Требования к измерениям. Учет погрешности измерений

Измерения электрических величин производятся аналоговыми (стрелочными) и цифровыми измерительными приборами, каждый из которых имеет погрешность измерений.

Для получения достоверных результатов измерений необходимо учитывать эти погрешности.

Относительная погрешность измерений в общем случае определяется по формуле:

(1)

где: d ₀ - основная приведенная относительная инструментальная погрешность, определяемая классом точности прибора;

d _i - относительная погрешность измерения, обусловленная i -м внешним фактором, снижающим точность измерения (температура, положение прибора, угол зрения к плоскости шкалы и другие методические погрешности). Учесть все значения относительных погрешностей, обусловленные всеми внешними факторами, на практике затруднительно. Исходя из этого учитывается относительная инструментальная погрешность прибора и основные погрешности, обусловленные условиями проведения измерений

(2)

где:

здесь g - класс точности прибора;

А_пр - предел измерения (длина шкалы) прибора;

А_изм - показания прибора в единицах измерения (длины шкалы);

d _нс - погрешность, обусловленная нестабильностью показаний прибора в установившемся режиме;

здесь А m ах - максимальное значение, a Amin - минимальное значение измеряемой величины. В качестве измеренного значения величины в данном случае следует принимать:

d _гор - погрешность, обусловленная отклонением прибора от горизонтального положения, учитывается при проведении измерений аналоговыми приборами, ее значение указывается в паспорте прибора.

При отсутствии этих данных в паспорте прибора,

d _гор = g при отклонении прибора от горизонтального положения не более чем на 30 °;

- погрешность, обусловленная температурными условиями измерений, указывается в паспорте прибора. При отсутствии этих данных в паспорте прибора составляет 0,5 g на каждые 10 ° С отклонения температуры от ее нормированного значения (20 ° С).

Исходя из принципа действия некоторых приборов их основная приведенная инструментальная погрешность (d ₀) определяется по формуле:

где: Аизм - показания прибора,

Апр - предел измерения прибора,

к - коэффициент зависимости величины основной погрешности от показаний прибора.

В этих случаях формула для определения этой погрешности указывается в паспорте прибора, например, у измерителя тока короткого замыкания Щ41160 основная погрешность определяется выражением:

Для некоторых приборов (мегаомметры ЭС0202, омметры М-372) величина d ₀ не зависит от показаний прибора и является фиксированной на всем диапазоне измерения. Это также указывается в паспортных данных прибора.

Формула (2) позволяет с достаточной степенью точности оценить погрешность измерений при строгом соблюдении следующих правил работы с электроизмерительными приборами:

- прибор должен быть исправен и поверен госповерительными органами;

- аналоговые приборы при проведении измерений должны находиться на горизонтальном жестком основании (за исключением приборов с вертикальным рабочим положением);

- при использовании многопредельных приборов выбирать пределы измерений, максимально приближенные к значениям измеряемых величин, однопредельные приборы выбирать по тому же принципу;

- показания приборов определять под углом зрения к плоскости шкалы 90 ° (при использовании приборов с зеркальной шкалой стрелка прибора должна быть совмещена с ее отражением);

- не располагать измерительные приборы на поверхностях и основаниях, подверженных вибрациям и колебаниям;

- при отсутствии жестких поверхностей и оснований держа прибор в руках придать ему горизонтальное положение, измерения проводить только после совмещения стрелки прибора с нулевой отметкой шкалы.

При использовании цифровых приборов погрешность измерений определяется выражением: d _п ± n,

где:

d _п - постоянная составляющая относительной погрешности на всем диапазоне измерения,

n - количество единиц разрешающей способности прибора.

Например, погрешность трехразрядного мультиметра MY -68 в диапазоне измерения напряжения от 0 до 1000 В определяется выражением (0,7 % ± 3).

Приведенные в паспортах таких приборов записи не корректны, так как представляют алгебраическую сумму относительных и абсолютных единиц.

Для определения погрешности измерения необходимо перейти к одному виду единиц. Например, если в данном случае прибор показал 218 В, то 3 единицы разрешающей способности по отношению к измеренной величине составит

далее по формуле (1) определяем

Тогда измеренное значение напряжения будет равно

(218 ± 3,38) В.