Герасимов В.Г. (ред). - Электрические измерения и основы электроники (1998), страница 2

Мера — средство измерения, предназначенное для воспроизведения заданного значения физической величины. В зависимости от степени точности и области применения меры подразделяются иа эталоны, образцовые и рабочие. Эталоны обеспечивают воспроизведение и хранение единицы физической величины для передачи ее значения другим средствам измерения. Образцовые меры служат для поверки и градуировки рабочих мер и измерительных приборов. Рабочие меры используют для поверки измерительных приборов, а также для измерения в научных организациях и на промышленных предприятиях.

, 1лгктроизмерительные приборы — средства электрических измерений, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. К ним относятся, например, амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчики электрической энергии. Измерительные преобразователи — средства электрических измерений, предназначенные для выработки сигнала электрической информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Их подразделяют на преобразователи электрических величин в электрические (шунты, делители напряжения, измерительные трансформаторы и т, д. ) и преобразователи неэлектрических величин в электрические — первичные преобразователи (терморезисторы, термопары, тензорезисторы, емкостные и индуктивные преобразователи и т.д.).

Электроизмерительнал устаноека — совокупность функционально обьединенных средств измерений (мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей) и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем. и расположенная в одном месте. Измерительная информационная система — совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации от ряда источников в форме, удобной для обработки, передачи и использования в авгоматических системах управления.

Виды и методы измерений. В зависимости от способа получения результата измерения подразделяются на два вида: прямые и косвенные. прямыми называют измерения, при которых искомое значение физической величины определяют непосредственно по показанию прибора (измерение тока амперметром, электроэнергии счетчиком, напряжения вольтметром и др.). Косвенными называют измерения, при которых искомое значение физической величины находят на основании известной функциональной зависимости между этой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений.

Примером может служить определение электрического сопротивления по показаниям амперметра и вольтметра. В зависимости от совокупности приемов использования принципов и средств измерений все методы делятся на методы непосредственной оценки и методы сравнения. Под методом непосредственной' оценки понимают метод, при котором значение измеряемой величины определяют непосредственно по показанию отсчетного устройства измерительного прибора прямого действия (значение тока — ло показанию амперметра, значение напряжения — по показанию вольтметра и др.) ,Методом сравнения называют метод, при котором измеряемая величина в специальной измерительной цепи сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Методы сравнения подразделяют на нулевой, дифференциальный и замещения.

Нулевой метод — метод сравнения измеряемой величины с мерой, в котором результирующий эффект воздействия сравниваемых величин на прибор сравнения доводят до нуля. Дифференциальный метод — метод сравнения в котором на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой (например, измерение электрического сопротивления с помощью неуравновешенного моста) Метод замещения — метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают в измерительной установке известной величиной воспроизводимой мерой.

При этом путем изменения известной величины добиваются такого же показания прибора, которое было при действии измеряемой величины (например, сравнение сопротивления резистора с сопротивлением образцовой катушки, включаемых попеременно в одно и то же плечо моста). б) У, Рис !. ! К вопросу ! ! Вопрос 1.1.

К какому виду и методу относятся измерения мощност)! Р (рис 1.1, а и б), параметров Я и Ь (рис 1.1, в), напряжения У (рис 1.1.:), сопротивления Я (рис 1.1, д)? Варианты олиета. Рис.1.1, и 1.1.1. Прямыс измерения, метод непосредственной оценки. 1.1.2. Косвенные измерения, метод непосредственной оценки. Рис. 1.1, б 1.1.3. Прямые измерения, метод непосредственной оценки. 1.!.4. Косвенные измерения, метод непосредственной оценки. Рис. ! .1, в 1.1.5. Прямые измерения, метод непосредственной оценки. 1.1.6. Косвенные измерения, метод непосредственной оценки.

Рис. 1.1. г 1.1.7. Прямые измерения, метод сравнения. 1.1.8. Косвенные измерения. метод сравнения. Рис. 1.1, д 1 1 9. Прямые измерения. метод сравнения. 1 ! 10 Косвенные измерения, метод сравнения. 1.2. ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ. ОБРАБОТКА И ПРЕДСТАВЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ Погрешности средств измерений н погрешности измерения. Каждое средство измерения, в том числе и электроизмерительный прибор, характеризуется тем. что отсчитанные по его шкале значения физических величин отличаются от их истинных значений. Разность между этими значениями называется поерегиностью средств измерении) Погрешность характеризует точность средства измерения, отражающую близость действительного значения физической величины к обозначенной в паспорте или на шкале прибора. Погрешности средств измерений классифицируют по способу выражения, характеру проявления.

зависимостям от текущего значения и режима изменения измеряемой величины, условиям возникновения (рис. 1.2) Погрешности средств измерений Абсолютные Приведенные Относительные Случайные Систематические Аддитивные Мультипликативные Статические Динамические Основные Дополнительные Рис 1 2 Классификация погрешностей средсгв измерений АА=А-А (1.1) Оп1носите~ьния поерешность б — отношение абсолютной погреш- А ности зА к значению измеряемой величины А. Обычно относительную погрешность, так же как и приведенную, выражают в процентах: 5,= + (ЛА 100)/А 1 1.2) Приведеннпя погрешность у (в процентах) — отношение абсолютной погрешности А4 к нормирующему значению А ном' По способу выражения погрешности средств измерений подразделяют на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсозотния поереьинос~нь ЛА — разность между показанием прибора А и действительным значением измеряемой величины А: л (1.3) у = + (ЬА. 100) /А „, . Нормирующее значение принимаю~ равным: а) верхнему пределу рабочей части шкалы для приборов, у которых нулевая отметка находится на краю шкалы или вне ее; б) арифметической сумме конечных значений диапазона измерений, если нулевая отметка находится внутри шкалы; в) номинальному значению„если прибор предназначен для измерения величин, имеющих номинальные значения; г) длине всей шкалы для приборов с логарифмической или гиперболической шкалой. По характеру проявления погрешности средств измерения подразделяют на сггсгггемагггггческгге и случайные. Сггсгггемпгггггчегкггя погрешпосгпь — погрешность.

остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону. Ее значение ° всегда можно учесть введением соответствующих поправок. Случайная погрешпосгпь — погрешность. изменяющаяся не по определенному закону, а как центрированная случайная величина. Случайные погрешности нельзя исключить опытным путем. По зависимости от текущего значения измеряемой величины погрешности средств измерения делятся на аддггпгггггпые и мультгггглггкгггггивггые. Аддипшвпые ггогрегиггосггггг не зависят от значения измеряемой величины в пределах диапазона измерения.

Источниками их могут быть напряжение смещения в усилителях постоянного тока, шумы элементов схемы, внешние наводки и утечки в схемах, термоЭДС и др. Мулг пгигглггкагггггвнг ге погрегапоспгп пропорциональны текущему значению измеряемой величины. Источниками их являются нестабильность коэффициента передачи отдельных функциональных узлов средств измерения.

По зависимосгпи от режима изменеггия во времени измеряемой величины различают сгггалгггческгге и дгггаигггческгн погрешности средств измерения. Сгнагцаческие ггогрегггногпги возникают при измерении постоянной во времени измеряемой величины (измерение постоянного напряжения, частоты переменного напряжения и т.д.).

Дггпамгггческгге погрешности возникают при измерении изменяющихся во времени величин. Причина их появления заключается в инерционности средств измерения, а значение определяется характером изменения измеряемой величины. По зависимости от условий возникновения различают основные и догголпггпгельные погрешности средств измерения. 1О АА =+ у А„„„/100„ н у ном/ (1.5) Для приборов, класс точности которых выражается дробью, относительную погрешность определяют по формуле 5 = + ~ с + д (А „,„ /А — 1)~, (1.6) где с и с/ — постоянные числа; сЫ вЂ” класс точности, А — конечном ное значение диапазона измерения.