Электротехника и электроника. - Немцов М.В.
Скачать (прямая ссылка):
• аналоговые, показания которых являются непрерывной функцией значений измеряемой величины, и цифровые, в которых значения измеряемой величины через равные интервалы времени заменяются цифровыми кодами;
• электромеханические на основе различного рода электромеханических измерительных механизмов и электронные, в которых такие механизмы отсутствуют или используются лишь в качестве отсчетных устройств;
• стационарные (щитовые) и переносные — в зависимости от характера применения.
Измерительные преобразователи служат для преобразования значений измеряемых величин в пропорциональные значения величин, удобных для дальнейшей обработки, но не воспринимаемых оператором непосредственно.
В зависимости от характера преобразуемых величин различают измерительные преобразователи электрических величин в элект-
114
рические величины, неэлектрических величин в электрические величины, магнитных величин (индукции, магнитного потока и др.) в электрические величины и электрических величин в неэлектрические величины (отклонение стрелочного указателя и др.).
Измерительные системы представляют собой совокупность различных средств измерения, соединенных между собой каналами связи, и предназначены для сбора и анализа большого объема измерений.
Измерительно-вычислительный комплекс представляет собой измерительную систему, в состав которой входит свободно программируемый компьютер.
Виды измерений. По способу получения результата различают прямые, косвенные и совместные измерения.
При прямом измерении значение измеряемой величины определяется показанием прибора, шкала которого проградуирована в соответствующих единицах.
При косвенном измерении значение измеряемой величины рассчитывается по результатам прямых измерений других величин, с которыми она связана известными зависимостями. Например, измерение значения сопротивления резистора в цепи постоянного тока по закону Ома R = U/1 на основе измерений тока / и напряжения U.
При совместном измерении результат определяется прямыми и косвенными изменениями величин, от которых зависит значение измеряемой величины. Например, измерение температурного коэффициента электрического сопротивления по закону Ома на основе прямых измерений тока и напряжения при различных температурах.
Методы измерений. В зависимости от приемов использования средств измерения различают две группы методов измерений: непосредственной оценки и сравнения с мерой.
Методом непосредственной оценки значение измеряемой величины определяется непосредственным отсчетом по шкале предварительно проградуированного с помощью меры показывающего прибора.
Методом сравнения значение измеряемой величины сравнивается со значением одноименной величины, воспроизводимой мерой. Различают нулевой и дифференциальный методы сравнения. Первым методом значение меры регулируется до значения измеряемой величины, а равновесие фиксируется измерительным прибором высокой чувствительности. Вторым методом значение измеряемой величины неполностью уравновешивается значением меры, а разность их значений измеряется непосредственным отсчетом.
Методы сравнения и измерительные приборы на их основе обладают высокой точностью.
115
5.2. Погрешности измерения и классы точности
Измерение значения любой физической величины сопровож-
дается погрешностью, т.е. расхождением ее измеренного и действительного значений. Различают погрешности абсолютные, относительные и приведенные.
Абсолютная AA и относительная у0 погрешности измерения определяются по формулам
где Аты и А — измеренное и действительное значения измеряемой величины.
В большинстве случаев абсолютная погрешность мала и можно принять
Абсолютная и относительная погрешности могут иметь положительное и отрицательное значения.
Например, если амперметр показывает Д,зм = 5 А, а действительное значение тока А = 4,9 А, то абсолютная погрешность AA = = 0,1 А, относительная погрешность у0 = (0,1/5)100 % = 2 %.
Однако оценивать точность показывающих приборов по относительной погрешности неудобно, так как абсолютная погрешность таких приборов мало изменяется вдоль всей шкалы. Поэтому с уменьшением значения измеряемой величины быстро увеличивается относительная погрешность (рис. 5.1).
Для оценки точности показывающих приборов служит приведенная относительная погрешность
где АИ0Ы — номинальное значение, равное наибольшему значению на шкале прибора.
Например, если на шкале амперметра номинальное значение
^ном = 10 А, а абсолютная погреш-
(5.1)
у0 = (ДЛ/Азм)Ю0%.
упр = (ДЛМом)100%,
(5.2)
M YO
ность AA = 0,1 А, то приведенная погрешность упр = (0,1/10)100% = = 1 %.
о
Рис. 5.1
А
1HOM
А
'изм
Значения погрешностей определяются недостатками самого прибора и внешними влияниями (присутствие вблизи прибора предметов из ферромагнитных материалов, источников магнитных и электрических полей и др.). При-
116
веденная относительная погрешность, определенная в нормальных рабочих условиях и зависящая только от свойств самого прибора, называется основной погрешностью.
Измерительные приборы подразделяют на классы точности, обозначением которых служит допустимая основная погрешность: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4. Класс точности указывают на лицевой панели прибора; он означает, что абсолютная погрешность прибора на всех делениях шкалы не превышает значения, определяемого классом точности.
