ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Показания прибора всегда отличаются от действительного значения, так как на показания оказывают влияние различные факторы. Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности измерительного прибора [1].
Абсолютная погрешность определяется разностью между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины. Ее рассчитывают по формуле:
DxП = xП – xИ,
где xП – показание прибора, xИ – истинное значение.
Абсолютную погрешность выражают в тех же единицах, что и измеряемую величину.
Значение величины, одноименной с измеряемой величиной, прибавляемое к полученному при измерении значению с целью исключения систематической погрешности, называю поправкой к показанию прибора. Значение поправки s определяется по абсолютной погрешности прибора, взятой с обратным знаком:
s = – DxП.
Более полное представление о погрешности прибора дает его относительная погрешность. Она равна отношению абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины:
dП = DxП / xИ.
Относительную погрешность прибора часто выражают в процентах.
Абсолютная и относительная погрешности отражают точность работы прибора только при одном его показании. Полностью оценивают качество работы прибора по его приведенной погрешности. Приведенная погрешность определяется как отношение абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению:
|
|
|
dО = DxП / XИ,
где XИ – нормирующее значение. Нормирующее значение представляет собой условно принятое значение. Его принимают равно верхнему пределу измерения, диапазону измерений, длине шкалы прибора и т.п.
По приведенной погрешности назначается класс точности прибора. Часто класс точности равен значению dО. Для некоторых приборов класс точности прибора назначают по отношению приведенных погрешностей в конечном и начальном значениях шкалы прибора (ГОСТ 8.401-80).
Точность измерительного прибора отражает близость к нулю его погрешностей измерения.
Одним из основных параметров прибора является его чувствительность. Она представляет собой отношение изменения сигнала на входе прибора Dx к изменению сигнала на выходе Dl. Чувствительность прибора (абсолютная чувствительность) определяется отношением:
S = Dl / Dx.
Размерность чувствительности определяется делением размерности величины на выходе прибора на размерность измеряемой величины.
Часто на практике применяют приборы, имеющие шкалы. Разность значений величины, соответствующей двум соседним меткам шкалы прибора, называют ценой деления шкалы.
|
|
|
С течением времени способность прибора измерять величину (метрологические свойства) может изменяться, что дает дополнительные погрешности. Под стабильностью измерительного прибора понимают качество, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств.
Способность приборов выдерживать нагрузки, превышающие по величине допустимые нагрузки, называют перегрузочной способностью. В технических характеристиках прибора обычно ограничивают время действия перегрузки.
Вариация показаний прибора определяется как наибольшая разность показаний, полученная при проведении повторных замеров.
Показания некоторых приборов устанавливаются по истечении времени успокоения стрелки. Для таких приборов нормируют интервал времени, в течение которого амплитуда колебаний подвижной части прибора даст погрешность, меньшую абсолютной погрешности.
Основным критерием надежности прибора является среднее время безотказной работы. Оно вычисляется по результатам испытаний прибора как отношение времени испытаний к числу отказов.
|
|
|
Контрольные вопросы для самопроверки
1) Как вычисляется абсолютная погрешность измерения?
2) Как вычисляется и в каких единицах измеряется относительная погрешность прибора?
3) Как вычисляется и в каких единицах измеряется приведенная погрешность прибора?
4) Каким образом назначается класс точности прибора?
5) Каким образом оценивают стабильность прибора?
ТИПЫ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
По виду преобразования информации измерительные приборы подразделяют на приборы прямого действия и приборы сравнения [2].
В приборе прямого действия выполняется одно или несколько преобразований измеряемой величины без применения обратной связи. То есть, выходной сигнал не имеет связи с входным сигналом.
В приборе сравнения входная величина сравнивается с величиной, значение которой известно.
Типы приборов установлены в зависимости от способа представления показаний. Выпускаются аналоговые, цифровые, показывающие, регистрирующие, самопишущие, печатающие, и интегрирующие или суммирующие приборы.
Показания аналогового прибора являются непрерывной функцией от измеряемой величины.
Цифровой прибор периодически представляет измеряемую величину в цифровом виде на индикаторах.
|
|
|
Показывающий прибор предназначен для регистрации одного показания. Для измерения следующего показания нажимают, например, кнопку пуск.
Регистрирующий прибор позволяет записывать значения измеряемой величины в память. Если величина записывается на диаграмму, то такой регистрирующий прибор называют самописцем.
В печатающем приборе предусмотрена печать значений измеряемой величины в цифровой форме на бумагу или бумажную ленту.
Если измеряемая величина в приборе интегрируется, то его называют интегрирующим прибором.
Для получения средних значений измеряемой величины иногда применяют несколько датчиков. В приборе производится суммирование сигналов от всех датчиков, вычисляется сумма величин сигналов или среднее значение. Такие приборы называют суммирующими приборами.
Измерительные приборы применяются для измерения электрических, механических, тепловых, химических, биологических и других неэлектрических величин, что отражает их назначение.
По условиям эксплуатации приборы подразделяют на три группы:
А – для работы в сухих, отапливаемых помещениях;
Б – для работы в закрытых, не отапливаемых помещениях;
В – для работы в полевых и морских условиях.
Приборы, защищенные от действия внешних полей относят к группе I, незащищенные к группе II.
Выпускаются приборы следующих классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Класс точности соответствует приведенной погрешности прибора в процентах.
Выпускаются следующие типы приборов электромеханического принципа действия:
М – магнитоэлектрические; Э – электромагнитные; Д - электродинамические и ферродинамические; И – индукционные; С – электростатические; Ц – выпрямительные; Т – термоэлектрические.
По роду тока приборы подразделяют на приборы постоянного тока, переменного тока, постоянного и переменного тока.
По габаритам приборы подразделяют на миниатюрные, малогабаритные, среднегабаритные и большие приборы.
Общие технические требования к электроизмерительным приборам нормированы ГОСТ 4.388-85.
Контрольные вопросы для самопроверки
1) Перечислите типы измерительных приборов.
2) Каким образом подразделяются приборы по назначению?
3) На какие группы подразделяют приборы по условиям эксплуатации?
4) Какие классы точности применяются для оценки точности работы приборов?
5) На какие типы подразделяют приборы электромеханического принципа действия?
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 291; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!