Методизмерений – это прием или совокупность приемов сравнения измеряемой физической величины с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения. Метод измерений обычно обусловлен устройством средств измерений.
Дифференциальный метод – этометод измерений, при которомизмеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами. Измеряемая величина C сравнивается непосредственно или косвенно с величиной Cм, воспроизводимой мерой. О значении величины C судят по измеряемой прибором разности DC = C — Cм и по известной величине Cм, воспроизводимой мерой. Следовательно, C = Cм + DC.
Примером дифференциального метода могут служить измерения, выполняемые при поверке мер длины сравнением с эталонной мерой на компараторе.
Нулевой метод является разновидностью дифференциального метода. Это такой метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля.
Например, индикатор закрепляют в стойке на плите и устанавливают на нуль по какому-то образцу, а затем измеряют деталь. В этом случае индикатор будет показывать отклонение размера контролируемой детали относительно размера установочного образца.
Метод замещения – метод, при котором искомую величину замещают или совмещают с известной образцовой величиной, по значению равной замещенной. Такой способ применяется для определения индуктивности или емкости неизвестной величины. Выражение, определяющее зависимость частоты от параметров цепи:
fо=1/(√LC)
Слева, частота f0 задаваемая генератором ВЧ, в правой части значения индуктивности и емкости измеряемой цепи. Подбирая резонанс частоты можно определить неизвестные значения в правой части выражения.
Индикатором резонанса является электронный вольтметр с большим входным сопротивлением, показания которого в момент резонанса будут наибольшими. Если измеряемую катушку индуктивности включить параллельно образцовому конденсатору и измерять резонансную частоту, то значение Lx можно найти по вышеуказанному выражению. Аналогично находится неизвестная емкость.
Вначале резонансный контур, состоящий из индуктивности Lи образцового конденсатора емкости Co, настраивают в резонанс на частоту fo; при этом фиксируют значения fo и емкости конденсатора Co1.
Затем, параллельно образцовому конденсатору Co подключают конденсатор Cхи изменением емкости образцового конденсатора добиваются резонанса при той же частоте fo; соответственно искомая величина равна Co2.
Метод противопоставления – иначе этот метод называют компенсационным и используют для непосредственного сравнения напряжения или ЭДС, тока и косвенно для измерений других величин, преобразуемых в электрические.
Две встречно направленные ЭДС, не связанные между собой включаются на прибор, по которому уравновешивают ветви схемы. На рисунке: требуется найти Ux. С помощью образцового регулируемого сопротивления Rk добиваются такого падения напряжения Uk, чтобы численно оно было равноUx.
Судить об их равенстве можно по показаниям гальванометра. При равенстве UкиUх ток в цепи гальванометра протекать не будет, так как они противоположно направлены. Зная сопротивление и величину тока по формуле определяем Uх.
Метод совпадений – метод, при котором разность между искомой и известной величиной определяется по совпадению отметок шкал или периодических сигналов. Ярким примером применения этого способа в жизни является измерение угловой скорости вращения различных деталей.
Для этого на измеряемом объекте наносят метку, например мелком. При вращении детали с меткой, на нее направляют стробоскоп, частота мигания которого известна изначально. Регулированием частоты стробоскопа добиваются, чтобы метка стояла на месте. При этом частоту вращения детали принимают равной частоте мигания стробоскопа.
2. Схема аналоговогомегаомметра.
В настоящее время наряду с традиционными, но все еще работоспособными и надежными мегаомметрами, используются электронные аналоговые и цифровые приборы. Они имеют источники тока, этоаккумуляторы или гальванические батареи. Использование цифрового табло позволяет более точно проводить измерения и фиксировать их. Многие модели оснащаются немало важными функциями такими как, например: автоматическое определение коэффициентов абсорбции и поляризации. Кроме этого, для большего удобства эксплуатации они конструируются с возможностью подсветки экрана, и сохранения измеренных показаний в память прибора с последующей передачей на компьютер, для отслеживания динамики измерений.
Например, цифровой мегаомметр ЦС202-2 может фиксировать в своей памяти до 10 последних измерений. Кроме измерения изоляции, им можно автоматически выполнить определение коэффициента абсорбции.
Диапазон замера этим прибором равен от 0 до 200 ГОм.
Задача 5. Сопротивление резистора было определено косвенным методом по показаниям амперметра и ваттметра. Ток был измерен амперметром на 5 А класса точности 0,5, показание амперметра 2 А; мощность была измерена ваттметром на 1500 Вт класса точности 1, показание ваттметра 1000 Вт. Вычислить значение сопротивления R, наибольшую относительную и абсолютную погрешности измерения сопротивления.
Решение:
1) Сопротивление резистора R
2) Относительная погрешность измерения тока
3) Относительная погрешность измерения мощности
4) Относительная погрешность при измерении сопротивления
dR = ± (dр + 2dI);
dR =± (1,5 + 2 ´ 1,25) = ± 4%
При определении наибольшей возможной погрешности следует брать наиболее неблагоприятный случай, т.е. относительные погрешности следует брать со знаком плюс.
5) Абсолютная погрешность измерении сопротивления
Ответ: R = (250 ± 10) Ом.