Електротехніка та пожежна профілактика в електроустановках

6.2 Класифікація електричних вимірів. Похибка виміру.


Класифікація електричних вимірів. Виміри прийнято класифікувати на:

-  електричні й неелектричні;

-  статичні і динамічні;

-  безпосередньої оцінки та порівняння;

-  прямі, непрямі, сукупні.

Ознакою розподілу вимірів на електричні й неелектричні є наявність або відсутність у вимірювальному колі перетворення в електричний сигнал. У більшості випадків неелектричні величини вимірюють електричними методами.

Розподіл вимірів на статичні і динамічні визначається співвідношенням між значеннями статичної і динамічної складової похибки виміру.

Метод безпосередньої оцінки полягає в тому, що про значення вимірюваної величини дізнаються за показаннями одного (прямі виміри) або кількох (непрямі виміри) приладів, які завчасно були проградуйовані в одиницях вимірюваної величини.

До групи методів порівняння відносяться ті методи електричних вимірювань, за яких вимірювана величина порівнюється з мірою. Таким чином,  характерною рисою методів порівняння є безпосередня участь мір у процесі вимірювання.

Прямі виміри - коли значення величини, що вимірюється, знаходять безпосередньо з дослідних даних  порівнянням її величини з величиною, відтвореною мірою або шкалою приладу.

Непрямим виміром називається вимір, за якого значення величини, що вимірюється, знаходять за проміжними результатами, отриманими за допомогою вимірів інших величин. Наприклад, питомий електричний опір:

Окремо вимірюються d (діаметр), I, U, , а потім результати підставляються у формулу.

Непрямі виміри застосовують у таких випадках:

- коли величину неможливо виміряти безпосередньо;

- коли непрямий вимір забезпечує більш високу точність.

Сукупним називається вимір N однойменних величин, значення яких потім знаходять рішенням системи рівнянь.

Наприклад, для визначення величин опорів резисторів для схеми заміщення «зірка-трикутник» вимірюють опір ділянки між кожною парою вершин трикутника і одержують систему рівнянь:

.

Похибка вимірів. Точність вимірювальних приладів - це показник, що характеризує ступінь наближення показань приладу до дійсних значень вимірюваної величини. Існують основні три види похибок електричних вимірювальних приладів:

-         абсолютна;

-         відносна;

-         приведена.

Порядок розрахунку величини похибки залежить від виду виміру (прямий або непрямий).

При прямому вимірі методом безпосередньої оцінки абсолютна похибка визначається за формулою:

                                 ,                                                             (6.3)

де АВ - чисельне значення величини, отримане при вимірі;

АД - дійсне значення величини, що вимірюється.

Тобто абсолютна похибка – це різниця між показанням приладу і дійсним значенням величини, що вимірюється.

Величина, зворотна за знаком до абсолютної похибки, називається “виправленням”:

                                          .                                                                   (6.4)

При прямому вимірі методом безпосередньої оцінки відносна похибка визначається за формулою:

                                  .                                                           (6.5)

Відносна похибка показує точність проведеного виміру на даній ділянці шкали приладу.

При постійності абсолютної похибки приладу на всіх ділянках шкали відносна похибка буде збільшуватися до початку шкали.

Для оцінки похибки приладу за всією його шкалою введене поняття основної приведеної похибки - відношення найбільшої абсолютної похибки до номінального значення АН величини, на яку розрахований прилад:

                .                                                                                 (6.6)

Найбільша основна приведена похибка прийнята при класифікації приладів за ступенем точності.

Позначенням класу точності служить основна похибка приладів, що допускається: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4. Приналежність приладу до визначеного класу вказує, що основна похибка приладу на всіх поділках шкали не перевищує значення, обумовленого класом точності цього приладу (наприклад, у приладі класу 1 основна похибка, що допускається, 1 %).

При непрямому вимірі похибка обчислюється, у залежності від того, як визначається необхідна величина.

Якщо невідома величина АД визначається сумою або різницею обмірюваних величин В та С

АД = В ± С,

то в цьому випадку спочатку визначається найбільша можлива абсолютна похибка:

DА = DВ +DС,

а потім відносна похибка виміру:

                                                            (6.7)

Якщо невідома величина АД визначається добутком обмірюваних величин В та С

АД = Вn × Сm ,

то в цьому випадку спочатку визначається найбільша ймовірна    відносна похибка виміру величини А:

                                                                                (6.8)

а потім, якщо потрібно, із виразу  визначається абсолютна похибка:

                                                                                            (6.9)

« 6.1 Основні поняття.6.3 Принцип дії приладів різноманітних систем. »


© 2006 Академія цивільного захисту України