Общие свойства электрических средств измерений

Все эксплуатационные свойства измерительных приборов определяются их метрологическими характеристиками, которые указывают в документации прибора. Метрологические характеристики нормируются стандартами. Основные из них: погрешности, диапазон измерений и др.

Погрешности прибора показывают степень расхождения показаний прибора и истинного значения измеряемой величины. Погрешности приборов рассчитывают как абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютная погрешность прибора представляет собой разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины. Ее рассчитывают по формуле

, (18.1)

где – показание прибора; – истинное значение измеряемой величины.

Относительную погрешность прибора рассчитывают как отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины

. (18.2)

Относительную погрешность обычно выражают в процентах.

Приведенная погрешность прибора – это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению

. (18.3)

Нормирующим значением Х является условно принятое значение, могущее быть равным верхней границе диапазона измерений, диапазону измерений, длине шкалы и др.

Так как истинное значение измеряемой величины неизвестно, для расчета погрешностей приборов используют ее действительное значение.

Стандартом всем измерительным приборам присваивается соответствующий класс точности. Класс точности является обобщенной характеристикой, определяемой пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей. Пределы допускаемой основной погрешности выражают в абсолютной, относительной и приведенной формах в зависимости от характера изменения погрешности в диапазоне измерений, а также от условий применения прибора. В случае равенства абсолютной (соответственно и приведенной) погрешности прибора во всем диапазоне измерений в соответствии с ГОСТ 8.401-80 прибору присваивают класс точности из следующего ряда чисел: 1·10ⁿ; 1,5·10ⁿ; 2·10ⁿ; 2,5·10ⁿ; 4·10ⁿ; 5·10ⁿ; 6·10ⁿ, где n = 1; 0; –1; –2; –3…. Класс точности в этом случае выражают одним числом, соответствующим основной приведенной погрешности во всем диапазоне измерений прибора.

Диапазон измерений прибора – это область значений измеряемой величины, для которой нормированы его допускаемые погрешности. Верхняя и нижняя границы диапазона измерений прибора – его наибольшее и наименьшее значение.

Классификацию измерительных приборов проводят по ряду признаков: элементной базе, форме отсчета, методу преобразования, назначению и др.

Поскольку термины «электромеханические» и «электронные» приборы не определены нормативными документами, в дальнейшем будем считать электромеханическими приборами такие, в конструкции которых нет электронных (электровакуумных, ионных или полупроводниковых) элементов. А приборы, содержащие такие элементы – электронными приборами. Показывающие приборы предусматривают считывание показаний, а регистрирующие – регистрацию результатов измерений. В приборах прямого преобразования измеряемая величина преобразуется в одном направлении от входа к выходу. В приборах компенсационного преобразования измеряемая величина компенсируется величиной, преобразованной цепью обратного преобразования, т.е. в таких приборах вся цепь прямого преобразования охвачена общей отрицательной обратной связью. Приборы, в которых отрицательной обратной связью охвачена не вся цепь прямого преобразования, называют приборами смешанногопреобразования.

По назначению приборы разделяют на приборы для измерения электрических(тока, напряжения, мощности, частоты и др.) и неэлектрических (механических, тепловых, химических и др.) величин. Большинство приборов называют в соответствии с единицами измеряемых величин (амперметр, вольтметр, частотомер, влагомер, уровнемер и др.) или их дольными и кратными значениями (микроамперметр, милливольтметр, килоомметр и др.). Приборы, предназначенные для измерения нескольких физических величин, называют комбинированными. Приборы, предназначенные для использования в цепях постоянного и переменного тока, называют универсальными.

Кроме перечисленных признаков, измерительные приборы разделяют по классу точности, защищенности от внешних воздействий, способу и месту монтажа, массе, габаритам и др.

Общие технические требования ко всем электроизмерительным приборам нормированы стандартами.