Задание №2

10. Перечислите основные электрические и механические моменты в измерительных приборах и чем они создаются? Поясните что такое логометр?

К основным моментам относятся:

1) Диапазон измерений

2) Чувствительность

3) Порог чувствительности

4) Вариация показаний

5) Погрешность

6) Класс точности

7) Время установления показаний

8) Быстродействия

9) Потребляемая мощность

10) Надежность

Диапазон измерений -это область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности. Эта область ограниченна пределами измерениями, т.е. наибольшим и наименьшим значением диапазона измерений.

Чувствительность (S) – отношение измерения сигнала на входе прибора, в вызвавшему его изменению измеряемой величины x (S =). Различают абсолютную и относительную S₀ = ()/x. Чувствительность характеризует способность прибора реагировать на измерение измеряемой величины.

Порог чувствительности – это изменение измеряемой величины, вызывающей наименьшее изменение показания обнаруженные наблюдателем, при нормальном для данного прибора способе отсчёта (100мкм – разрешение человеческого глаза).

Вариация показания – это средняя разность между показаниями прибора соответствующей данной точке, диапазон измерений при двух направлениях медленного многократного изменения измеряемой величины.

Показанием называют значение измеряемой величины, определяемой по отсчетному устройству прибора и выраженная в принятых единицах этой величины. Вариация характеризует на сколько устойчиво повторяются показания прибора при измерениях одних и тех же значений величин.

Погрешность измерений – называется отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности бывают абсолютные, относительные, приведенные, основные и дополнительные.

Класс точности – это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами влияющими на точность значения, которой устанавливается в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности характеризует свойства приборов в отношение точности, но не являются непосредственными показателями точности измерений выполняемых с помощью этих приборов, у которых пределы допускаемой основной погрешности, задаются относительно основной и дополнительной погрешности, присвоенной согласно ГОСТ-у. Класс точности выбирается из следующего ряда величин:

1; 1,0;1,5; 2; 2,5;…;*10ⁿ, где n = -1,0,1,2..

Время установления показаний – промежуток времени прошедший с момента измерения измеряемой величины до момента установления показаний. Для аналоговых приборов в момент установления показаний определяется моментом, когда амплитуда колебаний указателя становится не больше, чем погрешность прибора.

Быстродействие – это число измерений выполняемых в единицу времени. Этот показатель особенно важен для цифровых приборах, а также для аналоговых, когда одним прибором с помощью коммутируемого устройства необходимо измерять несколько медленно меняющих величин.

Потребляемая мощность – при подключении прибора к источнику измеряемой величины прибор неизбежно нарушает этот источник, потребляя некоторую мощность и чем меньше он потребляет, тем выше качество прибора и тем самым меньше погрешность измерений прибора.

Надёжность – это способность прибора сохранять свои показания в определенных пределах в течении установленного интервала времени при заданных условиях эксплуатации. Основными критериями надёжности являются вероятность безотказной работы, интенсивность отказа и среднее время безотказной работы, оценка надежности производится на этапе разработки измерительного прибора.

Логометр — магнитоэлектрический электроизмерительный прибор для измерения отношения сил двух электрических токов Y₁ и Y₂

где n — коэффициент, зависящий от системы измерительного механизма.

Подвижная часть выполнена в виде двух рамок, расположенных перпендикулярно. Когда по рамке логометра протекает ток, то при взаимодействии с магнитным полем постоянного магнита эллиптической формы (неподвижной частью логометра), создаётся вращающий момент, который передвигает стрелку прибора. Когда токи в обеих рамках равны, их вращающие моменты равны, стрелка прибора занимает нулевое положение. Если токи различны, подвижная часть прибора перемещается таким образом, что рамка с большим током оказывается в положении с большим зазором постоянного магнита (из-за его эллиптичности). В результате вращающий момент, создаваемый рамкой, уменьшается и становится равным вращающему моменту рамки с меньшим током. Логометр обычно применяется в приборах для измерения сопротивления, индуктивности, ёмкости, температуры.

20. Определить относительную погрешность измерения тока I = 2А амперметром с Iном = 10А и классом точности k = 1,5.

Дано:
γ=1,5
Х=2 А
Хm=10 A
Найти δ
Решение
Класс точности показывает, сколько процентов составляет абсолютная погрешность от всей шкалы прибора.
γ = (Δm/Хm)*100%
Отсюда абсолютная максимальная погрешность
Δm=γХm/100% =1,5*10/100=0,15 (А)
Относительная погрешность δ представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины, выраженное в процентах:
δ=Δ/Х*100%
Абсолютную погрешность полагаем равной абсолютной максимальной погрешности. Тогда
δ=0.15/1*100%=15%
Ответ: 15%

29. Амперметр с наружным шунтом Rш = 0,005 Ом рассчитан на предел измерения 60 А, его внутреннее сопротивление гд= 15 Ом. Определить ток полного отклонения измерительной катушки прибора.

Дано:

Rш = 0,005 Ом

I = 60 А

Rа = 15 Ом

Решение:

I = Iа*(Rа/Rш + 1)

Iа = I/(Rа/Rш + 1)

Iа = 60/3001 = 0,02 А

Ответ: 0,02А

31. Милливольтметр с пределом измерения 75 мВ и внутренним сопротивлением Rв= 25 Ом имеет 150 делений шкалы. Определить сопротивление шунта, чтобы прибором можно было измерять, предельное значение тока 30 А. Определить цену делений прибора в обоих случаях.

Дано:

Rв = 25 Ом

Iш = 30 А

Uп = 75 мВ

Решение:

Rш = Rв/(n-1)

n = Iш/Iа

Iа = Uп/Rв = 0,075/25 = 0,003

n = 30/0,003 = 10000

Rш = 25/(10000-1) = 0,0025 Ом

Цена делений:

75/150 = 0,5