Средства измерения (лекция № 7)

1. Лекция №7

Средства измерения

2. Метрологические характеристики

градуировочные, определяющие
зависимость выходного сигнала от
входного
пределы измерения
динамические характеристики,
отражающие инерционные свойства
инструментальные погрешности

3. Нормальные условия

Тв = 20 10 С
Uп = 220 4 В
fп = 50 1 Гц
Основная погрешность
Дополнительная погрешность

4. Пределы допускаемой основной погрешности

Предел
абсолютной
погрешности
аддитивная
погрешность
мультипликативная
погрешность
( a bx )
a
bx

5. Пределы допускаемой основной погрешности

Предел приведенной
погрешности
нормирующее
значение
Класс точности
100 p
xN
xN
p m 10 ,
m 1; 1,5; 2; 2 ,5; 4; 5; 6
n 1; 0; 1; 2
n

6. Пределы допускаемой основной погрешности

Предел относительной погрешности
xm
100 c d
1
x
x
с b d
d a / xm

7. Правила обозначения классов точности

Формула
Пределы Обозн. в
погрешности
док.
[a+bx]
[a+bx]
M
Обозн. на
приборе
M
( /xN)100
= 1,5
1,5
1,5
( /x)100
= 0,5
0,5
0,5
c+d[|xm/x|-1]
= 0,02/
0,01
c/d=
0,02/0,01
0,02/0,01

8. Погрешности СИ

(x), %
(x), В
0.003
6
0.002
4
(x)
0.001
2
(x)
0
0.2
0.4
0.6
0.8
x, В

9. Пример

Класс точности вольтметра 1,0. Найти
относительную погрешность
измерения напряжения U= 1 В на
пределе измерения 10 В.
Указания к решению
= pUN/100
= ( /u)100

10. Пример

Предел измерения вольтметра 50 мВ
и класс точности 0,04/0,02, показания
U=25 мВ. Найти абсолютную
погрешность и результат измерений.
=c+d[|Um/U|-1],
= ( /U)100
U=25 0,02 мВ

11. Пример

Выбрать вольтметр для измерения
напряжения 220 В с погрешностью не
более 2%
Предел измерения 0.. 300 В
=0,02 220 = 4,4 В
=(4,4/300)100=1,47%
p=1,5

12. Основные показатели измерительных приборов

Диапазон измерений
Предел измерений
Область рабочих частот
Градуировочная характеристика
y f (x)
Чувствительность
y
S lim
x 0 x

13. Основные показатели измерительных приборов

Разрешающая способность
Быстродействие (измерений/с)
Входное сопротивление
Входная емкость

14. Пример

Получить выражения для
% из-за Rv
R1
U
R2
U 20 U
R1 R2
R2
V
R2 || RV
U2 U
R1 R2 || RV

15. Средства измерений

Эталоны
Преобразователи
Приборы
ИИС

16. Классификация приборов

по форме индикации
показывающий
регистрирующий
самопишущий
печатающий
по форме преобразования
аналоговые
цифровые

17. Аналоговые приборы

Измерители параметров сигналов
Измерители параметров цепей
Генераторы (УГФРС)
Вспомогательные элементы

18. Измерители параметров сигналов

Вольтметры (В)
Амперметры (А)
Осциллографы (С)
Анализаторы спектра (С)
Частотомеры (Ч)
Ваттметры (М)

19. Обозначение приборов (РФ)

В3-38
В – функциональное назначение
3 – тип прибора
38 – номер модели
Вольтметр переменного тока (модель 38)

20. Измерители параметров цепей

Измерители R, L, C (E)
Q-метры (Е)
Измерители АЧХ (X)
Рефлектометры (Р)

21. Вспомогательные элементы

Усилители
Аттенюаторы
Мосты
Фильтры
Фазовращетели

22. Цифровые приборы

Мультиметры (Щ, DMM)
Digital Multimeter
Цифровые осциллографы (C, DS)
Digital Scope
Сканирующие приемники (RS)
Radio scan

23. ИИС

На базе ПК (PC)
PCI DAQ-устройства (платы сбора данных)
USB DAQ
DAQ – Data AcQuisition (Сбор данных)
На базе шасси
Блок питания
Промышленный контроллер
PXI DAQ

24. Обозначения зарубежных СИ

TDS 1011
T – производитель
DS – функциональное назначение
10 – тип прибора
11 – номер модели
Цифровой осциллограф Tektronix типа
10 модель 11

25. Обозначения плат сбора данных

NI DAQ PCI 6221 M
NI производитель
DAQ функциональное назначение
PCI интерфейс
62 тип
21 номер модели
Плата сбора данных National
Instruments, встраиваемая в ПК

26. Цифровые приборы

удобство и объективность отсчета
высокая точность
широкий динамический диапазон
высокое быстродействие
возможность автоматизации
возможность использования новых
достижений

27. Заключение

Средств измерения большое
разнообразие
Все средства измерений имеют
нормированные метрологические
характеристики
Аналоговые средства измерений
вытесняются цифровыми

28. Контрольные вопросы

Какая метрологическая характеристика средства
измерений является наиболее важной?
Чем отличается измерительный прибор от
измерительного преобразователя?
Назовите достоинства и недостатки цифровых
приборов.
Может ли класс точности принимать значения 1; 5;
0,707?
Что является основой измерительной системы на
базе персонального компьютера?