Електровимірювальних приладів

З розвитком науки і техніки електричних вимірювань неодмінно підвищуються вимоги до якості електровимірювальних приладів. Перша основна вимога, що ставиться до всіх електричних вимірювальних приладів, полягає в тому, щоб вмикання їх якнайменше впливало на режим в даному електричному колі. Друга вимога ставиться до чутливості і точності, що їх дає прилад. Третя вимога – це незалежність дії і показу приладу від зовнішніх умов (температури, магнітного або електричного поля і т. ін.).

a) Чутливість електровимірювального приладу.

Під чутливістю S ектровимірювального приладу розуміють відношення лінійного або кутового переміщення покажчика (стрілки) da до зміни величини dx, яка вимірюється, і зумовила це переміщення:

.

Розмірність чутливості залежить від характеру вимірюваної величини: чутливість приладу до струму, чутливість приладу до напруги і т.д. Наприклад, якщо стрілка міліамперметра відхилилась на одну поділку при протіканні через нього струму величиною 0,5 mA, то чутливість буде: S = 1 / 0,5 = 2 под/mA.

b) Ціна поділки шкали приладу. Перед початком проведення електричних вимірювань необхідно визначити ціну поділки шкали приладу, тобто, значення вимірюваної електричної величини, що викликає відхилення стрілки (вказівника) приладу на одну поділку. В загальному випадку ціна поділки є різницею значень вимірюваної величини для двох сусідніх поділок шкали. Ціна поділки залежить від верхньої і нижньої межі вимірювання приладу і від числа поділок шкали. Особливо це треба мати на увазі тоді, коли використовується при вимірюванні прилад, в якого верхня межа вимірювань має декілька значень (рис. 1.12).

Наприклад, в електричне коло ввімкнено амперметр, верхня межа якого встановлена на 5А (рис. 1.12), а шкала приладу має 100 поділок, то ціна поділки такого приладу дорівнює:

.

Чутливість приладу в даному випадку дорівнюватиме:

.

c) Клас точності. Однією з важливих характеристик електровимірювального приладу є клас точності, який необхідно знати при визначенні похибки вимірюваної величини. Залежно від ступеня точності показів електровимірювальні прилади поділяються на сім класів, що позначаються відповідно числами: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Клас точності приладу вказується на його шкалі числом, вміщеним всередині кола. Наприклад, клас точності приладу, показаного на рисунку 1.12, дорівнює 0,5.

Клас точності приладу, це задане у відсоткахв відношення допустимої основної абсолютної похибки приладу в робочій частині шкали до верхньої межі вимірювальногоприладу. Основною похибкою називається похибка при нормальних умовах роботи приладу (певна температура, нормальне положення приладу, відсутність магнітних і електричних полів і т.д.). Причинами основної похибки є тертя в опорах рухомої частини приладу, неточність градуювання і нанесення шкали і т.д.). Робочою частиною у випадку рівномірної шкали є вся шкала, для нерівномірної – від 25% до 100% від верхньої межі шкали.

Для знаходження основної відносної похибки, заданої у відсотках, необхідно величину класу точності помножити на відношення верхньої межі вимірювання до значення виміряної величини. Наприклад, якщо амперметр з класом точності 0,5 і верхньою межею 5А показує 2,0А (рис. 1.12), то основна відносна похибка дорівнює:

Враховуючи, що , де DI – максимальна абсолютна похибка, I – виміряна величина, то абсолютна похибка в приведеному випадку становитиме:

Ця абсолютна похибка має місце при будь-якому показі струму даним приладом. В той же час відносна похибка в різних ділянках шкали, тобто для різних показів приладу, має різне значення, причому, при наближенні показів приладу до початку шкали відносна похибка збільшується. Наприклад, якщо амперметр, що розглядався у вище наведеному прикладі, дає відлік 0,5А, то основна відносна похибка буде вже дорівнювати:

Звідси випливає, що користуватися початковою частиною шкали приладу небажано. Тому для одержання точніших вимірювань рекомендується користуватися такими приладами, щоб шукана вимірювана величина була близькою до номінального (граничного) показу їх шкали. Наприклад, якщо необхідно виміряти струм, величина якого біля 2,5А, то при наявності двох амперметрів з однаковим класом точності і з верхньою межею у одного 10А, а в другого – 3А, доцільніше для більшої точності вимірювань використати амперметр з верхньою межею 3А. Цю вимогу задовольняють прилади, що мають кілька меж вимірювань.

Додаткові похибки електровимірювальних приладів, які залежать від зміни температури, частоти струму, положення приладу, впливу зовнішніх магнітних полів, не повинні перевищувати значення класу точності.

Таким чином, для розглянутого вище прикладу (показ амперметра дорівнює 2,5А), загальна відносна похибка, що складається з основної і додаткової, не повинна перевищувати 2%.

На шкалі електровимірювального приладу також вказується, для якого струму призначений даний прилад. Постійний струм позначається умовно однією рискою (-) або двома паралельними рисками (=), а змінний струм – (~). Якщо на приладі є обидва знаки (~) або (@), то це означає, що прилад придатний як для постійного, так і для змінного струму. На приладі ще позначається його робоче положення – вертикальне (­) або горизонтальне (®) і величина напруги, при якій перевірялась ізоляція приладу (72кВ), а також умовне позначення, системи до якої відноситься прилад (див.табл.1).

Таблиця 1

Система приладу та її умовне позначення

Поиск по сайту: