Многопредельные приборы

Измерительный прибор, электрическую схему которого, можно переключить для измерения интервалов измеряемой величины, называется многопредельным.

В многопредельные амперметры внутрь прибора вмонтированы шунты, в случае вольтметра – добавочные сопротивления

Пользуются многопредельными приборами так, чтобы выбранная шкала давала наименьшую погрешность. Многопредельные приборы могут иметь одну или несколько шкал.

В случае одной шкалы приходиться делать пересчет прибора для различных пределов измерения. Например, имеем многопредельный амперметр, который имеет пределы для измерения тока от 0 до 3 мА, от 0 до 30 мА и его шкала имеет 300 делений. Если прибор включен на работу в диапазоне от 0 до 3 мА, то при отсчете по прибору, равному 210 делений, ток через прибор

I₁=210 m₁

где m₁ - переводной коэффициент данного диапазона, m₁_=,a - максимальное значение величины, которую можно измерить при данном включении прибора ( в данном случае а – 3 мА), N - число, стоящее против последнего деления прибора;

N=300, m₁==0,01.

Если прибор включен в диапазоне от 0 до 9 мА, то I₂ = 210 m₂, где m₂ = .

4. Оценка погрешности электрических измерений

Абсолютная погрешность измерений, производимых электроизмерительными приборами, оценивается исходя из класса точности приборов. Обозначение класса точности 0,2; 0,5 и 1 и т.д. не только характеризует прибор в зависимости от градуировки и других факторов, но и указывает, что погрешность показаний прибора соответствующего класса в любом месте шкалы не должна превышать 0,2%; 0,5%; 1%.

Если обозначим через А_max максимально возможное показание прибора, а через n - класса точности прибора в абсолютных единицах, то получим абсолютную погрешность прибора

A = _maxn

Например, вольтметр 0,2 класса (n=0,002), шкала которого рассчитана на 50 В, имеет абсолютную погрешность

U = 0,002 50 В=0,1 В

а амперметр класса 1.5, рассчитанный на максимальное показание 5А, имеет абсолютную погрешность

 = 0,015 5А =0,075 А.

Так как абсолютная погрешность считается одинаковой по всей шкале данного измерительного прибора, то относительная погрешность () будет тем больше, чем меньше измеряемая величина. Если, например, при помощи указанного амперметра измерить ток около 4А, то относительная погрешность будет составлять 1,9% а при измерении силы тока около 1 А – 7,5%.

При точных измерениях следует пользоваться такими приборами, чтобы предполагаемой значение измеряемой величины составляло 70-80% от максимального (номинального) значения. Поэтому применяют приборы, имеющие несколько пределов измерения, при работе с такими приборами его включают в сеть на тот предел измерения, который достаточно близок к предлагаемому значению измеряемой величины.

Рассмотрим вычисленные погрешности на следующем примере:

Определить погрешность измерения внутреннего сопротивления элемента, электродвижущая сила которого , напряжение по полюсам U и величина тока I. Для измерения U и  применен вольтметр класса 0,5 (U_max=2,5B), а для измерения I –амперметр класса 1,0 (I_max=1,5А). Результаты измерений следующие:

 =2В; U = 1,3В; I = 1,2 А.

Абсолютные погрешности измерений;

 =  0,005 2,5В =  0,0125 В

= 0,01 1,5 А =  0,015 А

Вычисление внутреннего сопротивления производим по формуле: