Теоретический материал

Конструкции мер и измерительных приборов кроме общих технических показателей (простота, надежность конструкции, возможно меньшие габариты, масса, стоимость, удобство обслуживания, долговечность) должны удовлетворять и качественным показателям (точность, стабильность, влияние внешних условий, чувствительность, собственное потребление, перегрузочная способность).

Каким бы совершенным ни был прибор, его показания будут отличаться от действительного значения измеряемой величины. Отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины вследствие воздействия различных факторов характеризует погрешность измерений.

Разность между показанием прибора А_пр и действительным значением измеряемой величины А_д называют абсолютной погрешностью прибора ΔА:

ΔА = А_пр – А_д .

Отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, выраженное в процентах, представляет собой относительную погрешность:

.

Оценивать точность электроизмерительного прибора, работающего по методу непосредственной оценки, абсолютной или относительной погрешностью не представляется возможным, так как она оценивает точность прибора только в одной точке шкалы. Поэтому, чтобы охарактеризовать точность прибора по всей шкале, пользуются относительной приведенной погрешностью γ_пр , под которой понимают отношение абсолютной погрешности к предельному значению шкалы прибора А_п, выраженное в процентах:

Основная относительная приведенная погрешность прибора определяет его класс точности. Все приборы непосредственной оценки (кроме счетчиков электрической энергии) имеют восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Все приборы конструируются так, чтобы включение их в цепь не влияло на режим работы электрической цепи. Поэтому те обмотки приборов, которые включаются в цепь последовательно (амперметров, токовые обмотки ваттметров, счетчиков электрической энергии, фазометров) имеют малые сопротивления.

Обмотки приборов, которые включаются в цепь параллельно (вольтметров, обмотки напряжения ваттметров, счетчиков электрической энергии, фазометров) имеют большие сопротивления.

Погрешность ряда измерений.

Если проведено n измерений одной и той же величины при неизменных внешних условиях, то наиболее достоверным значением является:

где А1, … Аn - результаты отдельных измерений, n- число измерений.

Отклонение результата 5каждого измерения от среднего значения:

Аi – Аср = Δi,

где Δi – остаточная погрешность

Точность ряда измерений определяется совокупностью всех факторов, влияющих на измерение, и характеризуется величиной среднеквадратичного отклонения результатов измерения от наиболее достоверного значения:

Вычисление погрешностей косвенных измерений проводится на основе дифференцирования уравнения преобразования.

Пример расчета.

Определите наиболее достоверное значение величины, абсолютную и относительную погрешность каждого из измерений, среднеквадратическую погрешность результата измерений. Запишите результат измерений с учетом этой погрешности.

Таблица результатов расчетов достоверного значения величины

Таблица 3.1

единицы измерения	номер и результаты измерения
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Гц	999	1001	998	100	999	987	1003	1005	1000	988

Решение:

Приближенное значение измеряемой величины:

f_ср=998 Гц

Определяем абсолютную погрешность

Δ_i = f_i – f_ср

Относительная погрешность

Записываем результаты в таблицу 3.2.

Таблица результатов расчетов достоверного значения величины

Таблица 3.2

Измерения	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Δi , Гц	1	3	0	2	1	-11	5	7	2	-10
δi , %	0,1	0,3	0	0,2	0,1	1,1	0,5	0,7	0,2	1,0

Определяем среднеквадратическую погрешность измерения:

δ=5,9 Гц

По результатам вычислений записываем конечный результат

f= f_ср ± δ

f = 998 ± 5.9 Гц.

ВОПРОСЫ САМОКОНТРОЛЯ

1. Каковы основные и производные единицы электрических и магнитных величин в системе СИ?

2. Дайте определение измерения.

3. Что называется измерительным прибором и что называется электроизмерительным прибором?

4. Что такое мера и измерительный прибор? Как они подразделяются по назначению?

5. Какие приборы называют показывающими, а какие приборами сравнения?

6. От каких факторов зависит точность приборов?

7. Какие существуют погрешности в электроизмерительных приборах и как они вычисляются? Как определить класс точности приборов?