Характеристики электроизмерительных приборов

Электроизмерительные приборы состоят из подвижной и неподвижной частей. При измерениях вращающий момент подвижной части уравновешивается противодействующим моментом пружины или других устройств. Устанавливая однозначную зависимость между углом повороте указателя прибора и численным значением измеряемой величины, можно построить шкалу, по которой и производится отсчет измеряемой величины.

Величина, численно равная отношению линейного или углового перемещения указателя (dα) к приращению измеряемой величины (dх), называется чувствительностью электроизмерительного прибора. Чем больше приращение угла отклонения при одном и том же приращение определяемой величины, тем выше его чувствительность S

(1)

Размерность чувствительности зависит от характера измеряемой величины (например чувствительность прибора к току, чувствительность прибора к напряжению и т.д.).

Ценой деления прибора называется величина С=1/S, обратная чувствительности. Она определяет значение электрической величины, вызывающей отклонение на одно деление. В общем случае цена деления представляет собой разность значений измеряемой величины для двух соседних меток. Цена деления зависит от предела измерения прибора и от числа делений шкалы. Если обозначить через Хпр предел измерения прибора (максимально возможное показание), а через N число делений шкалы, то цена деления прибора определяется как

(2)

Например, прибор может измерять ток от 0 до 300мА, т.е. предел измерения прибора 300мА. Шкала этого прибора разделена на 150 делений. Чувствительность этого прибора

Цена деления

Точность электроизмерительных приборов является одной из основных характеристик и лежит в основе деления приборов на классы. Всего различают 7 классов точности: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Показатель класса определяет приведенную (относительную) погрешность измерений в процентах. Определив по шкале прибора класс точности ε и предельное значение Хпр, легко рассчитать его абсолютную погрешность ΔХ:

ΔХ = ( ε/100) Хпр (3)

которую принимают одинаковой на всей шкале прибора. Например, амперметр класса точности 1,5 со шкалой 50А, дает в любом месте шкалы абсолютную погрешность

ΔХ = ± 0,015 × 50А = 0,75А

Приборы классов 0,1; 0,2; 0,5 применяются для точных лабораторных измерений и называются прецизионными.

Приборы классов 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 применяются в технике и называются техническими.

Приборы с погрешностью более 4% считаются внеклассными. Измерительные приборы бывают однопредельные и многопредельные.

У однопредельных измерительных приборов цена деления постоянная.

Измерительный прибор, электрическую схему которого можно переключать для изменения интервалов измеряемой величины, называется многопредельным. Многопредельные приборы могут иметь одну или несколько шкал. В случае одной шкалы следует делать пересчет прибора для различных пределов измерения.

Например, многопредельный прибор имеет несколько диапазонов измерений физической величины: от 0 до 2; от 0 до 50 и от 0 до 300. На шкалу прибора нанесено N=100 делений. Тогда переводные коэффициенты k каждого диапазона определяются соотношением

(4)

где Хпр – предельное значение величины для соответствующего диапазона. Так, если прибор включен на диапазон от 0 до 50, то величина Х при отсчете, равному 70 делений, равна

Х = 70 k, k = 50/100 = 0.5