- •Электрические измерения в цепях постоянного и переменного токов
- •Содержание и порядок выполнения работы
- •Назначение и область применения электрических измерительных приборов
- •Точность измерений, погрешности измерений и приборов. Цена делений
- •Способы измерения тока, напряжения и мощности Измерение силы тока
- •Измерение напряжения
- •Измерение мощности. Измерение мощности в цепях постоянного и однофазного токов
- •Измерение активной мощности в цепях трёхфазного тока
- •Условные обозначения электроизмерительных приборов
- •Контрольные вопросы
- •Литература
Точность измерений, погрешности измерений и приборов. Цена делений
Показания измерительных приборов несколько отличаются от действительных значений измеряемых величин. Это связано как с объективными причинами: несовершенством конструкции измерительного механизма (наличие трения и т.д.), влиянием внешних факторов (изменение температуры и влажности окружающей среды и др.), так и с субъективными причинами, зависящими от того лица, которое производит отсчёты показаний приборов.
Разность между измеренным аИ действительным Ад значениями контролируемой величины называется абсолютной погрешностью измерения:
∆А = аИ - Ад
Эта разность может быть положительной и отрицательной.
Абсолютная погрешность не даёт полного представления о точности измерения (например, ∆А = 1В при Ад = 150В и при АИ = 2В), поэтому введено понятие относительной погрешности, которая представляет собой отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, выраженное в процентах:
Наиболее полно качество прибора характеризует приведенная погрешность прибора.
Приведенная погрешность прибора есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к номинальному значению прибора (наибольшему значению величины Аmax, которую можно измерить при данной шкале прибора):
Эту величину принято считать классом точности прибора К: К = γnp Электрические измерительные приборы имеют следующие классы точности: 0,05;.О,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.
Цифра, означающая класс точности, определяет наибольшую положительную или отрицательную приведенную погрешность, которую может иметь данный прибор. Например, прибор класса точности К = 1,5 имеет γnp = ± 1,5%
Зная класс точности прибора и наибольшее значение величины, которую можно измерить при данной шкале прибора Аmax, можно
определить наибольшую возможную абсолютную погрешность прибора:
Ценой деления прибора называется значение измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы прибора:
,
где N- число делений шкалы прибора.
Способы измерения тока, напряжения и мощности Измерение силы тока
Для измерения силы тока в электрических цепях служат амперметры, миллиамперметры и микроамперметры различных систем. Их включают в цепь последовательно с её элементами (рисунок 4).
В установках постоянного тока для этой цели применяются главным образом приборы магнитоэлектрической системы, а переменного- преимущественно электромагнитной системы.
Чтобы включение амперметра не влияло на режимы работы цепи, его сопротивление должно быть возможно малым (примерно на два порядка меньше сопротивления любого элемента цепи).
Рисунок 4 Рисунок 5
Если в цепи постоянного тока амперметром нужно измерить силу тока большей величины, надо расширить пределы измерения амперметра. Для этого служат шунты. Шунт - это относительно малое, но точно известное сопротивление (Rш), присоединяемое параллельно амперметру, (рисунок 5).
Поскольку токи обратно пропорциональны сопротивлениям, можно записать:
, откуда
где Imах - наибольшее значение тока, которое может быть измерено амперметром с шунтом;
Iан - наибольшее значение тока, которое может быть измерено амперметром без шунта (предельное значение шкалы прибора).
Измеренное значение тока в цепи I= k Ia ,
где Iа - показания амперметра;
k- коэффициент шунтирования;
В цепях переменного тока для расширения пределов измерения используются трансформаторы тока.