Тема 9
Электроизмерительные приборы.
техника электрических измерений
Общие сведения об электроизмерительных приборах
Электроизмерительные приборы предназначены для преобразования
различных электрических величин (силы тока, напряжения, активных и реактивных мощностей и энергий, коэффициента мощности, сопротивления, индуктивности,
ёмкости) в визуальную форму, удобную для восприятия.
Электроизмерительный прибор состоит из измерительного механизма,
помещённого в корпус, и вспомогательных частей (зажимы для подключения,
переключатели пределов измерений, блок питания, корректор). Измерительный механизм состоит из подвижной и неподвижной частей, снабжён шкалой
с определённым количеством делений.
Принцип действия измерительного механизма может быть основан
на явлении электромагнетизма, электромагнитной силы или теплового действия
тока. В результате этих явлений возникает вращающий момент, поворачивающий подвижную часть измерительного механизма вместе с указателем (стрелкой). Стрелка отклоняется на угол, прямо пропорциональный значению измеряемой
физической величины. В противодействие вращающему моменту (электромагнитным или механическим путём) создаётся равный и противодействующий момент, так как иначе стрелка будет отклоняться до конца шкалы при любом значении измеряемой величины (отличной от нуля).
Электроизмерительные приборы характеризуются следующими величинами:
1. Предел измерения – наибольшее значение физической величины, которое можно измерить прибором.
2. Цена деления – количество единиц измеряемой физической величины в одном делении шкалы прибора:
, (9.1)
где С д – цена деления прибора;
А max – предел измерения прибора;
n max – количество делений на шкале прибора.
3. Чувствительность – количество делений шкалы, на которое отклоняется стрелка прибора при изменении измеряемой физической величины на одну
единицу:
. (9.2)
4. Показание прибора – значение физической величины, измеренное прибором
(определяется как произведение цены деления прибора на количество делений, на которое отклонилась стрелка прибора при измерении):
А = С д n, (9.3)
где А – показание прибора;
n – количество делений,
на которое отклонилась стрелка прибора при измерении.
5. Абсолютная погрешность – разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой физической величины:
D = А – А д, (9.4)
где D – абсолютная погрешность;
А – показание прибора;
А д – действительное значение измеряемой физической величины.
6. Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к
действительному значению измеряемой физической величины (выраженное в процентах):
. (9.5)
7. Приведенная погрешность – отношение абсолютной погрешности к пределу
измерения прибора (выраженное в процентах):
. (9.6)
8. Класс точности – отношение максимальной абсолютной погрешности
(устанавливаемой при проектировании прибора) к пределу измерения прибора (выраженное в процентах):
. (9.7)
Для уменьшения погрешности измерения необходимо выбирать предел
измерения прибора так, чтобы его показание находилось на последней трети шкалы прибора:
. (9.8)
При работе электроизмерительный прибор должен потреблять минимально возможную мощность, чтобы не изменять режим работы контролируемого объекта.
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего предназначены электроизмерительные приборы?
2. Опишите устройство и принцип действия
стрелочного электроизмерительного прибора?
3. Перечислите основные величины, которыми характеризуется
электроизмерительный прибор.
4. Что понимается под пределом измерения прибора?
5. Как определить цену деления прибора?
6. Как определить чувствительность прибора?
7. Что понимается под показанием прибора?
8. Как определить абсолютную погрешность прибора?
9. Как определить относительную погрешность прибора?
10. Что понимается под приведенной погрешностью прибора?
11. Что понимается под классом точности прибора?