Основи метрології і стандартизації. Похибки вимірювання і класи точності вимірювальних приладів

При виконанні лабораторних робіт необхідно вимірювати різні фізичні величини: напругу, струм, опір і т.д. Аналогічні завдання вирішуються для забезпечення оптимальної експлуатації електрообладнання і безпеки робітників у промисловості. Для забезпечення достовірності вимірювань і їх одноманітності існує спеціальна наука “Метрологія і стандартизація”. Вона розглядає спільну теорію вимірювань, одиниці фізичних величин і їх систем, методи і засоби, що забезпечують одноманітність вимірювань, еталони і зразкові засоби вимірювань, методи передавання розмірів одиниць від еталонів або зразкових засобів вимірювань до робочих засобів вимірювань та ін.

Якщо значення, що отримано за допомогою приладу позначити Х_в, а дійсне значення Х_д, абсолютну похибку вимірювань можна визначити:

DХ = Х_в-Х_д                                                            (1.9)

 Відносну похибку вимірювань можна визначити:

                          d = (Х_в-Х_д) ·100 % /Х_д = DХ ·100 % / Х_д                (1.10)

Наведена похибка вимірювань:

                          g = DХ · 100 % /Х_m=(Х_в-Х_д) · 100 % / Х_m.               (1.11)

 де Х_m- межа вимірювання приладу, тобто максимальне значення величини, що вимірюється для нього. Завод - виробник приладу гарантує, що його наведена похибка у вимірюваннях не перевищує вказаного числа відсотків. Це число названо класом точності приладу, воно наведено на його шкалі. Наприклад, клас точності 2.5 (похибка вимірювань – не перевищує 2.5%). Якщо клас точності відомий, можна обчислити максимальну похибку вимірювань.

1.5. Принцип дії і конструкція електровимірювальних приладів основних систем

 На лабораторних стендах встановлені електровимірювальні прилади магнітоелектричної, електромагнітної (вольтметри і амперметри), електродинамічної і феродинамічної (ватметри і фазометри) систем, цифровий прилад і універсальний виимірювальний прилад Ц 4342.Прилад магнітоелектричної системи. У приладах магнітоелектричної системи використовується взаємодія поля постійного магніту з котушкою (рамкою) в якій протікає струм. Конструктивно вимірювальний механізм можна виконувати з рухомим магнітом, або з нерухомою котушкою. На рис.1.5. показано конструкцію приладу з рухомою котушкою. Постійний магніт 1, магнітопровід з полюсними наконечниками 2 і рухомий осередок 3 складають магнітну систему механізму. У прозорі між полюсними наконечниками і осередком утворюється сильне рівномірне радіальне магнітне поле, в якому знаходиться рухома прямокутна котушка (рамка) 4, що виконана мідним або алюмінієвим проводом на алюмінієвому каркасі (або без нього). Котушка закріплена між на півосями 5 і 6. Спіральні пружини 7 і 8 призначені для утворення моменту, що протидіє. Одночасно вони використовуються для подавання струму, що вимірюється від вихідних затискачів у рамку. Рамка жорстко з’єднана з стрілкою 9. Для балансування приладу на рухому частину встановлюють пересувний вантаж 10. Принцип дії. Згідно з законом Ампера на провідники рамки 4 з струмом І, що розташована у полі постійних магнітів 2, діє електромагнітна сила, що виштовхує:

F_е»B·I,                                         (1.12)