Характеристики электроизмерительных приборов
1. Класс точности – это обобщённая характеристика, определяемая пределами допускаемых погрешностей. Он зависит от характера зависимости абсолютной погрешности от самой измеряемой величины. В общем виде такая зависимость имеет вид, показанный на рис. 1.3.
+ Δ
bx
+а Рис.1.3. Зависимость аб-
соблютной погрешности от
0 X измеряемой величины.
-а
– Δ
Предельные значения абсолютных погрешностей ∆ max могут быть как отрицательными, так и положительными. Их зависимость от измеряемой величины Х определяется выражением:
│Δmax│═│a│+│bx│
где а называют аддитивной составляющей погрешности (погрешность нуля), а b- мультипликативной составляющей (погрешность передачи). Источники аддитивной погрешности – трение в опорах, неточность отсчёта, наводки, вибрации, шумы и т.д. От этой погрешности зависит наименьшее значение измеряемой величины. Причина мультипликативной погрешности – влияние внешних факторов и изменение параметров прибора, например, из-за старения.
У приборов, у которых преобладает аддитивная погрешность, абсолютная и относительная погрешности оказываются постоянными в любой точки шкалы. У таких приборов класс точности выражается одним числом, выбираемым из нормированного ряда. Основная приведённая
погрешность прибора в рабочем диапазоне шкалы не превышает значения, соответствующего классу точности. К ним относится большинство стрелочных и самопишущих приборов.
У приборов, у которых аддитивная и мультипликативная составляющие основной погрешности соизмеримы, класс точности выражается двумя числами, например, 0,1/ 0,05 = с/d . Для таких приборов предельное значение основной погрешности, выраженное в процентах, может быть вычислено по формуле:
│δmax│═ c + d (│xk /x│– 1) , %
хk – конечное значение шкалы.
Сюда относятся цифровые и электронные приборы. Связь между коэффициентами класса точности с/d и предельными значениями аддитивной и мультипликативной погрешностей следующая:
│а│≤ xk d / 100 ;
│b│≤ (c – d) / 100 .
2. Вариация показаний прибора – эта наибольшая разность показаний при измерении одной и той же величины. Она характеризует степень устойчивости показаний. Причиной вариации в основном является трение в опорах подвижной части прибора. При испытаниях измеряют вариацию при подходе к значению шкалы снизу и сверху.
3. Чувствительность S к измеряемой величине (не распространяется на цифровые приборы) есть производная от перемещения указателя а по измеряемой величине х :
S = da / dx = F(x).
Характеризует способность прибора реагировать на малое изменение измеряемой величины. Если чувствительность прибора постоянна в любой точки шкалы, её можно определить
S = a / x.
В этом случае шкала прибора равномерна. Чувствительность характеризуют количеством делений шкалы на единицу измеряемой величины, например, 10дел/В.
4. Цена деления (постоянная) прибора – величина, обратная чувствительности:
С=1/S.
Выражается числом единиц измерения, приходящихся на деление шкалы, например, 0,1В/дел.
5. Потребляемая мощность. Чем она меньше, тем выше качество прибора, т.к. меньше нарушается режим исследуемой цепи. Особенно важно низкое потребление мощности при измерениях в маломощных цепях. Мощность потребления зависит от принципа действия прибора, предела измерения и может находиться в пределах от 10-12 до 10 Вт.
6. Время успокоения (время установления показаний) – это промежуток времени от момента измерения величины до момента установления
показаний. В аналоговых приборах – до момента, когда амплитуда колебаний указателя становится не более погрешности прибора. Обычно эта величина нормируется значением ≤4 с и только для некоторых, наиболее инерционных приборов, например, термоэлектрической системы, ≤6 с.
7. Быстродействие – число измерений в единицу времени. Для цифровых приборов – время измерения.
8. Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы погрешности. Ограничен нижним и верхним пределами измерения. В приборах с равномерной шкалой диапазон измерений совпадает со всем диапазоном показаний, а в приборах с неравномерной шкалой может составлять только какую-то часть диапазона показаний.
9. Надёжность характеризуется вероятностью безотказной работы за нормированное время, например, 0,96 за 2000 часов. Надёжность может также выражаться среднем временем безотказной работы (или временем наработки на отказ).