Лекции по электрорадио измерениям

Общие вопросы ЭРИ.

Измерение - это процесс нахождения физических величин, параметров, характеристики опытным путем с помощью средства измерения. Найденное значение называют – результатом измерения. Измерения по средствам измерительного устройства заключается в сравнении измерительной величины с ее однородной физической величиной принятой за единицу измерения. Результат выражается числом. Измерение проводится двумя методами:

1) Метод непосредственной оценки. Метод измерения, при котором значение измеренной величины определяет непосредственно по отчетному устройству измерительного прибора предварительного проградуированного по мере. Т.е. при измерении использования прибора непосредственной оценки меры участия не принимает, а передается через предварительно проградуированную оценку.

2) Метод сравнения с мерой. Метод измерения, при котором сравниваются с однородной величиной воспроизводимой мерой, размер которой известен и который определяет результат измерения.

Технические средства измерения, имеющие нормированные метрологические характеристики, оказывающие определенное влияние на результаты и погрешности измерений – называют средством измерения. В зависимости от назначения средство измерения делится на 3 вида:

а) Мера – средство измерения предназначенная для воспроизведения физической величины данного вида.

б) Измерительный прибор – средство измерения вырабатывающий сигнал измерительной информации в форме доступной для восприятия.

в) Измерительный преобразователь – средство измерения вырабатывающий сигнал измерительной информации в форме удобной для передачи дальнейшего преобразования обработки по не подающимся непосредственному восприятию. К ним относятся: усилители, входные и выходные делители, измерительные трансформаторы. Как правило по своему устройству представляет совокупность измерительных преобразователей называемыми измерительной цепью и вспомогательными средствами измерения (источник питания и т.д.). Измерительные преобразователи, осуществляющие преобразование электрических величин в механическое перемещение – электромеханические, а измерительные приборы построенные на них – электромеханические измерительные приборы.

Согласно механическим функциям они делятся на:

1) эталон средства измерения, обеспечивающие воспроизведение и хранение единицы измерения и официально утвержденные в качестве эталона. Они бывают: первичные (общий, мировой), косвенный, эталон-копия ( общий, мировой и косвенный), эталон сравнения, рабочий эталон.

2) образцовое средство измерения – это мера или измерительный прибор, служащий для проверки по ним других средств измерения и утвержденные официально в качестве образцовых.

3) рабочее средство измерения.

В зависимости от того, как получается результат измерения, непосредственно в процессе измерения или путем последующих подсчетов различают 2 метода измерения:

Прямое измерение – это измерение, при котором искомое значение величины находят из опытных данных (измерение тока и т.д.).

Косвенное измерение – это измерение когда измеряется не сама величина, а величина функционально связанная с ней, по значению которой и известной функциональной зависимости определяется измеряемая величина.

P=U*I*cosj

Погрешности измерений, погрешности измерительных приборов.

При всяком измерении неизбежны отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины обусловленные различными причинами. Эти отклонения – погрешности измерений.

Классификация погрешностей:

1) По истинному возникновению различают:

а) погрешность метода измерения – составляющая погрешность измерения происходящая от несовершенства метода измерения (методическая погрешность).

б) инструментальная (аппаратурная) погрешность, составляющая погрешность измерения зависящая от погрешности применяемого средства измерения (от его точности, класса прибора).

в) субъективная (личная) – составляющая общая погрешность измерения обусловленная несовершенством органов чувств, а также не брежности в процессе измерения и фиксации результата.

2) По условию проведения измерения, т.е. зависимости результатов измерения от внешних условий окружающей среды. Различают:

а) основная погрешность средства измерения используемая в нормический книматических условиях. Эта погрешность указывается в паспортных данный (ТУ) на измерительный прибор.

б) дополнительная погрешность – это погрешность вызванная отклонения условий измерения от номинальной она может превосходить основную в несколько раз, для ее учета используют: графики, таблицы, формулы, которые даны в документации.

3) По характеру появления:

а) систематическая погрешность измерения. Она является результатом неправильной градуировки, калибровки прибора.

б) случайная погрешность измерения – это составляющая проявляющейся случайным образом.

в) грубые погрешности.

4) По способу выражения:

а) истинная погрешность измерения – это разность между результатом измерения и истинным его значением: ∆A=A-A0.Как правило при измерениях истинное значение

A0 – неизвестно, поэтому при вычислениях истинной погрешности за истинное значение принимается образцовым прибором либо среднее арифметическое результатов, большого числа измерений проведенных с одинаковой точностью, т.е. одним и тем же средством измерения: А0≈ Аар = А1+А2+А3+Аn / N

A0≈Σn1*Ai / N

A0 = lin** Σ / N n→8

б) относительная погрешность измерения – это отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению: δ = ΔА / А0 *100%. Поскольку результат измерения А обычно отличается от А0, то на практике А0 заменяют на А: δ = ΔА / А *100%

в) абсолютная погрешность измерительного прибора: ΔА = Ап- А0

г) относительная погрешность измерительного прибора:

δп = ΔАп / А0 *100%; δп = ΔАп / А *100%

д) приведенная погрешность измерительного прибора – это отношение его абсолютной погрешности к некоторому нормирующему значению: γ = ΔАп / L *100%

Нормирующее значение L принимает равное конечному значению рабочей и нулевой отметки вначале шкалы, либо арифметической сумме конечных значений шкалы если нулевая отметка внутри рабочей части шкалы.

Классы точности измерительных приборов.

Классы точности средством измерения – называется обобщенная характеристика определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей.

Предел допускаемой погрешности – это наибольшая без учета знака погрешность средство измерения при которой допускается к применению.

Предел допускаемой абсолютной погрешности может быть выражен:

1) ΔАп пред. = ±a

a – некоторая постоянная величина

2) ΔАп пред. = ±(а + b*Aп)

Предел допускаемой относительной погрешности может быть выражен:

1) δп пред. = ΔАп пред / Ап * 100% = ± h (%)

2) δп пред = ± ( L +d * Ак / Ап ) * 100%

Ак – конечное значение шкалы

Предел допускаемой приведенной погрешности может быть выражен:

1	2	3	4	5	6	7