Электрические измерения

Наименование дисциплины: ОП.03 Электротехника
гр. МРС 19-1
Форма и дата задания: Составление опорного конспекта 20.03.2020
ФИО преподавателя: Логинова Татьяна Александровна, эл.почта
[email protected]
срок выполнения (сдачи) задания: 23.03.2020
Формулировка задания: необходимо составить опорный конспект в рукописном виде, фото скинуть мне на почту.

Что представляет из себя электрические измерения?
Объектами электрических измерений являются все электрические и магнитные величины: ток, напряжение, мощность, энергия, магнитный поток и т.д. Определение значений этих величин необходимо для оценки работы всех электротехнических устройств, чем и определяется исключительная важность измерений в электротехнике.

Электроизмерительные устройства широко применяются и для измерения неэлектрических величин (температуры, давления и т. д.), которые для этой цели преобразуются в пропорциональные им электрические величины. Такие методы измерений известны под общим названием электрические измерения неэлектрических величин
Измерения неэлектрических величин

Терминология
Электрическими измерениями - называют нахождение значений параметров электрических величин с помощью специальных средств.
Электроизмерительные приборы – приборы, позволяющие измерять как характеристики тока (его силу, напряжение, мощность), так и параметры самой цепи.
Метрология – наука об измерениях, методах достижения их единства и требуемой точности.

1.Назначение электроизмерительных приборов
Частотомеры — для измерения частоты колебаний электрического тока Гц.
Амперметр – служит для измерения силы тока A.
Вольтметр – для измерения напряжения B.
Ваттметр – для измерения мощности тока Вт.
Омметр – сопротивления Ом.
Электросчетчик - для измерения количества потребляемой электроэнергии кВт*ч.

2.Назначение электроизмерительных приборов
Гальванометром - называют высокочувствительные приборы к постоянному току, служащие для измерения весьма малых токов, напряжений и количеств электричества.
Логометром - называют показывающий прибор, положение подвижной части которого зависит от отношений значений двух токов. Их применяют для измерения электрических(сопротивления, индуктивности, угла сдвига фаз) и неэлектрических (уровня жидкости, влажности) величин.
Мультиметром - называют прибор, служащий для измерения силы тока, напряжения, сопротивления и др. величин.

Виды и методы измерения

Прямой метод измерения
При прямом измерении значение измеряемой величины определяется показанием прибора, шкала которого проградуирована в соответствующих единицах.
Например, мощность тока измеряют ваттметром.
Текущие потребление электроприбора

Косвенный метод измерения
При косвенном измерении значение измеряемой величины рассчитывается по результатам прямых измерений других величин, с которыми она связана известными зависимостями. Например, измерение значения мощности на основе измерений тока I и напряжения U по формуле:
P=220*3=660 Вт
Допустим: U=220 В
I=3 A
Р=U*I

Совместный метод измерения
При совместном измерении результат определяется прямыми и косвенными измерениями величин, от которых зависит значение измеряемой величины. Например, измерение температурного коэффициента электрического сопротивления по закону Ома на основе прямых измерений тока и напряжения при различных температурах

Технические и конструктивные характеристики электроизмерительных приборов
Измерительные приборы должны обладать определенными характеристиками, основными из которых являются:
Погрешность,
Чувствительность,
Диапазон измерения,
Потребляемая мощность.

Погрешность
Погрешности прибора обусловливаются недостатками самого прибора и внешними влияниями. Приведенная погрешность, зависящая лишь от самого прибора, называется основной погрешностью. Нормальные рабочие условия — это температура окружающей среды 20 °С, нормальное рабочее положение прибора (указанное условным знаком на его шкале), отсутствие вблизи прибора ферромагнитных масс и внешних магнитных полей и прочие нормальные услови.
!

В зависимости от чувствительности к внешним магнитным или электрическим полям электроизмерительные приборы делятся на две категории: I — приборы менее чувствительные и II — приборы более чувствительные
При всяком измерении появляется погрешность ∆, которая называется абсолютной.
.

Абсолютная погрешность измерений
Абсолютная погрешность измерения ∆ - разность между измеренным Аизм и действительным Ад значениями измеряемой величины. Абсолютная погрешность имеет размерность измеряемой величины.
∆А= Аизм - Ад
Например, U источника=100 В, а вольтметр со шкалой 150 В показывает 103 В, то
∆U= Uизм - Uд=103-100=3В

Относительная погрешность δ – отношение абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины. Как правило ее выражают в процентах. δ=(∆/Ад)*100%
Например, ∆А=3 В, а измеренная величина 100 В, то δ=(3/100)*100%= 3 %
!
Относительная погрешность измерений

Приведенная погрешность измерений
Приведенная погрешность γ – отношение абсолютной погрешности ∆ к нормирующему значению Анорм. Значение Анорм принято выбирать равным верхнему пределу шкалы прибора, т.е. Анорм=Амах, отсюда γ=(∆/Амах)*100%.
Например,
γ=(∆/Амах)*100%= (3/150)*100%=2 %

Классы точности измерений
Погрешность измерительного средства характеризуют классом точности – значением приведенной погрешности в процентах. Это значение округляют до одного из следующих чисел, установленных на электроизмерительных приборов: 0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0.
Приборы классов точности:
0.05 и 0.1 – считаются контрольными;
0.2 и 0.5 – лабораторными;
1.0; 1.5; 2.5 – техническими;
4 – учебными.

Чувствительность
Чувствительностью S называется способность прибора реагировать на изменение измеряемой величины, т.е. величина, которая показывает, на сколько делений n перемещается указатель прибора при изменении значения измеряемой величины x на единицу:
S=n/Хмах, вместо Хмах указывают величину данную по условию, например значение максимального напряжения, указанного на шкале прибора Uмах.
Чувствительность обратная величина цены деления S=1/C.

Диапазон измерения
Диапазон измерения – область значений измеряемой величины Х, для которой погрешность прибора укладывается в класс точности
Потребляемая мощность – мощность, которую потребляет прибор для выполнения необходимых измерений. Чем меньше потребляемая мощность, тем выше качество прибора.
Потребляемая мощность