1.2. Класс точности прибора

Одной из основных характеристик прибора является степень точности, с которой можно производить измерения при помощи этого прибора. По степени точности электроизмерительные приборы делятся на несколько классов точности. Класс точности определяется в зависимости от предела допустимой погрешности прибора, вызванной особенностями его устройства.

Абсолютной погрешностью прибора А называют разность между показанием прибора А_п и действительным значением А_д измеряемой величины:

А = А_п - А_д .

Относительной приведенной погрешностью прибора Е называют выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности прибора к пределу измерения А_к, который соответствует положению на конечной отметке шкалы прибора в соответствии с выбранным пределом измерения:

Класс точности прибора (К) определяется наибольшей допустимой приведенной погрешностью прибора.

Класс точности определяет абсолютную приборную погрешность _пр в процентах от наибольшего значения величины, которое может быть измерено прибором при данном пределе измерения:

Н апример, амперметр (рис. 2), имеющий класс точности К=1,5 (на рисунке выделен цифрой 1) установлен на предел измерения I_k=5А (выделен цифрой 2). Значит, абсолютная погрешность при измерении силы тока на этом пределе измерения будет составлять 1,5% от 5Ампер, т.е.

Рис. 2.

1.3. Общие правила выполнения измерений в электрических цепях

При подготовке прибора и выполнении измерений необходимо придерживаться следующей последовательности действий:

1. Выбрать электроизмерительный прибор с учетом измеряемой величины, требуемых условий измерения и степени точности.

2. Установить переключатели прибора на вид измеряемой величины, постоянный или переменный ток в измеряемой цепи и нужный предел измерения (если порядок измеряемой величины не известен, прибор первоначально устанавливают на максимальный предел измерения).

3. Расположить прибор в требуемом правилами эксплуатации направлении (вертикально, горизонтально) и, если необходимо, установить стрелку на нулевую отметку шкалы при помощи винта корректора.

4. Включить прибор в цепь согласно схеме измерения. (При наличии перегрузки прибора, когда стрелка упирается в ограничитель шкалы справа, «зашкаливает», цепь следует отключить от источника тока, и увеличить предел измерения прибора).

5. Определить цену деления шкалы при выбранном пределе измерения.

6. Отсчитать число делений шкалы, на которое отклонилась стрелка, и получить результат измерения с учетом цены деления шкалы.

7. Вычислить абсолютную погрешность измерения, используя класс точности прибора.

8. По окончании работы отсоединить прибор от других элементов цепи.

Помните! Включать электроизмерительный прибор в электрическую цепь и отключать его из цепи можно только при выключенном источнике тока!

1.4. Способы измерения основных электрических величин

Силу тока измеряют с помощью амперметра. Его включают в цепь последовательно с тем участком, где необходимо произвести измерения (рис.3). Амперметр обладает малым электрическим сопротивлением, поэтому он не изменяет заметно силу тока в цепи. Одним и тем же амперметром, если к нему подключить шунт (рис.4), можно измерять силу тока в различных пределах. Шунт – это проводник, имеющий, как правило, очень малое сопротивление. Шунты могут быть встроены внутрь корпуса амперметра, у таких приборов на корпусе установлен переключатель пределов измерения.

Рис. 3. Рис. 4.

Напряжение измеряют с помощью вольтметра. Его включают параллельно тому участку цепи, на котором измеряют напряжение (рис.5). Вольтметр заметно не изменяет напряжение в цепи, так как его сопротивление обычно очень велико. Для расширения пределов измерения вольтметром применяют добавочные резисторы (рис.6). Добавочный резистор представляет собой проводник, имеющий значительное сопротивление. Добавочные резисторы могут быть помещены внутри корпуса прибора, у таких вольтметров на корпусе имеется переключатель пределов измерения.

Рис. 5. Рис. 6.

Электрическое сопротивление может быть измерено косвенно с помощью амперметра и вольтметра. Согласно закону Ома для участка цепи R=U/I. Для непосредственного измерения электрического сопротивления применяют омметры. В качестве измерительного прибора в омметре используют миллиамперметр магнитоэлектрической системы с автономным источником тока. При подключении к зажимам проводника, сопротивление которого нужно измерить, ток в цепи определяется по формуле:

где I – ток в цепи, U – фиксированное напряжение автономного источника, R_п – сопротивление прибора, R_x – измеряемое сопротивление.

Из приведенной формулы видно, что о значении измеряемого сопротивления можно судить по силе тока, показываемой амперметром. Поэтому нулевая отметка шкалы омметра находится справа: ведь при наименьшем сопротивлении сила тока в цепи будет наибольшей (рис. 7а).

Р ис. 7а.

Д ля измерения сопротивления шкалу амперметра градуируют непосредственно в омах. Омметр включают параллельно тому участку цепи, сопротивление которого нужно измерить (рис. 7б). Измерение сопротивления участков цепи производиться только при отключенном токе.

Рис. 7б.