Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Эталоны единиц электрических величин                     (самостоятельная работа)




 

Средства измерений, предназначенные для воспроизведения и хранения единиц измерений, поверки и градуировки приборов делятся на эталоны и образцовые средства измерения.

Эталон — средство измерения (или комплекс средств изме­рений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение еди­ницы физической величины с наивысшей точностью для данного уровня развития измерительной техники с целью передачи её размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений. Эталон должен обладать тремя взаимосвязанными свойствами: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Неизменность— свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы физической величин в течение длительного интервала времени.

Воспроизводимость— возможность воспроизведения единицы физической величины с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития техники измерений.

Сличаемость— возможность сличения с эталоном средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для соответствующего уровня развития техники измерений.

Эталоны классифицируют в зависимости от назначения, назначение предполагает оснащение метрологической службы первичными, специальными, государственными, национальными, международными и вторичными эталонами

Первичный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью. Первичные: эталоны — уникальные средства измерений, часто представляют, собой сложнейшие измерительные комплексы. Они составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений и могут быть специальным, государственным, национальным и международным.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы в особых условиях и заменяет для них первичный эталон.

ПОГРЕШНОСТИ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

Общие сведения

Измерение — это определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Измерение можно считать законченным, если найден не только результат измерения, но и проведена оценка его погреш­ности.

Погрешностью результата измерения называют отклонение найденного(измеренного)значения от истинного значения измеряемой величи­ны. На практике используют понятие действительное значение физической величины. Действительное значение физической величины - значение, найденное экспериментальным путем и настолько близкое истинному значению, что для поставленной измерительной задачи может его заменить.

 

Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения. Поэтому в измерениях необходимо указывать, какова их точность. Для этого вместе с полученным результатом указывается погрешность измерений. Например, запись T=2,8±0,1c. означает, что действительное значение физической величины T лежит в интервале от 2,7 с. до 2,9

В электротехнических измерениях различают несколько видов                    по­грешностей, которые объединяют в две группы: основ­ная и дополнительная.

Основнаяпогрешность определяется при нормальных условиях ра­боты: температуре, влажности окружающей среды, частоте, форме и значение питающего напряжения, рабочем положении (для электро­механических приборов).

Нормальными условиями работы для измерительных приборов яв­ляются следующие:

• температура (20 ± 5) °С;

: • относительная влажность (60 ± 15)%;

• атмосферное давление 101,325 кПа (750 + 30 мм рт.ст).;

• значение напряжения мо­жет отличаться от нормального (номинального) значения не более чем на ±10%, (198...242 В), а его частота — не более чем на ± 1 Гц, т.е. в диапазоне 49...51 Гц.

Дополнительная погрешность появляется при отклонении величин, влияющих на результат измерения, от нормальных.

Основная погрешность по характеру проявленияделят на три основных класса: систематические, гру­быеи случайные.

 Систематическая погрешностьпри повторных измерениях одной и той же величины одним и тем же прибором остается постоянной или изменяется по определенному закону.

Влияние систематических погрешностей, зависящих от погрешностей средств измерений или несовершенства метода, можно учесть введением поправок; Предварительная (перед измерением) установка показаний ин­дикатора на нуль в аналоговых электромеханических и электронных приборах осуществляется механическим корректором, выведенным под шлиц в нижней части стрелочного индикатора, при выключенном приборе

Результаты, содержащие грубые погрешности (неверный отсчет, не­верная запись показаний и т. п.), обычно не принимают во внимание.

 Влияние на результат измерений случайных погрешностей снижается многократным измерением вели­чины и нахождением среднего арифметического из nиз­мерений: 

Значение Ао называется наиболее вероятным значе­нием величины.

Измерения произвести наиболее просто электроизме­рительными приборами непосредственного отсчета. Точ­ность таких измерений определяется точностью измери­тельного прибора.

 

Основными способами уменьшения систематической погрешности являются

;

 в цифровых и аналоговых электронных приборах — специ­альным регулировочным потенциометром, выведенным на лице­вую панель прибора и обозначенным «Уст. 0», при включенном приборе и закороченном входе.

Предварительная (перед измерением) калибровка прибора выпол­няется только для электронных приборов регулировочным потенцио­метром, выведенным на лицевую панель и обозначенным символом «Калибр», при включенном приборе.

Случайная погрешность при измерениях изменяется случайным образом. Она резко выделяется на фоне систематической погрешности и возникает часто в результате оплошности операто­ра (ошибочного отсчета и записи показаний, влияния природных или техногенных воздействий).

Основными способами уменьшения случайной погрешности являются исключение результатов измерения,резко выделяющихся на фоне систематической погрешностии проведение повторных измерений значений   измеряемой величины.

 

 

Классификация погрешностей

 

Для количественной оценки основной систематической погрешно­сти при прямых измерениях пользуются формулами, выражающими абсолютную,   действительную относительную  и   приведенную относи­тельную   погрешности измерения.

Абсолютной погрешностью D, называют отклонение результата измерения ХИзм. от действительного значения ХДейст, выражаемой в единицах из­меряемой величины,

                                 ∆ = ХИзм  - ХДейст                                    (2.2.1)

При этом абсолютная погрешность может быть, как положительной (измерительный прибор завышает), так и отрицательной (измерительный прибор занижает)

 

Действительная относительная погрешность γДейст определяется отношением абсолютной погрешности измерения к действительному значению  ХДейст. измеряемой величины

                          (2.2.2)

Действительная относительная погрешность γДейстявляется безразмерной величиной, так как измеряется в процентах.

Так как отклонение ХДейст от ХИзм сравнительно малы, то формулу 2.2.2 можно записать в виде:

                            (2.2.3)

Как  видно из формулы 2.2.3 ХИзм. во время измерения может принимать любые значения от 0 до ХN, где ХN - нормирующее значение прибора, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке. ХN - нормирующее значение определяется по формуле (1.6).

 

Если шкала прибора односторонняя, т.е. нижний предел измерений равен нулю, то нормирующее значение ХN определяется равным верхнему пределу измерений.

Если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно  арифметической сумме двух верхних значений диапазона (ширине диапазона измерений прибора).

Приведенная относи­тельная погрешность - определяется отношением наибольшей абсолютной погрешности измерения к нормирующему значению прибора  и вычисляется по формуле:

                                                          (2.2.4)

Приведенная относи­тельная погрешностьявляется безразмерной величиной, так как измеряется в процентах.

Проанализировав формулы (2.2.3) и (2.2.4), построим графики зави­симости γДейст и γпр от показания измерительного прибора (положения стрелки), представленные  на рисунке  2.2.1. Прибор имеет одностороннею шкалу.

Рис. 2.2.1

Как видно из рисунка 2.2.1 действительная относительная погрешность γДейстприбора максимальна в 1-й четверти шкалы и минимальна в 4-й четверти шкалы. При этом, приведенная относительная погрешность γпр  остаётся постоянной  на всём диапазоне шкалы прибора.

Поэтомуприведенная относительная погрешность γпр  положена в основу класса точности электромеханических приборов.

Класс точности средства измерений — обобщенная характеристика прибора, характеризующая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

Погрешность, которая нормируется по приведенной относительной, записывается в виде десятичного числа,например, 0,05 или 4,0 без кружка. Это число дает максимально возможную погрешность прибора, выраженную в процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне работы прибора.

Так, для вольтметра, работающего в диапазоне измерений 0 — 30 В, класс точности, которого составляет 1,0 определяет, что указанная погрешность при положении стрелки в любом месте шкалы не превышает 0,3 В. Действительная относительная погрешность γДейс указанного вольтметра, зависит от значения измеряемого напряжения, становясь недопустимо высокой для малых напряжений. При измерении напряжения 0,5В погрешность составит 20 %.

Класс точности средств измерений выбирается из ряда следующих чисел: (1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0)*10-n , где показатель степени n = 1; 0; -1; -2 и т.д.

По причине возникновения погрешности бывают:

· Инструментальные / приборные погрешности - погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, не наглядностью прибора.

· Методические погрешности - погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.

· Субъективные / операторные / личные погрешности - погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

При измерениях приборами сравнения (измеритель­ные мосты, потенциометры и др.) сами приборы и про­цедура измерений величин сложнее, но точность измере­ний выше. Так, при измерении нулевым методом значение из­вестной образцовой величины регулируют до равенства со значением измеряемой величины

 

 

ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ










Последнее изменение этой страницы: 2018-04-12; просмотров: 641.

stydopedya.ru не претендует на авторское право материалов, которые вылажены, но предоставляет бесплатный доступ к ним. В случае нарушения авторского права или персональных данных напишите сюда...