Чувствительность приборов

Чувствительностью (S) электроизмерительного прибора к измеряемой величине Х называется предел отношения приращения углового перемещения к приращению измеряемой величины, когда последняя стремится к нулю: ,

Здесь Δα – угловое перемещение указателя, Δх – приращение (изменение) измеряемой величины, вызвавшей перемещение Δα.

Если чувствительность величина постоянная, то прибор имеет равномерную шкалу. У приборов с неравномерной шкалой чувствительность различна в разных точках шкалы, в этом случае она определяется графоаналитическим методом по ранее построенной градуировочной кривой.

м_a – масштаб угла отклонения подвижной части (по оси α), м_х – масштаб действительных значений измеряемой величины (по оси х), β – угол наклона касательной к той точке градуировочной кривой, где определяется чувствительность к оси ординат.

Если имеется градуировочная кривая одного из исследованных приборов, например, кривая на рис. П14, то чувствительность S можно определить из треугольника abc, гипотенузой которого является часть касательной, катетом bc – единица масштаба по оси ординат; катет ac в этом случае равен чувствительности прибора. По результатам ряда построений и подсчетов необходимо дать графики зависимости S=f(α) для исследуемых вольтметра и амперметра.

Табл.П7 Экспериментальные данные поверки амперметра по схеме рис. П9. Вариант 1.Схема Рис. П15.

№ п/п	Поверяемый	Образцовый	Погрешности	Класс точности
Ход вверх	Ход вниз	Ход верх	Ход вниз	Сред. знач.	Абс.	Относ.	Прив.	2.5
А	А	А	А	А	А	%	%
		0,9	0,9	0,9	0,1	11,1	2,0
		1,9	1,95	1,925	0,075	3,75	1,5
		2,9	3,0	2,95	0,05	1,6	1,0
		2,95	4,1	4,05	0,025	0,625	0,5
		4,95	4,95	4,45	0,05	1,01	1,0

Табл. П8. Результаты наблюдений амперметра по схеме рис.П9. Вариант 2. Схема Рис. П15.

Показания приборов	Вариация	погрешности	Поправ-ка	Класс точности
поверяемого	образцового	Абсолют-ная	относи-тельная	Приве-дённая
дел	A	α0	Ход вверх	Ход вниз	Сред. значение
дел	А	дел	А	А	А	А	%	%	А	%
	1,0			0,95		1,1	1,025	0,15	0,025	2,2	0,5	-0,025	1,5
	1,6			1,5		1,65	1,57	0,15	0,03	2,0	0,6	-0,03
	2,0			1,95		2,1	2,025	0,025	0,025	1,25	1,25	-0,025
	2,4			2,4		2,45	2,425	0,025	0,05	2.0	1,0	-0,05
	3,0			3,0		3,15	3,075	0,15	0,075	2,5	1,5	-0,075
	3,6			3,6		3,65	3,625	0,025	0,025	0,75	0,5	-0,025
	4,0			4,0		4,1	4,05	0,1	0,05	1,25	1,0	-0,05
	4,6			4,6		4,7	4,65	0,1	0,05	1,1	1,0	-0,05
	5,0			4,95		4,95	4,95		0,05	1,0	1,0	-0,05

Табл. П9. Результаты поверки вольтметра. Вариант 1. Схема Рис. П14.

Показания вольтметров	Абсолютная погрешность
поверяемого	образцового	Ход указателя
α	U	Ход указателя	вверх	вниз
вверх	вниз
град	В	В	В	В	В
			12,5	2,0	2.5
				1,0	2.0
		31,5		1,5	2,0
		41,5		1,5	2,0
		50,5		0,5
			59,5	1.0	0.5
				1,0	1.0
90				1,0	1,0

Цена деления многопредельного образцового вольтметра - 75/150д=0,5 В.

Определение погрешности прибора и его класса точности.

1. Абсолютная погрешность показаний приборов. Например, вольтметра:

ΔU = U_x – U_{0 cp}

Где U_х – показания исследуемого прибора, U_{0 cp} – среднее значение показаний образцового прибора.

Среднее значение показаний образцового прибора находится как полусумма показаний при ходе вверх(U₀⁺) и ходе вниз (U₀^-):

U_{0 cp} = (U₀⁺+ U₀^-)/2

2. Относительная погрешность

3. Относительная приведенная погрешность

U_ном – номинальное (наибольшее) значение на шкале исследуемого прибора.

4. Поправка представляет собой величину, обратную по знаку абсолютной погрешности. -ΔU = U_x – U_{0 cp}

5. Вариация показаний подсчитывается как разность действительных значений измеряемой величины (показаний образцового прибора) для одной и той же отметки шкалы проверяемого прибора при ходе вверх и вниз.

6. Класс точности прибора находится по максимальному значению приведенной погрешности в соответствии с ГОСТом 1845-59.

Градуировочные прямые (кривые).

Градуировочная кривая прибора непосредственной оценки представляет собой зависимость действительного значения измеряемой величины от угла отклонения подвижной части прибора, например: U_{0 cp} = f(α⁰). Рис. П13, П14.

Градуировочная кривая исследуемого вольтметра строится по данным таблицы П9.

Определение метрологических характеристик вольтметра. Вариант 2.

Цель работы: 1) приобрести умение определять класс точности и другие метрологические характеристики вольтметра по экспериментальным данным; 2) приобрести навыки работы с вольтметрами.

Приборы используемые при выполнении лабораторной работы:

1 Поверяемый вольтметр типа ЭЗ0 или М367.

2 Цифровой вольтметр Щ301, 0278(1989 г.)

3 Стабилизированный источник питания типа Б5-49, 02117 (1992 г.)