3. Меры электрических величин: э.Д.С., сопротивления, индуктивности, взаимной индуктивности, емкости.

Мера э.д.с. В качестве мер э.д.с. применяются нормальные элементы. Нормальные элементы представляют собой специальные гальвонические элементы, эдс которых точно известна.

Меры электрического сопротивления выполняются в виде катушек сопротивления (однозначные меры0 или магазинов сопротивлений (многозначные меры). Катушки выпрлняются из манганинового провода (ТКС=0) и наматываются бифилярно (для исключения влияния индуктивности). Номинальное сопротивление удовлетворяет условию R= 10ⁿ Ом, где n – целое число от -5 до +10.

Меры индуктивности и взаимной индуктивности выполняются в виде отдельгных образцовых катушек или магазинов. Катушки выполняются из медного провода. Катушки взаимной индуктивности имеют две обмотки на одном каркасе. Номинальное значение индуктивности или взаимной индуктивности удовлетворяет условию L=10ⁿ Гн, М= 10^т Гн, где n – целое число от -4 до 0. Рабочая частота до 100кГц.

Меры ёмкости представляют собой воздушные и слюдяные конденсаторы постоянной и переменной ёмкости. К ним предъявляются основные требования: минимальная зависимость ёмкости от времени, температуры и частоты; малые потери в диэлектрике, характеризуемые тангенсом угла потерь (tgδ); почность изоляции. Слюдяные конденсаторы имеют номинальное значение ёмкости от 1нФ до 1мкФ, воздушные от 1 пФ до 0,01 мкФ.

4. Виды измерений.

По способу нахождения искомого значения измеряемой физической величины различают: прямые; косвенные; совокупные и совместные измерения.

Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины находят непосредственно по показаниям средства измерений (измерение напряжение вольтметром).

Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины определяют на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной (измерение сопротивления на основании закона Ома для учатка цепи, когда вольтметром измеряют падение напряжения на сопротивлении и амперметром силу тока через сопротивление: R=U/I). Косвенное измерение применяют, когда нет возможности выполнить прямое измерение или когда они обеспечивают более высокую точность.

Совокупные измерения – измерения, проводимые одновременно для нескольких одноимённых величин, при которых их искомые значения находят решением системы уравнений, состовляемых по резуьтатм прямых измерений различных сочетаний этих величин (измерение сопротивлений резисторов, соединённых треугольником, путём измерений сопротивлений между различными вершинами треугольника).

Совместные измерения – одновременные измерения двух или нескольких разнородных величин для определения зависимости между ними (определяют зависимость сопротивления терморезистора от температуры).

4. Методы измерений.

Под методом измерений понимают приём или совокупность приёмов сравнения измеряемой величины с её единицей в соответствии с реализованным принципом измерений.

Принцип измерений – физическое явление или эффект, положенное в основу измерений.

В зависимости от способа применения меры различают: методы непосредственной оценки и методы сравнения.

При измерении методом непосредственной оценки искомое значение величины определяют непосредственно по отсчётному устройству средства измерения, которое проградуировано в соответствующих единицах.

Метод сравнения с мерой – метод измерений, в котором измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой.

Таким образом, отличительной чертой методов сравнения является участие меры в прцедуре измерения.

Группа методов сравнения с мерой включает в себя следующие разновидности: нулевой, дифференциальный, замещения, совпадения и противопоставления.

Нулевой метод – это метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на устройстве сравнения доволят до нуля (измерение массы на равноплечих весах, когда воздействие на весы массы полностью уравновешивается массой гирь).

Дифференциальный метод – это метод измерений, при котором измеряемая величина сравнивается с однородной величиной, имеющей известное значение, незначительно отличающееся от значения измеряемой величины, и при котором измеряется разность между этими двумя величинами (измерение массы на равноплечих весах, когда воздействие массы на весы частично уравновешивается массой гирь, а разность масс отсчитывается по шкале весов, градуированной в единицах массы).

Метод измерений замещением – метод сравнения с мерой, в котором измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, т.е. производится поочерёдное подключение на вход устройства сравнения измеряемой величины и известной величины и по двум показаниям прибора оценивают значение неизвестной величины (взвешивание на пружинных весах – измерение производят в два приёма, в начале на чашу весов помещают взвешиваемую массу и отмечают положение указателя весов, затем массу m замещают массу гирь, подбирая её так, чтобы указатель весов установился точно в том же положении, что и в первом случае.

4. Классификация погрешностей измерений и средств измерений (по способу выражения, по характеру проявления, по причине возникновения, по условиям в которых определяется).

Погрешность измерения называют отклонение результата измерения от истинного значения физической величины.

Погрешности могут быть классифицированы по следующим признакам: по способу выражения; по характеру проявления; по причине (источнику) возникновения; по условиям возникновения (для погрешностей средств измерений); по режиму измерений.

По способу выражения различают: абсолютную; относительную; приведенную погрешности.

Абсолютная погрешность ΔХ называется разность между результатом измерения Х и истинным значением измеряемой величины Х_и: ΔХ=Х-Х_и., т.к. Х_и неизвестно, следовательно ΔХ≈Х-Х_д.

Относительной погрешностью β называют отношение абсолютной погрешности ΔХ к значениям Х_д или Х, выраженное в долях или процентах: β=, β=.

Приведенная погрешность средства измерений (β_пр) – жто отношение абсолютной погрешности ΔХ к нормирующему значению Х_N, устанавливаемому в стандартах на конкретные разновидности средств измерений. Выражают обычно в процентах. β_пр=.

По характеру проявления погрешности подразделяются на систематические и случайные.

Систематическая погрешность измерения – это составляющая погрешности, остающаяся постоянной или же закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины.

Случайная погрешность измерения – это составляющая погрешности, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) в серии повторных измерений, проведенных с одинаковой тщательностью.

По причине (источнику) возникновения погрешностей результатов измерения их подразделяют на инструментальные, методические и субъективные.

Инструментальная погрешность обусловлена погрешностями применяемых средств измерений.

Методическая обусловлена несовершенством метода измерений.

Субъективная обусловлена индивидуальными особенностями оператора.

По условиям возникновения погрешности средств измерений подразделяются на основную и дополнительную.

Погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях, называется основной.

Основная погрешность средств измерений подразделяется на аддитивную и мультипликативную.

Аддитивная составляющая погрешности не зависит от значения измеряемой величины во всём диапазоне измерения, а мультипликативная составляющая погрешности средств измерений линейно зависит от значения измеряемой величины.

Дополнительная погрешность – составляющая погрешности средства измерений, вызванная отклонением одной из влияющих величин от нормального значения или выхода её за пределы нормальной области значений.

По режиму измерении погрешности подразделяются на статические и динамические.

Статическая погрешность – это погрешность, свойственная условиям статического измерения, когда измеряемую физическую величину можно принять неизменной во времени.

Динамическая погрешность – это погрешность, свойственная условиям динамического измерения, когда физическая величина в процессе измерений изменяется во времени.