Короткі теоретичні відомості

Кількісні значення електричних величин визначають за допомогою електровимірювальних приладів. В електровимірювальних приладах кількісне значення вимірювальної величини порівнюється з одиницею вимірювання і перетворюється в зручний для осмислення сигнал інформації на відліковому пристрої (відхилення стрілки або світлове зображення на шкалі, діаграму або цифрове значення, друковане або світлове).

Вимірювання електричних величин здійснюються прямими і посередніми способами.

Прямими називаються такі вимірювання, за яких вимірювану фізичну величину визначають в одиницях її вимірювання. Прямі вимірювання здійснюютьсяметодом безпосередньої оцінки і методом порівняння.

Метод безпосередньої оцінки – це вимірювання невідомої величини безпосередньо за показами вимірювальної величини, наприклад, вимірювання напруги – вольтметром, потужності – ватметром тощо. Цей метод простий, доступний, широко використовується в науці й техніці, але недостатньо точний.

Метод порівняння полягає в зіставленні вимірюваної величини з її зразковою мірою. При цьому також використовується електровимірювальний прилад, але тільки як індикатор, бо він не вимірює безпосередньо невідому величину.

Посередні вимірювання здійснюються методами, за якими вимірювану величину безпосередньо не вимірюють, а обчислюють на основі інших виміряних фізичних величин, пов’язаних із нею певною залежністю. Наприклад, опір і потужність у колі постійного струму визначають прямим вимірюванням сили струму і напруги в колі, використовуючи відомі залежності між цими величинами:

.

Найважливішою характеристикою будь-якого вимірювального приладу є його точність. За ступенем точності електровимірювальні прилади, згідно з ГОСТ 8.401-81, поділяються на класи: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Число, що характеризує клас приладу, є величиною його найбільшої допустимої основної похибки в робочій частині шкали, яка для приладів з однобічною шкалою подається в процентах від кінцевого значення робочої частини шкали. Під робочою частиною шкали приладів із рівномірною шкалою розуміють всю шкалу, а для приладів з нерівномірною шкалою – її частину (20 – 100 % кінцевого значення шкали), відмічену на ній умовними знаками у вигляді точок.

Прилади класів точності 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 комплектують таблицями з абсолютних похибок для кожної оцифрованої поділки шкали, що дає можливість визначити похибку при вимірюваннях. Ці прилади використовуються як контрольні (зразкові) для точних лабораторних вимірювань і називаються лабораторними. Прилади класів точності 1,0; 1,5 і 2,5 називаються технічними і використовуються для вимірювань на виробництвах. Прилади класу 4,0 (Y) використовуються як покажчики (індикатори наявності величини) і називаються покажчиками.

Клас точності приладу дає можливість визначити максимальну похибку, яку вносить даний прилад у вимірювання (інструментальну похибку).

Наприклад, визначити похибку при вимірюванні струму амперметром класу точності 1,5, якщо номінальний струм амперметра I_Н = 1 А, а амперметр показує 0,4 А.

Максимально можлива похибка під час вимірювання струму

,

де - максимально допустима похибка приладу;

.

Таким чином, виміряне значення струму I = 0,4 А може відрізнятися від дійсного значення цього струму не більш ніж на .

Отже, як бачимо, на першій половині шкали похибка вимірювання буде великою. Тому прилад треба вибирати так, щоб вимірювання здійснювалося на другій половині шкали.

В електричній лабораторії під час проведення лабораторних робіт використовуються прилади безпосередньої оцінки: магнітоелектричні з рухомими рамкою і магнітом, електромагнітні, електродинамічні й феродинамічні, індукційні й магнітоіндукційні.

Для позначення характеристики приладів на їх шкали наносять спеціальні умовні позначення (таблиці 1.1, 1.2).

Таблиця 1.1 - Умовні позначення приладів безпосередньої оцінки

Умовне позначення	Пояснення умовного позначення	Умовне позначення	Пояснення умовного позначення
	Вольтметр показувальний		Омметр показувальний
	Вольтметр із цифровим відліком		Вольтметр із неперервною реєстрацією
	Амперметр показувальний		Вольтметр реєструючий
	Ватметр показувальний		Амперметр реєструючий
	Фазометр показувальний		Ватметр реєструючий
	Частотомір показувальний		Лічильник ват-годин

Таблиця 1.2 – Умовні позначення на шкалах електровимірювальних приладів