Электрические измерения. Виды и методы электрических измерений. Классификация погрешностей. Измерения на большом расстоянии и в труднодоступных местах

Модуль 7. Электрические измерения.

  Электрические методы измерения получили весьма широкое применение во всех отраслях техники. Это объясняется тем, что  они обладают  весьма ценными свойствами. Электрические измерения дают возможность:

·  измерять практически любую электрическую и неэлектрическую величину;

·  производить измерения с большой точностью;

·  производить измерения непрерывно и в случае надобности записывать полученные результаты;

·  производить измерения на большом расстоянии и в труднодоступных местах.

7.1. Виды и методы электрических измерений. Классификация погрешностей.

           Измерением называется процесс сравнения измеряемой физической величины с некоторым значением той же величины , принятым за единицу. Физические величины измеряют техническими средствами – средствами измерения.

           В зависимости от способа получения результатов измерения делятся на прямые и косвенные.

          Прямой – искомое значение физической величины определяют непосредственно по показанию  прибора. К ним относят измерение тока амперметром, электроэнергию счетчиком, напряжение вольтметром и т. д.

           Косвенный – искомое значение измеряемой величины находят на основании известной зависимости между этой величиной  и величинами, полученными в результате прямых измерений. Примером может служить определение электрического  сопротивления R по показаниям вольтметра U и амперметра  I :  R = U / I.

           В зависимости от способа и средств измерений различают методы непосредственной оценки и методы сравнения.

           Метод непосредственной оценки  состоит в том, что значение измеряемой величины  определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора

(значение тока – по амперметру, значение напряжения – по вольтметру).  Этот метод прост, но отличается сравнительно невысокой точностью.

            Метод сравнения  заключается в том, что измеряемая величина  сравнивается с величиной, принятой мерой.  Он обеспечивает большую точность измерения по сравнению с методом  непосредственной оценки, но процесс измерения усложняется.

            В связи с тем,  что абсолютно точных приборов нет, каждое средство измерения характеризуется погрешностью.

           По способу выражения погрешности средств измерения делятся на абсолютные, относительные и приведенные.

           Абсолютная Δ – это разность между показанием прибора А и истинным значением измеряемой величины А_д:      Δ = А - А_д

          Относительная погрешность δ – представляет собой отношение абсолютной погрешности  к истинному значению измеряемой величины.

                                                            δ  = _-⁺ Δ / А 100 %

          Приведенная погрешность γ – представляет собой отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению измеряемой величины  А_N.

γ =  _-⁺ А / А_N 100 %

Нормирующее значение обычно принимают равным верхнему пределу измерения  для данного прибора.

        Уровень точности     средств измерения характеризуется классом точности. Для электроизмерительных приборов  установлены следующие классы точности: 0,005; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5  и 4. Эти цифры показывают основную приведенную погрешность в  процентах. 

   7.2.   Методы измерения основных электрических величин.  

7.2.1.  Измерение тока.                                                                    r_ш

А

А

                          I                                                           I                   R

                                                 R                                                      r _А

      Измерение тока производится амперметром, который включается в цепь последовательно с нагрузкой. Чтобы включение амперметра не влияло на режим работы цепи, амперметры делаются с малым сопротивлением. При необходимости расширить пределы измерения амперметры в цепях