2. Двойные (шестиплечие) мосты постоянного тока, принципиальная схема, уравнение равновесия, область применения, точность.

Эти мосты получили распространение для измерения малых сопротивлений, так как влияние соединитель­ных проводов и контактов в них минимально. Схема двойного моста показана на рис. где r₁-r₄ — сопротивления контактов и проводов, соединяющих резистор Rх и мост. Применяются для измерения сопротивления в диапазоне от 100 до 10^-8 Ом.

Условие равновесия моста, при котором ток через нуль-инди­катор равен нулю, имеет вид

О бычно пользуются упрощенным уравнением равновесия моста:

Предел допускаемой основной относитель­ной погрешности (в процентах) нормируется в виде одночленной или двучленной формулы

где с и d — числовые коэффициенты, характеризующие погреш­ность моста; R_x -конечное значение сопротивления данного диа­пазона измерений; R_x — измеряемое сопротивление.

Экзаменационный билет № 2

1. Метрологические характеристики средств измерений: определение, классификация. Абсолютная, относительная приведенная погрешности. Класс точности приборов.

Под метрологическими ха­рактеристиками понимают характеристики свойств средств изме­рений, оказывающие влияние на результаты и погрешности изме­рений. Знание метрологических характеристик необходимо для выбора средств измерений и оценивания точности результатов изме­рений.

1. Одной из основных метрологических характеристик средств изме­рений является погрешность. Абсолютной погрешностью меры назы­вается разность между номинальным значением меры и истинным значением воспроизводимой ею величины. Абсолютная погрешность электроизмерительного прибора есть разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины. В зависимости от изменения во времени измеряемой величины, различаются следующие погрешности средств измерений:

1) статическая погрешность — погрешность при измерении по­стоянной во времени величины;

2) динамическая погрешность — разность между погрешностью в динамическом режиме и статической погрешностью, соответству­ющей значению измеряемой величины в данный момент времени.

В зависимости от характера изменения погрешностей средств измерений различают:

1) систематическую погрешность — погрешность, остающуюся постоянной или закономерно изменяющуюся;

2) случайную погрешность — погрешность, изменяющуюся слу­чайным образом.

В зависимости от условий возникновения погрешностей разли­чают:

1) основную погрешность — погрешность средства измерений, используемого в нормальных условиях;

2) дополнительную погрешность — погрешность средства изме­рении, вызванную отклонением одной из влияющих величин от нормального значения или выходом за пределы нормальных зна­чений.

2. Иногда в качестве характеристики средств измерений пользуются понятием точности средств измерений, под которой по­нимают качество средств измерений, отражающее близость к нулю его погрешностей.

3. Важной характеристикой является вариа­ция показаний (выходного сигнала) прибора (преобразователя), под которой понимается разность между показаниями измерительного прибора (значениями выходного сигнала), соответствующими одному и тому же действительному значению измеряемой величины при двух направлениях медленных изменений значения входной величины в процессе под­хода к данной точке диапазона измерений.

4. К метрологическим характеристикам относятся динамические ха­рактеристики средств измерений — характеристики инерционных свойств средств измерений, определяющие зависимость выходного сигнала средства измерений от меняющихся по времени величин: параметров входного сигнала, внешних влияющих величин, на­грузки. Динамические характеристики средств измерений опреде­ляют динамическую погрешность.

5. К метрологическим характеристикам относят входное и выходное полные сопротивления средств измерений. При включении средства измерений в цепь, находящуюся под напряжением, оно потребляет от этой цепи некоторую мощность. При измерениях в маломощных цепях средство измерений может изменить режим цепи, что приве­дет к увеличению погрешности измерения.

О тносительная погрешность есть отношение абсолютной погреш­ности к значению измеряемой величины. Предел относительной погрешности в процентах выражается одной из следующих формул

г де с,d — постоянные числа; х_к — конечное значение диапазона измерений или диапазона значений сигнала на входе преобразова­теля.

Допускается применение формулы

где x_о — значение измеряемой прибором величины или сигнала на входе преобразователя, при котором предел допускаемой погреш­ности имеет наименьшее значение.

Значения х, х_к и х₀ при применении формул (1.4) и (1.5) прини­маются без учета знака.

П риведенная погрешность есть отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению. Она определяется по формуле

где х_N — нормирующее значение.

Нормирующее значение принимается равным:

а) для средств измерений с равномерной или степенной шкалой, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы, — конеч­ному значению диапазона измерений;

б) если нулевая отметка находится внутри диапазона измере­ний — арифметической сумме конечных значений диапазона изме­рений.

6. Обобщенной метрологической характеристикой средств измере­ний является класс точности, который определяет допускаемые пределы всех погрешностей, а также все другие свойства, влияю­щие на точность средств измерений.

Для средств измерений, пределы допускаемых погрешностей ко­торых выражают в виде относительных или приведенных погреш­ностей, установлен следующий ряд чисел для выражения пределов допускаемых погрешностей и применяемых для обозначения классов точности: 1•10ⁿ; 1,5•10ⁿ; 2 •10ⁿ; 2,5•10ⁿ; 4•10ⁿ; 5• 10ⁿ где п = 1; 0; —1; —2 и т. д.

Кроме метрологи­ческих характеристик средств измерений, от которых зависят их погрешности, для оценки свойств средств измерений, определения возможности их применения в тех или иных эксплуатационных условиях, надежности и других показателей применяются следу­ющие характеристики:

Чувствительностью S электроизмерительного прибора к изме­ряемой величине х называется производная от перемещения указа­теля по измеряемой величине х. У обширной группы электроизме­рительных приборов используется угловое перемещение указателя. Для этих приборов чувствительность определяется как производная от угла отклонения а указателя по величине х, т. е.