Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины.

Точность измерения – качество измерения, отражающее близость его результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малой погрешности.

Погрешность измерительного прибора – разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины.

Результат измерения – значение величины, найденное путём её измерения.

При однократном измерении показание прибора является результатом измерения, а при многократном – результат измерения находят путём статистической обработки результатов каждого наблюдения. По точности результатов измерения подразделяют на три вида: точные (прецизионные), результат которых должен иметь минимальную погрешность; контрольно-поверочные, погрешность которых не должна превышать некоторого заданного значения; технические, результат которых содержит погрешность, определяемую погрешностью измерительного прибора. Как правило, точные и контрольно-поверочные измерения требуют многократных наблюдений.

Контрольные вопросы

1. 
   Какие виды средств электрических измерений вам известны?
   
2. 
   Что называется прямыми измерениями?
   
3. 
   Что называется косвенными измерениями?
   
4. 
   Какие методы измерений используются и в чем заключается их смысл?
   

6-тема.

Измерения электрическая и магнитная величины.

План:

1.Измерения электрическая величины.

2.Измерения электрическая величины.

Ключевой слов: метрология, средства электрических измерений, электроизмерительные приборы, методы измерений, виды измерений.

Типы сигналов и их параметры.

Тип сигнала в цепи (гармонический, импульсный, сигнал сложной формы) в общем случае определяется путем визуализации зависимости u(t) в течение интервала времени, заведомо превышающего период колебаний. Полученная осциллограмма (от oscillatiographice (лат.) – рисование колебания) позволяет определить тип сигнала. Следует отметить, что идеальные гармонические колебания как в природе, так и в технике встречаются крайне редко.

---

гармонического сигнала (а); шумоподобного сигнала сложной формы (б); импульсного двуполярного (в);

однополярного импульсно-периодического (г)

Рисунок 8 - Осциллограммы различных сигналов (курсор указывает положение линии нулевого входного напряжения)

Для описания гармонических сигналов используют величину периода колебаний T

T =1/ f ,

где f – частота колебаний, Гц, f = 2π /ω, величину амплитуды U A и начальную фазу U₀ .

Удвоенная величина U A называется размахом колебаний U_m – рисунок 8, а). К импульсным относят сигналы с выраженным во временем изменением величины и/или направления тока. Такие сигналы могут быть как периодическими, так и непериодическими – рисунок 8, в,г. Для периодических сигналов определены период их повторения T и скважность Q (скважность Q находится как отношение периода повторения импульсов к их длительности τ). Величину τ определяют как интервал времени, в течение которого напряжение превышает уровень max

0,5U ,

Напряжение смещения US определяют, как показано на рисунке 8,в и рисунке 8,г.



Рисунок 9 – Параметры импульсного сигнала

Сигналы, которые не могут быть классифицированы как гармонические или импульсные, называют сигналами сложной формы. Единая система параметров для таких сигналов не определена.

Измерение действующего значения тока. Электродинамический стрелочный амперметр.

Прибор обеспечивает измерение действующего значения переменного тока. На рисунке 10 представлены схемы включения электродинамического измерителя для измерения тока до 1000 мА (Рисунок 10,а) и для измерения тока более 1А (Рисунок 10,б). Поскольку вращающий момент при последовательном соединении катушек измерителя пропорционаленквадрату действующего значения тока, шкала такого амперметра нелинейна.



Рисунок 10 – Миллиамперметр (а) и амперметр (б) на основе электродинамического измерителя

Различие схем включения измерителя объясняется тем, что подвижная катушка должна быть легкой и выполняется из провода малого сечения, поэтому и максимальная величина тока, протекающего через нее, как правило, не превышает 1А. Эти измерители могут работать как в цепях постоянного, так и в цепях переменного тока, поскольку разность фаз токов в обеих катушках равна нулю.

---

Магнитоэлектрические стрелочные амперметры

Появление в середине 20 века полупроводниковых диодов обеспечило массовое применение магнитоэлектрических приборов для измерения действующего значения тока. На рисунке 11 представлены две схемы включения магнитоэлектрического прибора в цепь переменного тока – однополупериодная (а) и двухполупериодная (б).

Источниками погрешностей измерений в приборах со схемами выпрямления является, прежде всего, зависимость вольт-амперных характеристик выпрямительных диодов от температуры.



Рисунок 11 – Схема включения магнитоэлектрического прибора в цепь переменного тока

Клещи токоизмерительные

Принцип действия прибора основан на явлении электромагнитной индукции. Они представляют собой легкоразъемный стальной сердечник в форме клещей – рисунок 12, которым охватывают токоведущий провод 1. Этот сердечник 2 является магнитопроводом, обеспечивающим передачу части магнитного потока, возникающего вокруг провода с протекающим через него током, к измерительной обмотке 3. В целом прибор можно рассматривать как измерительный трансформатор, первичная обмотка которого образована проводом с протекающим переменным током. К выводам измерительной обмотки подключен измеритель действующего значения переменного тока 4, шкала которого проградуирована с учетом величины коэффициента трансформации



Рисунок 12 – Клещи токоизмерительные

Такой прибор позволяет проводить измерение величины тока без разрыва цепи для включения балластного резистора. Недостаток прибора – относительно высокая погрешность измерений, обусловленная нестабильностью магнитного потока в сердечнике из-за изменений характеристик зазора 5 при смыкании клещей, случайного пространственного положения тока с проводом относительно магнитопровода и др.

Измерение действующего значения напряжения.

Электродинамический стрелочный вольтметр

Основой вольтметра является электродинамический измеритель, обмотки которого включены последовательно – рисунок 13.



Рисунок 13 – Электродинамический стрелочный вольтметр

---

Принцип измерения величины действующего напряжения основан на применении закона Ома.

Магнитоэлектрический стрелочный вольтметр

Основой таких вольтметров является магнитоэлектрический стрелочный измерительный прибор, подключаемый к выходу двухполупериодного выпрямителя – рисунок 14. Поскольку эквивалентное сопротивление выпрямителя уменьшается на 0,1…1,0 % при повышении температуры окружающей среды на 10°С, предпринимаются специальные меры для компенсации этой зависимости с целью сохранения точности измерений прибора в рабочем диапазоне температур. Это явление оказывает наибольшее влияние на результаты измерений малых напряжений, поскольку в этом случае величина добавочного сопротивления, как правило, соизмерима с эквивалентным сопротивлением выпрямителя. Для минимизации температурной зависимости результатов измерений часто используют последовательное соединение сопротивления Rд2 , выполненного из манганина (сплава на основе 85 % меди, 11,5…13,5 % марганца и никеля), характеризующегося малым изменением электрического сопротивления при комнатных температурах, и сопротивления Rд1 , выполненного из меди, удельное сопротивление которой возрастает с увеличением температуры.



Рисунок 14 – Магнитоэлектрический стрелочный вольтметр с термо- и частотной компенсацией

Электростатический вольтметр

Прибор, позволяющий измерить разность потенциалов, характеристики которого с точки зрения отсутствия влияния на измеряемую цепь близки к идеальным – электростатический вольтметр. Этот прибор содержит смонтированные в диэлектрическом корпусе электроды – подвижный и неподвижный. Один электрод подключается к точке A цепи, другой – к точке B (рисунок 15). В результате накопления на одном электроде положительных зарядов, а на другом – отрицательных, взаимодействие между которыми описывается законом Кулона, наблюдается перемещение подвижного электрода до достижения условия равновесия – равенства нулю моментов всех действующих на него сил.



Рисунок 15 – Электростатический стрелочный вольтметр

Положение механически соединенной с подвижным электродом стрелки прибора позволяет определить разность потенциалов U

---

_АВ . Такие приборы имеют невысокую чувствительность и широкого распространения из-за этого не получили, однако они позволяют с высокой точностью измерять напряжение в высоковольтных цепях.

---

Смотрите также файлы

• Конспект лекции дисциплины Правоохранительные органы.doc

• Поставьте в соответствующих ячейках.docx

• Уроках географии Учитель географии Средней школы 1 Кириллова А. В. В обучении гораздо важнее научить ребенка мыслить, чем сообщить ему те или иные знания.pptx

• Это вид неразрушающего контроля, основанный на анализе взаимодействия магнитного поля с контролируемым объектом.docx

• Притча о здоровье Дар богов( можно использовать видео).docx