1.2. Погрешности электроизмерительных приборов

1.2.1. Абсолютная и относительная погрешности

Важнейшей характеристикой электроизмерительного прибора является его погрешность. В качестве действительного значения измеряемой величины принимается величина, измеренная образцовым прибором. Разность между показанием образцового прибора и показанием прибора  , которым определяется искомая величина, называется абсолютной погрешностью: .

Точность измерения обычно характеризуется относительной погрешностью ε, которая представляет собой отношение абсолютной максимальной погрешности к действительному значению измеряемой величины.

В большинстве случаев для характеристики электроизмерительных приборов пользуются приведенной погрешностью . Приведенной погрешностью называется отношение максимальной абсолютной погрешности к предельному значению измеряемой величины: .

Если прибор имеет двухстороннюю шкалу, то определяется как , где и – значения максимального предела измерений слева и справа от нуля. Для приборов с безнулевой шкалой , где  – конечное значение рабочей части шкалы.

Необходимость введения приведенной ошибки объясняется тем, что даже при постоянстве абсолютной погрешности по всей шкале прибора относительная погрешность не остается постоянной.

Рассмотрим в качестве примера прибор, предназначенный для измерения постоянного тока до 200 мА. Максимальная абсолютная погрешность прибора = ±3 мА. Причем эта погрешность условно принимается постоянной для каждой точки шкалы прибора. Относительная же погрешность прибора изменяется, например, при измерении тока величиной 50 мА

;

при измерении тока величиной 100 мА

;

при измерении тока величиной 200 мА

.

То есть наибольшее значение относительной погрешности достигается в начальной части шкалы прибора. В связи с этим измерения рекомендуется проводить в конечной части шкалы прибора, то есть там, где относительная ошибка наименьшая.

1.2.2. Класс точности прибора

В зависимости от степени точности приборы разделяются по классам точности. Класс точности – это обобщенная метрологическая характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей. Класс точности прибора обуславливает его максимальную приведенную погрешность, выраженную в процентах:

. (1.1)

Согласно ГОСТ 8.401-80 приборы делятся на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Приборы класса точности 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 применяются для точных лабораторных измерений и называются прецизионными (от англ. precision – точность). В технике применяются приборы классов 1,0; 1,5: 2,5 и 4,0 (технические). Класс точности прибора указывается на шкале прибора. Если на шкале такого обозначения нет, то данный прибор внеклассный, то есть его приведенная погрешность превышает 4%. Таким образом, чем меньше класс точности прибора, тем он точнее.

1.2.3. Чувствительность электроизмерительного прибора

Важной характеристикой электроизмерительного прибора является чувствительность, которая характеризуется способность прибора реагировать на изменение измеряемой величины. Оценивается она отношением изменения положения указателя на шкале к изменению измеряемой величины, вызвавшему это перемещение:

,

где – угловое или линейное перемещение указателя; – измеряемая величина. Если шкала прибора равномерная, чувственность будет постоянной . Если шкала не равномерная, чувствительность определяется для каждой точки шкалы: . Величина, обратная чувствительности прибора, называется постоянной прибора или ценой деления шкалы:

.

Порог чувствительности прибора – это такое изменение измеряемой величины, которое вызывает наименьшее изменение его показаний.