Классификация электроизмерительных приборов. Погрешности измерений

В соответствии с ГОСТ все средства измерений делятся на шесть видов: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, вспомогательные средства измерений, измерительные установки и измерительные системы. Наиболее многочисленной группой средств измерений являются измерительные приборы и преобразователи, которые обобщенно называются измерительными устройствами (ИУ). В силу большого разнообразия их классифицируют по различным признакам:

- По используемым физическим процессам ИУ разделяют на механические, электромеханические, электронные, оптоэлектронные и т.п.

- По физической природе измеряемой величины различают вольтметры, амперметры, термометры, манометры, уровнемеры, влагомеры и т.д.

- По виду измеряемой величины или сигнала измерительной информации, а также по способу обработки сигнала приборы делятся на аналоговые и цифровые.

- По структурному принципу различают измерительные устройства прямого действия (преобразования); в котором реализуется метод непосредственной оценки; измерительные устройства, работа которая основана на методе сравнения.

- По структурным признакам ИУ также можно классифицировать по числу каналов и по временной последовательности преобразований входных сигналов. В зависимости от числа входных сигналов, несущих информацию об измеряемой величине, ИУ бывают с одним (например – вольтметр), двумя (фазометр) и более входами, т.е. соответственно одно-, двух- и многоканальными. В зависимости от временной последовательности преобразований входных сигналов (если их более чем 2) различают ИУ с одновременным (параллельным) и последовательным преобразованием. При последовательном преобразовании сигналы обрабатываются поочередно, причем за цикл измерения каждый сигнал через входное переключающее устройство (коммутатор) подается на вход преобразователя один раз. По точности ИУ делят на образцовые, используемые для поверки других ИУ и утвержденные в качестве образцовых, и рабочие, используемые непосредственно в практических измерениях, не связанных с передачей размера единиц.

- По частотному диапазону ИУ делят на низкочастотные (НЧ), высокочастотные (ВЧ) и сверхвысокочастотные (СВЧ), по ширине полосы частот – на широкополосные и избирательные (селективные).

- По месту использования ИУ делят на лабораторные и производственные, которые резко отличаются по условиям эксплуатации, по техническим и метрологическим характеристикам.

- 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 погрешность Δ— это разность между показанием прибора А и действительным значением измеряемой величины Ад:

- Δ=А-Ад

- Относительная погрешность σ представляет собой отношение абсолютной погрешности Δк истинному значению измеряемой величины А. Обычно относительная погрешность выражается в процентах:

- σ= 100%.

- Приведенная погрешность γ представляет собой отношение абсолютной погрешности Δ к нормирующему значению A_N измеряемой величины

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

- γ= 100%.

- По характеру проявления погрешности делят на системати­ческие и случайные.

- I Систематическая погрешность — это погрешность, остающаяся постоянной или изменяющаяся по определенному закону. Ее значение всегда можно учесть путем введения соответствующих поправок.

- 2 Случайная погрешность — это погрешность, изменяющаяся по случайному закону. Случайные погрешности нельзя исключить опытным путем, значение Их можно уменьшить проведением многократных измерений.

- В зависимости от условий эксплуатации различают основную и дополнительную погрешности средств измерения.

- Основная погрешность — это погрешность средств измерения, находящихся в нормальных условиях эксплуатации (температура внешней среды, влажность, атмосферное давление, напряжение и частота питания, внешние электрические и магнитные поля и др.).

- Дополнительная погрешность — это погрешность средств измерения, возникающая паи отклонении указанных условий от нормального значения. Уровень точности средств измерения характеризуется классом точности. Для электроизмерительных приборов установлены следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0;1,5; 2,5 и 4.

- Цифры указывают основную приведенную погрешность γ в про­центах. Основные абсолютная Δ и относительная σ погреш­ности могут быть представлены в этом случае в виде

-