iизм = 159 мА измеряется цифровым вольтметром с трехразрядным цифровым индикатором. Абсолютную погрешность ΔI цифрового прибора принимается равной единице младшего разряда числа, высвечиваемого на цифровом индикаторе: ΔI = 1 мА.
    Откуда, абсолютная погрешность цифрового амперметра меньше чем аналогового.
    Следовательно, цифровой вольтметр точнее измеряет ток Iизм = 159 мА.
    Задача №4
    Значения класса точности аналогового вольтметра К = 0,5.
    Какой будет относительная и абсолютная погрешности однократных измерений напряжения Uизм = 1; 3; 9 В на пределе измерения Uпр = 10 В?
    Решение
    Класс точности прибора выражается одним числом К. Предельная погрешность

    где ΔA – абсолютная погрешность, Aпр – предел шкалы измерительного прибора.
    Для оценки погрешности однократного измерения полагаем абсолютную погрешность

    Относительная погрешность однократного измерения

    где Aизм – измеренное значение электрической величины.
    Класс точности аналогового вольтметра с пределом шкалы Uпр = 10 В при измерении постоянного напряжения выражается одним числом К = 0,5.
    Относительная погрешность однократных измерений напряжения Uизм = 1; 3; 9 В:

    Абсолютная погрешность однократных измерений напряжения Uизм = 1; 3; 9 В:

    Запишем результаты измерений напряжений Uизм =1; 3; 9 В:
    Uизм = 1,0 ± 0,05 В или Uизм = 1,0 В ± 5 %;
    Uизм = 3,0 ± 0,05 В или Uизм = 3,0 В ± 2 %;
    Uизм = 9,0 ± 0,05 В или Uизм = 9,0 В ± 0,6 %.

  3. kaen Ответить

    Таблица 2
    Оценка пределов допускаемых основных абсолютных и относительных инструментальных погрешностей измерения сопротивлений резисторов приборами 43101 и Щ4300.
    Измеряемый
    Резистор
    Номинальные
    значения
    резисторов,
    кОм
    Показания
    приборов
    кОм
    Пределы
    абсолютной
    погрешности, ?
    кОм
    Пределы
    относительной
    погрешности, ?
    %
    Результаты
    измерений
    кОм
    Щ4300
    Щ4300
    Щ4300
    Щ4300
    R1
    R2
    R3
    3.5. Составьте отчет о проделанной работе.
    4. Пояснения к лабораторной работе
    4.1 Комбинированные аналоговые измерительные приборы.
    Комбинированные электромеханические измерительные приборы предназначены для измерения напряжения и силы постоянного тока, среднеквадратического значения напряжения и силы переменного тока синусоидальной формы, а также сопротивления постоянному току.
    В связи с этим их называют также авометрами (ампервольтомметрами). Устройство этих приборов основано на использовании магнитоэлектрического измерительного механизма (микроамперметра) и измерительных цепей (добавочных резисторов, шунтов, выпрямителей для преобразования измеряемой электрической величины в значение постоянного тока).
    При измерении напряжения постоянного тока предел измерения изменяется при помощи переключающего устройства, коммутирующего соответствующие добавочные резисторы, включенные последовательно с микроамперметром. При измерении переменных напряжений
    Рис.1.1 Схема трехпредельного выпрямительного вольтметра.
    в схеме прибора используются двухполупериодный выпрямитель (рис 1.1). Угол поворота подвижной части измерительного механизма в этом режиме зависит от средневыпрямленного значения измеряемого напряжения или тока. Шкала прибора градуируется при этом в среднеквадратических (действующих ) значениях напряжения (тока) синусоидальной формы.
    Сопротивление постоянному току измеряется авометром путем преобразования измеряемого сопротивления в значение напряжения. При измерении сравнительно небольших сопротивлений (до сотен Ом) обычно используется схема, приведенная на рис. 1.2а. Здесь: R0 – сопротивление образцового резистора, Rx – измеряемое сопротивление и Ux – напряжение, функционально связанное с измеряемым сопротивлением. Однако, при использовании данной схемы, увеличение значений измеряемых сопротивлений, при приемлемых значениях R0 , которое должно быть значительно больше Rx, приводит к существенному падению чувствительности прибора и увеличению нелинейности шкалы. Поэтому при измерении сравнительно больших сопротивлений, используют схему, приведенную на рис.1.2b. При использовании этой схемы, значение R0 должно быть существенно меньше Rx, что удобно для измерения больших сопротивлений с приемлемой нелинейностью. В обоих случаях шкала прибора имеет нелинейный характер, однако в первом случае она прямая, а во втором – обратная (большему значению сопротивления соответствует меньшее отклонение стрелки).

    Рис. 1.2. Иллюстрация принципов измерения сопротивлений в
    комбинированных измерительных приборах.
    Источником питания в авометрах обычно служат гальванические элементы, у которых ЭДС со временем уменьшается. Поэтому перед измерением сопротивления это уменьшение корректируется специальным переменным резистором, ручка управления которым выведена на панель управления прибора (при измерениях на пределе ? при разомкнутой входной цепи стрелка прибора устанавливается на отметке ?; на других пределах, при закороченной входной цепи – на отметке 0).
    Оценку абсолютного значения основной инструментальной погрешности, при измерении напряжений и токов, следует осуществлять по формуле

    где – предел допускаемой приведенной основной погрешности при
    измерении напряжений и токов;
    нормирующее значение (предел измерений).
    В случае измерения сопротивлений оценка абсолютного значения основной инструментальной погрешности определяется в единицах длины шкалы и ее необходимо перевести в единицы соответствующей шкалы сопротивлений (Ом или КОм)с учетом цены деления шкалы вблизи показания прибора.

    где – предел допускаемой приведенной основной погрешности при
    измерении сопротивлений;
    L – длина шкалы в миллиметрах.
    4.2 Комбинированные цифровые измерительные приборы.
    Комбинированные цифровые измерительные приборы (мультиметры) предназначены для измерения тех же параметров электрических цепей, что и электромеханические, однако имеют перед ними ряд преимуществ. Основные преимущества цифровых измерительных приборов заключаются в высокой точности, автоматическом получении цифрового отсчета и малом влиянии на измеряемую величину (что ведет к уменьшению возможных методических погрешностей).
    Функциональная схема универсального цифрового мультиметра типа Щ4300 приведена на рис. 1.3.

    Рис. 1.3. Функциональная схема цифрового мультиметра типа Щ4300.
    Как и большинство цифровых измерительных устройств цифровой мультиметр состоит из последовательного ряда аналоговых измерительных преобразователей (АП), аналого-цифрового преобразователя (АЦП) и цифрового отсчетного устройства (ОУ).
    Назначение аналоговых измерительных преобразователей состоит в преобразовании входной измеряемой величины Х в величину, наиболее удобную для цели собственно измерений, т.е. получении численного значения величины путем ее сравнения с некоторой ее частью, принятой за единицу измерения. Это численное значение – код в двоично-десятичной системе счисления формируется в блоке АЦП и затем отображается визуально на ОУ.
    Входными величинами Х, которые можно измерять, пользуясь данным цифровым мультиметром, являются:
    – напряжение постоянного и переменного тока;
    – сила постоянного и переменного тока;
    – сопротивление цепи постоянному току.
    Все эти входные величины преобразуются входным измерительным преобразователем (ВИП), включающим в себя выпрямительный мост и образцовые резисторы, в напряжение постоянного тока Ux,
    с некоторым коэффициентом преобразования K, определяемым характеристиками ВИП: Ux = K•X. Затем это постоянное напряжение Ux подается на вход интегратора, реализованного на операционном усилителе, в течение всего первого такта интегрирования Т0 (ключ К1 замкнут, ключ К2 разомкнут) (см. рис.1.4).

    Рис.1.4. Временные диаграммы работы АЦП.
    Основное назначение первого такта интегрирования заключается в уменьшении влияния помех на результат измерения. Поскольку наиболее существенная помеха на электронные приборы возникает от источника сетевого напряжения частотой 50 Гц, то интервал Т0 , для более полной компенсации этой помехи выбран кратным периоду помехи и равным 40 мс, т.е. двум периодам сетевой частоты. В конце первого такта интегрирования на выходе интегратора Uинт формируется напряжение, пропорциональное среднему значению входного напряжения Ux за период Т0
    Uинт=
    Где С – постоянная интегрирования.
    В начале второго такта интегрирования ключ К1 размыкается, а ключ К2 – замыкается, переключая вход интегратора к выходу источника Uo. Этот момент времени отмечается появлением на выходе сравнивающего устройства СУ положительного фронта импульса, открывающего ключ К3 и, следовательно, разрешающего прохождение на вход счетчика ? импульсов от генератора G стабилизированных по частоте импульсов. Таким образом, во втором такте интегрируется напряжение источника стабильного опорного напряжения U0, знак которого противоположен Ux.
    Направление интегрирования во втором такте противоположно по отношению к первому. Следовательно, во втором такте интегрирования

    (постоянная интегрирования не изменяется).
    Второй такт заканчивается в момент равенства нулю выходного напряжения интегратора и этот момент характеризуется появлением низкого напряжения на выходе сравнивающего устройства СУ, запирающего ключ К3 и прекращающего поступления образцовых по частоте импульсов в счетчик ?. Следовательно, длительность второго такта интегрирования Tx определится из выражения

    откуда

    Таким образом, во втором такте интегрирования происходит преобразование среднего значения напряжения Ux в интервал времени Tx. Поскольку Uxс=К•Xс, то сформированный интервал времени будет пропорционален измеряемой величине Xс

    Точность этого преобразования измеряемой величины в интервал времени будет определяться стабильностью коэффициента К и величин T0 и U0.
    Изложенное выше объясняет, почему подобного типа цифровые приборы часто называют цифровыми приборами двухтактного интегрирования.
    Полученный интервал Tx, представленный длительностью импульса Uсу на выходе сравнивающего устройства, измеряется в блоке АЦП путем сравнения его с единичной мерой времени t0 – периодом повторения счетных импульсов образцового стабилизированного генератора G. Измерение осуществляется подсчетом числа периодов импульсов образцового генератора, укладывающихся в полученный интервал времени Tx. Технически это эквивалентно подсчету числа этих импульсов N, прошедших на счетчик импульсов ? за время открытого состояния ключа К3.

    где – частота образцового генератора G.
    После подстановки в эту формулу значения Tx получим выражение
    или
    Так как U0, K, T0, f0 – величины постоянные, то измеряемая величина Xc прямо пропорциональна числу N, которое в качестве результата измерения в соответствующих единицах измерения индицируется на отсчетном устройстве. При этом заметим, что поскольку число импульсов дискретно, то при измерении интервала времени возникает специфическая аддитивная составляющая погрешности – погрешность дискретности, абсолютное значение которой может достигать величины ±t0.
    Рассмотренный цифровой мультиметр имеет как аддитивную, так и мультипликативную составляющую погрешности и, поэтому, предел его основной допускаемой относительной погрешности (в процентах) выражается двучленной формулой

    где: Xmax – рабочий предел измерения шкалы;
    X – измеренное значение на этом пределе;
    c и d –константы, характеризующие класс точности прибора,
    приводимые в его технических характеристиках.
    5. Содержание отчета.
    · Цель работы.
    · Формулы, используемые при обработке результатов измерений с
    расшифровкой буквенных обозначений переменных.
    · Таблицы с результатами измерений.
    · Выводы по каждому пункту задания.
    6. Контрольные вопросы.
    1. В чем смысл введения понятий предельных значений абсолютной, относительной и приведенной погрешности?
    2. Что указывается в техническом паспорте измерительного прибора при нормировании его погрешности?
    3. Поясните разницу между основной погрешностью измерительного прибора и дополнительными погрешностями?
    4. От чего зависит выбор формы представления пределов основной допускаемой погрешности?
    5. Чем характерны систематическая и случайная погрешности?
    6. Что такое класс точности измерительного прибора?
    7. Как по классу точности измерительного прибора оценить пределы основной допускаемой абсолютной и относительной погрешностей результата измерения?
    8. Почему не рекомендуется проводить измерения, если результат отсчитывается в начале шкалы измерительного прибора?
    9. Что такое нормирующее значение и как оно влияет на определение оценок погрешности измерения?
    10. Как обеспечивается расширение предела измерения в n– раз у вольтметров?
    11. Как обеспечивается расширение предела измерения в n – раз у амперметров?
    12. Как в комбинированных приборах осуществляется преобразование напряжений переменного тока в напряжение постоянного тока?
    13. В чем состоят достоинства цифровых мультиметров?
    14. В чем состоит суть метода двухтактного интегрирования и каковы его достоинства?
    Ответы на вопросы к лабораторной работе № 1
    1. Абсолютная погрешность-разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины. Относительная погрешность- это отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к истинному значению измеряемой величины. Приведенная погрешность- это отношение его максимальной допустимой абсолютной погрешности к нормирующему значению.
    2.Класс точности и три предела измерений предельную основную, абсолютную и относительную погрешности.
    3.Принято различать основную погрешность измерительного прибора и дополнительные погрешности. Наряду с чувствительностью измерительного прибора к измеряемой величине, он реагирует так же и на неизмеряемые, но влияющие на показания величины. Например, на показания вольтметра, с помощью которого измеряется ЭДС батарей, могут влиять температура окружающей среды, напряжение и частота питающей сети и т.д. При выполнении градуировки прибора в лабораторных условиях большинство влияющих величин может поддерживаться в узких пределах их изменения. Такие условия, оговоренные в техническом паспорте прибора, называют нормальными, а погрешность возникающую в этих условиях,- основной. При эксплуатации прибора в реальных условиях могут возникать значительные отклонения от нормальных условий, оговоренных в паспорте на прибор. Эти отклонения приводят к дополнительной погрешности прибора. Величина дополнительных погрешностей так же указывается в паспорте прибора, например, в виде коэффициента влияния отдельных величин на изменение показаний.
    4.Зависит от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений, а так же от условий применения и назначения данного средства измерения.
    5.Систематической погрешностью называется погрешность, остающаяся постоянной или закономерно изменяющейся во времени при повторных измерениях одной и той же величины. Случайной погрешностью измерения называется погрешность, которая при многократном измерении одного и того же значения не остается постоянной. Например, при измерении валика одним и тем же прибором в одном и том же сечении получаются различные значения измеренной величины.
    6.Класс точности основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.
    7. В зависимости от этого для оценки предельных значений абсолютной и относительной погрешностей могут быть использованы формулы:
    ?п max=± и ?пmax=±Y либо ?п max=± либо ?п max=±.
    8. Высокая относительная погрешность.
    9. Значение нормирующее – значение, к которому относится погрешность средства измерений или/и добавочного устройства, устанавливается для определения (оценки) погрешности измерений.
    10. Для расширения пределов измерения вольтметра к обмотке измерительного механизма последовательно присоединяют многоомное сопротивление, носящее название добавочного сопротивления (rд).
    При такой схеме из n частей напряжения, подлежащего измерению, на обмотку прибора приходится лишь одна часть, а остальные n-1 частей – на добавочное сопротивление. Это происходит потому, что сопротивление rд берется больше сопротивления вольтметра в n —1 раз, а при последовательном соединении напряжение распределяется пропорционально величине сопротивления.

    11.
    Желательно измерять силу тока в цепи таким прибором, у которого собственное сопротивление наименьшее. Присоединять амперметр к полюсам источника тока без нагрузки нельзя. Это объясняется тем, что по обмотке амперметра, имеющей малое сопротивление, в данном случае пройдет большой ток и она может перегореть. По той же причине нельзя включать амперметр параллельно нагрузке. По обмотке и отдельным элементам электроизмерительных приборов некоторых систем во избежание возможности их порчи нельзя пропустить сколько-нибудь значительный ток. В частности, это относится к спиральным пружинам и подвижной катушке магнитоэлектрического прибора. Если такой измерительный прибор нужно приспособить для измерения значительной силы тока расширить пределы измерения амперметра, та он снабжается шунтом.
    При таком включении шунта из n частей тока, протекающего в цепи, через прибор проходит лишь одна его часть, а через шунт – остальные n-1 частей.
    Это происходит потому, что сопротивление шунта меньше сопротивления амперметра n – 1 раз. Число n показывает, во сколько раз нужно увеличить предел измерения амперметра. Таким образом, шунт служит для расширения пределов измерения прибора.
    Пусть амперметр позволяет измерять силу тока Iа = 5 а, а в данном случае необходимо этим прибором измерить силу тока I=30 а. Значит, нужно увеличить предел измерения прибора в

    Сопротивление шунта, который надо присоединить параллельно амперметру, чтобы обеспечить такое расширение предела измерения, можно определить по формуле:

    Если сопротивление амперметра rа = 0,15 ом, то сопротивление шунта

    После присоединения шунта к прибору каждое деление шкалы прибора будет соответствовать величине, в n раз большей, чем указана на ней. В нашем случае, если стрелка прибора с шунтом установится на делении 5, это значит, что в цепи протекает ток I=5xn = = 5×6= 30 а.
    12.С помощью преобразователя тока устройства, позволяющие преобразовывать постоянный и переменный ток в переменный или постоянный с нужным напряжением.
    13. Цифровые тестеры позволяют точнее и нагляднее получить результаты измерения. Результат считывается в цифровом виде, и его значение сразу понятно. Для цифровых тестеров не имеет значения полярность подключения щупов прибора, значение напряжения (или тока) все равно будет правильно измерено и отображено на дисплее (просто при обратной полярности будет высвечен знак минус). Многие современные цифровые тестеры имеют автоматический выбор диапазона измерения, чего обычно лишены стрелочные приборы. Цифровые мультиметры умеют многое, чего лишены стрелочные приборы. Цифровой тестер часто может измерять емкость конденсаторов, значение индуктивностей, иногда частоту сигнала, температуру и другие параметры. Благодаря наличию электронных усилителей в цифровом приборе он может лучше измерять слабые сигналы, и меньше влияет на ту схему, к которой подключен.
    14. В АЦП прибора используется метод двухтактового интегрирования. В течении первого такта интегрирования длительностью Т0=40 мс производится интегрирование напряжения, пропорционального измеряемой величине ( ключ К1-замкнут; К2-разомкнут).Во втором такте ключ К1 размыкается, К2- замыкается, т.е. интегрируется напряжение источника опорного напряжения. Направление интегрирования во втором такте автоматически выбирается противоположным по отношению к направлению в первом. Второй так заканчивается в момент равенства нулю напряжения интегрирования. Этот момент фиксируется пороговым устройством.
    Важное достоинство метода двухтактного интегрирования заключается в том, что он позволяет подавить помеху с частотой, кратной частоте сети, а так же импульсную помеху.

  4. VNIkaю В AlKogolь Ответить

    Точность измерительного прибора – это его свойство, характеризующее степень приближения показаний данного измерительного прибора к действительным значениям измеряемой величины и определяется той наименьшей величиной, которую с помощью этого прибора можно определить надёжно.
    Точность прибора зависит от цены наименьшего деления его шкалы и указывается или на самом приборе, или в заводской инструкции (паспорте). Заметим, что точность измерений обратно пропорциональна относительной погрешности измерений Е: = .
    Погрешность электроизмерительных приборов определяется классом точности (или приведенной погрешностью Епр), который указывается на лицевой стороне прибора соответствующей цифрой в кружке. Классом точности прибора К называют выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к предельному (номинальному) значению хпр измеряемой величины, т. е. к наибольшему её значению, которое может быть измерено по шкале прибора (предел измерения):
    .
    Зная класс точности и предел измерения прибора, можно рассчитать его абсолютную погрешность:
    .
    Эта погрешность одинакова для любого измерения сделанного с помощью данного прибора. Классов точности семь: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Приборы первых трех классов точности (0,1; 0,2; 0,5) называются прецизионными и используются при точных научных измерениях, приборы остальных классов точности называются техническими. Приборы без указания класса точности считаются внеклассными.
    Пример. Сила тока измеряется в цепи амперметром, класс точности которого К=0,5, а шкала имеет предел измерения Iпр=10 А. Находим абсолютную погрешность амперметра:

    Отсюда следует, что амперметр позволяет измерять силу тока с точностью не более 0,05 А, и поэтому нецелесообразно делать отсчёт по шкале прибора с большей точностью.
    Допустим, что с помощью данного амперметра были измерены три значения силы тока: I1=2 А; I2=5 А; I3=8 А. Находим для каждого случая относительную погрешность: ; .
    Из этого примера следует, что в третьем случае относительная погрешность самая маленькая, то есть чем больше величина отсчёта по прибору, тем меньше относительная погрешность измерения. Вот почему для оптимального использования приборов рекомендуется их подбирать так, чтобы значение измеряемой величины находилось в конце шкалы прибора. В этом случае относительная погрешность приближается к классу точности прибора. Если точность прибора неизвестна, то абсолютная погрешность принимается равной половине цены наименьшего деления (линейка, термометр, секундомер). Для штангенциркуля и микрометра – точность их нониусов (0,1 мм, 0,01 мм).

  5. page_of_desert Ответить

    Класс точности измерительного прибора — это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых установлены в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых при помощи этих средств.
    Для того чтобы заранее оценить погрешность, которую внесет данное средство измерений в результат, пользуются нормированными значениями погрешности. Под ними понимают предельные для данного типа средства измерений погрешности.
    Погрешности отдельных измерительных приборов данного типа могут быть различными, иметь отличающиеся друг от друга систематические и случайные составляющие, но в целом погрешность данного измерительного прибора не должна превосходить нормированного значения. Границы основной погрешности и коэффициентов влияния заносят в паспорт каждого измерительного прибора.
    Основные способы нормирования допускаемых погрешностей и обозначения классов точности средств измерений установлены ГОСТ.
    На шкале измерительного прибора маркируют значение класса точности измерительного прибора в виде числа, указывающего нормированное значение погрешности. Выраженное в процентах, оно может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т. д.
    Если обозначаемое на шкале значение класса точности обведено кружком, например 1,5, это означает, что погрешность чувствительности δs = 1,5%. Так нормируют погрешности масштабных преобразователей (делителей напряжения, измерительных шунтов, измерительных трансформаторов тока и напряжения и т. п.).
    Это означает, что для данного измерительного прибора погрешность чувствительности δs = dx/x — постоянная величина при любом значении х. Граница относительной погрешности δ(х) постоянна и при любом значении х просто равна значению δs, а абсолютная погрешность результата измерений определяется как dx = δsx
    Для таких измерительных приборов всегда указывают границы рабочего диапазона, в которых такая оценка справедлива.
    Если на шкале измерительного прибора цифра класса точности не подчеркнута, например 0,5, это означает, что прибор нормируется приведенной погрешностью нуля δо = 0,5 %. У таких приборов для любых значений х граница абсолютной погрешности нуля dx = dо = const, а δо = dо/хн.
    При равномерной или степенной шкале измерительного прибора и нулевой отметке на краю шкалы или вне ее за хн принимают верхний предел диапазона измерений. Если нулевая отметка находится посредине шкалы, то хн равно протяженности диапазона измерений, например для миллиамперметра со шкалой от -3 до +3 мА, хн= 3 – (-3)=6 А.

  6. Guzzeppe Ответить

    Приведенной погрешностью называется выраженное в процентах отношение наибольшей абсолютной погрешности прибора Х к номинальному значению его шкалы Хном.
    Номинальной величиной Хном. называется верхний предел измерения прибора. Следовательно, цифра класса точности показывает величину возможной относительной ошибки в процентах при отклонении стрелки прибора на всю шкалу.

    У электроизмерительных приборов абсолютная ошибка определяется конструкцией прибора и равна:

    Таким образом предполагается, что абсолютная погрешность измерения для данного предела прибора – величина постоянная, т.е. не зависит от измеряемой величины.
    Чем меньше измеряемая величина, тем больше относительная погрешность измерения dх . Действительно, dх определяется из соотношения :
    dх = DХ : Х , где Х – значение измеряемой величины.
    Абсолютная ошибка хпри любом измерении постоянно, поэтому,чем меньше измеряемая величина Х , тем больше относительная погрешность измерения dх .
    Пример: Ток, измеряемый миллиамперметром класса d = 1,0 с пределом хном = 3 мА, соответственно равен ! мА и 2 мА. Абсолютная погрешность, допускаемая при измерениях этим прибором, в любом месте шкалы одинакова.

    т.е. DХ равна 1% от номинального значения прибора. При первом измерении относительная ошибка измерения
    При втором –

    Следовательно, для уменьшения относительной погрешности следует выбирать приборы с таким пределом, чтобы при измерениях стрелка прибора отклонилась больше, чем на 50% деления шкалы.
    Для приборов с нулем по середине шкалы Хном равна сумме пределов измерения по левой и правой части шкалы. Например, для прибора 100 В-0-100 В, Хном=200 В.
    По степени защищенности от внешних полей приборы по ГОСТу подразделяются на две категории. Категория обозначается римской цифрой , расположенной в квадрате. Для приборов 1 категории дополнительная погрешность , обусловленная влиянием поля, не должна превышать 0,5 % , для
    П – 1% , для Ш – 2,5% .
    Важной характеристикой электроизмерительного прибора является его сопротивление. Внутреннее сопротивление измерительного прибора обычно приводится на его шкале. У некоторых приборов вместо внутреннего сопротивления прибора приводится ток полного отклонения ( для вольтметров) или номинальное падение напряженности ( для амперметров). Зная эти величины и предел измерения прибора Хном , можно рассчитать сопротивление прибора. Очень часто приборы, используемые в лабораторной практике, снабжаются набором шунтов и дополнительных сопротивлений , которые можно легко менять в процессе работы, производя несложные операции переключения на самом приборе. Приборы такого типа называются многопредельными.
    Шкалы многопредельных приборов чаще всего делятся на некоторое число безымянных делений, обычно на 100 или 150. Для определения измеряемой величины нужно отсчет, взятый по шкале такого прибора, умножить на цену деления С. Цена деления С определяет значение физической величины, измеряемой прибором, которая вызывает отклонение стрелки на одно деление. Для определенияцены деления нужно предел измерения прибора разделить на число делений шкалы прибора: С = Хном : n0.
    Каждому пределу измерений соответствует своя цена деления. С измерением предела прибора меняется и величина абсолютной ошибки, допускаемой при измерениях этим прибором. Многопредельные приборы иногда меняют несколько шкал с равным числом делений. Отсчет следует проводить по той шкале, у которой число делений кратно верхнему пределу прибора.
    Пример: Прибор имеет две шкалы, разбитых, соответственно, на 150 и 1000 делений. На пределе 300В целесообразно проводить отсчет по первой шкале, при переходе на предел измерения 100В удобнее осуществлять отсчет по второй шкале.
    Изменение предела измерений у некоторых приборов, как, например, у амперметров типа АСТ, осуществляется поворотом головки переключателя пределов. Номинальное значение прибора определяется по положению указателя на головке.
    Для установления выбранного предела измерения, надо совместить указатель (стрелка или точка на головке) с цифрой на корпусе, указывающей предел измерения прибора. У некоторых приборов, типа М-45, переключение осуществляется подключением источника сигнала к соответствующим клеммам прибора. Цифры у клемм дают номинальное значение величины, измеряемой на этом пределе.
    Системы измерительных механизмов электроизмерительных приборов.
    Основной частью приборов является измерительный механизм. При воздействии измеряемой электрической величины на измерительный механизм его подвижная часть поворачивается на некоторый угол, по которому определяется значение измеряемой величины. В лабораторной практике чаще всего применяются приборы магнитоэлектрической, электромагнитной, электростатической, электродинамической систем. Рассмотрим кратко действие измерительных механизмов различных систем и других вспомогательных приборов.
    1. МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА. Основана на взаимодействии измеряемого тока с магнитным полем постоянного магнита. Измеряемый ток проходит по рамке из нескольких витков проволоки, которая находится в магнитном поле постоянного магнита. Рамка укреплена на двух полуосях и может вращаться. При протекании тока на рамку действуют силы, поворачивающие ее. Эти силы уравновешиваются упругими силами пружинок., удерживающих рамку в положении равновесия. магнитоэлектрическая система применяется только в цепях постоянного тока. При включении прибора необходимо соблюдать полярность. Клемма со знаком «+» подключается к участку цепи, имеющей более высокий потенциал.
    2. ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ система. Основана на взаимодействии измеряемого тока, который протекает по неподвижной катушке с ферритовым телом, закрепленным на одной оси со стрелкой. При прохождении тока сердечник втягивается в катушку. Сердечник втягивается до тех пор, пока силы, действующие на него со стороны магнита, не уравновесятся упругими силами пружиной. Система пригодна для цепей постоянного и переменного тока, не боится перегрузок. Недостаток системы: низкая чувствительность, зависимость показания от частоты тока, влияние на показания внешних магнитных полей. Для устранения влияния внешних магнитных полей в приборе применяются две измерительные системы, укрепленные на одной оси со стрелкой. Внешнее поле оказывает на сердечник противоположные действия, взаимно компенсирующие друг друга. Такая система называется астатической.
    3. ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ система. Работа этой системы основана на взаимодействии двух заряженных пластинок. Одна пластина неподвижна, другая связана со стрелкой прибора и может перемещаться. При наличии разности потенциалов на пластинах, под действием электростатических сил, подвижная пластина притягивается. Сила, действующая на пластинку уравновешивается упругими силами пружинок, удерживающих систему в положении равновесия.
    Электростатическая система применяется в цепях постоянного и переменного тока. Достоинством системы является большое, практически бесконечное, внутреннее сопротивление прибора. Недостатком является низкая чувствительность, неравномерная шкала, влияние на показания внешнего электрического поля.
    4. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ система основана на взаимодействии магнитных полей двух катушек с током. Неподвижная катушка включается в цепь последовательно с нагрузкой, в ваттметре она играет роль амперметра. Внутри катушки находится подвижная катушка, которая подключается параллельно нагрузке, в ваттметре она играет роль вольтметра. Вращающий момент, действующий на подвижную катушку, уравновешивается моментом упругих сил.

  10. VideoAnswer Ответить

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *