13.Электроизмерительные приборы, их классификация. (сомнительно)

По назначению

• Показывающие (аналоговые и цифровые) – отображают текущее значение измеряемой величины (например, вольтметры, амперметры).

• Регистрирующие – фиксируют изменения величины во времени (самописцы, осциллографы).

• Суммирующие (интегрирующие) – измеряют суммарное значение за время работы (счётчики электроэнергии).

• Комбинированные – выполняют несколько функций (мультиметры, анализаторы цепей).

По принципу действия

Аналоговые приборы

• Магнитоэлектрические (основаны на взаимодействии магнитного поля и тока в рамке) – высокоточные, но только для постоянного тока (например, гальванометры).

• Электромагнитные (подвижный сердечник втягивается в катушку) – для переменного и постоянного тока, но менее точные (щитовые амперметры, вольтметры).

• Электродинамические (взаимодействие токов в подвижной и неподвижной катушках) – высокая точность, но чувствительны к перегрузкам (ваттметры, фазометры).

• Индукционные (вращение алюминиевого диска в магнитном поле) – применяются в счётчиках электроэнергии.

• Термоэлектрические (нагрев термопары током) – для высокочастотных измерений.

• Электростатические (взаимодействие заряженных пластин) – для высоких напряжений.

Цифровые приборы

• Основаны на аналого-цифровом преобразовании (АЦП).

• Высокая точность, устойчивость к помехам (мультиметры, осциллографы).

По виду измеряемой величины

• Вольтметры – напряжение.

• Амперметры – сила тока.

• Омметры – сопротивление.

• Ваттметры – мощность.

• Частотомеры – частота.

• Фазометры – сдвиг фаз.

• Осциллографы – форма сигнала.

По точности (классу точности)

Класс точности указывает на допустимую погрешность прибора:

• 0,05; 0,1; 0,2 – эталонные и лабораторные приборы.

• 0,5; 1,0; 1,5 – технические измерения.

• 2,5; 4,0 – индикаторные (низкая точность).

По условиям применения

• Лабораторные – высокая точность, чувствительность.

• Щитовые – для постоянного контроля в электроустановках.

• Переносные – универсальные (мультиметры).

• Специальные – для конкретных задач (высоковольтные, высокочастотные).

14. Метрологические характеристики (мх) средств измерений, группы мх. Нормирование мх.

Метрологическая характеристика средства измерений – характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность. Совокупность МХ оказывает существенное влияние на результат и погрешность измерений и во многом определяет возможности использования СИ при решении тех или иных измерительных задач.

Для СИ важными являются также неметрологические (технические, эксплуатационные) характеристики, которые не влияют на результаты измерений: габариты, вес, надежность, потребляемая мощность и др.

Различают несколько групп МХ, объединенных своим назначением:

1.МХ, предназначенные для определения результатов измерений:

• Функция преобразования измерительного преобразователя - устанавливает связь между информативными параметрами выходной y и входной величин x:

• Порог чувствительности xпорог – характеристика СИ в виде наименьшего значения изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным средством.

• Диапазон измерений – область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ.

• Диапазон показаний – область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы.

• Пределы измерений – наибольшее и наименьшее значения диапазона измерений. Применяют понятия нижний предел и верхний пределы измерений.

2.МХ основной погрешности средства измерений:

• Предел допускаемой погрешности СИ – наибольшее значение погрешности СИ, устанавливаемое нормативным документом для данного типа СИ, при котором оно еще признается годным к применению. Предел допускаемой основной погрешности представляют в форме абсолютной, относительной и приведенной погрешностей.

• Класс точности - обобщенная характеристика данного типа СИ отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений.

3.МХ чувствительности средства измерений к влияющим величинам;

4.МХ влияния средства измерения на измеряемую величину;

• Входное сопротивление/ёмкость.

5.Динамические характеристики средства измерения:

• Время установления показаний

• Полоса пропускания

• Постоянная времени

6.Неинформативные параметры сигналов измерительной информации.

Метрологические свойства конкретных СИ (типов приборов, отдельных экземпляров и т. п) должны быть представлены необходимой совокупностью МХ с определенными числовыми значениями их параметров. Такое представление реализуется путем нормирования МХ СИ.

При нормировании МХ для типа (множества) СИ устанавливается некоторая единая, усредненная по множеству приборов, номинальная характеристика. Установление номинальных МХ связано с идеализацией, присущей любой модели реальной характеристики, а для типа приборов и с усреднением характеристик по множеству СИ данного типа.

Так, представление номинальной статической характеристики преобразования y = F(x) в виде линейной функции с конкретными параметрами является идеализацией реальной. При этом реальная характеристика может иметь другие параметры или быть даже нелинейной. Важным здесь является установление допускаемых границ отклонений реальных МХ от номинальных.

Если МХ представляет некоторый параметр, например входное сопротивление прибора, то для него указывает граничные значения для этого параметра.

Вобщем случае процедура нормирования МХ включает:

выбор комплекса МХ для типа СИ (или для отдельных средств);

определение способов оценки МХ;

выбор способа представления МХ.

Такая процедура предназначена для разработчиков и изготовителей средств измерений, а также для служб метрологической поверки характеристик этих средств.

Выбор комплекса МХ подчинен задаче определения такой совокупности характеристик, которая позволяет определять результаты и погрешности измерений средствами данного типа.

Способы оценки МХ оговариваются в соответствующих государственных стандартах на СИ, утвержденных государственными метрологическими службами. Сведения по МХ на СИ приводят в соответствующей

нормативно-технической документации (описаниях, паспортах и других доку-

ментах), а часть из них указывают на самих средствах.