Материал: 2416

– определить цену деления шкалы прибора, схему его включения в электрическую цепь.

При выборе типа прибора необходимо пользоваться сведениями об измерительныхприборах, приводимымивсправочниках.

Предел измерения прибора должен быть близок к измеряемому значению. Этообеспечиваетбольшуюточностьизмерения.

Класс точности прибора определяется необходимой точностью измерений.

Перед проведением измерения необходимо определить цену деления шкалы электроизмерительного прибора. Отсчетное устройство прибора состоит из шкалы и указателя. В зависимости от назначения, принципа действия и конструкции прибора применяют разные шкалы и указатели. Шкалы могут быть именованными, т.е. градуированными в единицах измеряемых величин, или условными. Условные шкалы применяются в многопредельных приборах, обычно условная шкала имеет 100 или150 делений.

Цена деления – это отношение верхнего предела измерения прибора к общемучислуделенийNа егошкалы, т.е.

Цена деления амперметра, вольтметра и ваттметра вычисляется соответственно по формулам

где IN, UN, PN – пределы измерения соответственно амперметра, вольтметра и ваттметра; NI, NU, NP – число делений шкалы соответственно амперметра, вольтметраиваттметра.

Для многопредельных приборов цена деления определяется как отношение выбранного предела измерения к числу делений шкалы. Например, вольтметр имеет пределы измерений 50, 150 и 300 В и шкалу 100 де-

лений. Цена деления на пределе измерения 50 В СU = 10050 = 0,5 делВ . ; на пределе 150 В СU = 150100 =1,5 делВ . ; на пределе 300 В СU = 100300 = 3 делВ . .

Численное значение измеряемой величины

а=Nха Cа , (11.3)

где Nxа – число делений, отсчитанных по шкале; Cа – цена деления прибора.

310

Численные значения тока, напряжения и активной мощности определяются по формулам

I=NxI CI; U=NxU CU; Р=NxР CР, (11.4)

где NxI, NxU, NxР – число делений, отсчитанных по шкале соответственно амперметра, вольтметра и ваттметра; CI, CU, CР – цена деления соответственноамперметра, вольтметраиваттметра.

Рис. 11.1. Шкалаамперметра

Шкалы приборов (рис. 11.1) бывают нулевые и безнулевые. Нулевые шкалы могут быть односторонними (нуль размещен в начале шкалы) и двухсторонними (нуль размещен между начальной и конечной отметками). Последние в свою очередь делятся на симметричные и несимметричные (от положения нуля на шкале). На безнулевых шкалах конечные отметки соответствуют нижнему и верхнему пределам измерения. Способ включения прибора в измерительную схему зависит от назначения прибора, параметров прибора и цепи, где производятся измерения.

11.3. Включение в цепь амперметра

Амперметр включается в цепь последовательно с нагрузкой (рис. 11.2). Согласно закону Ома без учета сопротивления амперметра ток

311

С учетом внутреннего сопротивления амперметра ток в цепи

где R0А – внутреннее сопротивление амперметра. Погрешность измерения

Из выражения (11.7) следует:

–включение амперметра влияет на ток в измеряемой цепи, что приводит к дополнительной погрешности измерения;

–вносимая амперметром погрешность тем меньше, чем меньше внутреннее сопротивление амперметра;

–при известных сопротивлениях Rн и R0А эта погрешность может быть учтена.

Амперметры сконструированы таким образом, что их внутреннее сопротивление очень мало. Поэтому в большинстве случаев при измерениях влиянием внутреннего сопротивления амперметров можно пренебречь.

11.4. Включение в цепь вольтметра

Вольтметр включается параллельно участку, на котором измеряется напряжение (рис. 11.3).

Без вольтметра напряжение на измеряемом участке цепи

Включение вольтметра изменяет измеряемое напряжение, которое оказывается равным

где R0V – внутреннее сопротивление вольтметра.

Погрешность измерения при этом

Из выражения (11.10) следует, что:

–включение вольтметра влияет на величину измеряемого напряжения, вызывая дополнительную погрешность;

–вносимая вольтметром погрешность тем меньше, чем больше внутреннее сопротивление вольтметра;

–при известном сопротивлении цепи и прибора эта погрешность может быть учтена.

Вольтметры сконструированы таким образом, что их внутреннее сопротивление очень велико. Поэтому при измерении напряжения в низкоомных цепях влиянием внутреннего сопротивления вольтметра можно пренебречь.

11.5. Включение в цепь ваттметра или счетчика энергии

Эти приборы имеют две обмотки: токовую и потенциальную. При измерениях активной мощности электродинамическим ваттметром необходимо следить за правильным включением прибора в схему (рис. 11.4). Токовая обмотка прибора включается последовательно (так же, как амперметр), а потенциальная обмотка – параллельно участку, мощность которого необходимо измерить (так же, как вольтметр).

313

** W

Рис. 11.4. Схема включения ваттметра

Зажимы, отмеченные точкой или звездочкой (генераторные), соединяются вместе между собой и с проводом, идущим от источника энергии.

11.6. Погрешности измерений

Результаты измерений дают лишь приближенное значение измеряемой величины. Разность между полученным при измерении и действительным значениями измеряемой величины называется погрешностью результата измерения. Чем меньше погрешность, тем выше точность измерения. В зависимости от причин возникновения, способов учета и методов измерения погрешности могут быть:

–систематические;

–случайные;

–промахи.

Систематическими называются погрешности, постоянные во времени или изменяющиеся по определенному закону, природа и характер которых известны. Примеры систематических погрешностей: погрешности от влияния температуры, частоты, магнитных и электрических полей на показания приборов; погрешности метода измерения. Эти погрешности могут быть учтены или частично скомпенсированы с использованием теории вероятностей и методов статистики.

Случайными называются погрешности, закономерность которых неизвестна. Например, результаты отдельных измерений одной и той же величины отличаются даже в тех случаях, когда повторные измерения проводят одинаково тщательно и при одних и тех же условиях. Случайные погрешности нельзя исключить опытным путем, но их влияние на результат измерения может быть теоретически учтено

314