Использование электроизмерительных приборов

Использование электроизмерительных приборов

Для измерения электрических величин

Цель работы:1. Научиться пользоваться электроизмерительными приборами.

2. Закрепить умения измерения физических величин косвенными методами на основе прямых измерений нескольких величин.

Литература

Агапов Б.Т., Максютин Г.В., Островерхов П.И. Лабораторный практикум по физике. Учеб. пособие – М.: Высшая школа, 1982г. §§32-34.

Вопросы входного контроля

1. Что такое электрический ток? Условия существования электрического тока в цепи.

2. Источник постоянного тока. ЭДС источника.

3. Величины, характеризующие прохождение электрического тока по цепи и единицы их измерения.

4. Закон Ома для участка цепи, для замкнутой цепи.

5. Виды соединения проводников.

6. Действие электрического тока при прохождении по проводнику.

7. Закон Джоуля-Ленца.

8. Магнитное поле, создаваемое проводником с током. Взаимодействие магнитных полей.

9. Переменный электрический ток.

10. Амплитудное и действующее значение переменного электрического тока.

Краткая теория

Современные физиологические, диагностические и физиотерапевтические исследования часто требуют измерения различных электрических величин. Например: измерение биопотенциалов, измерение сопротивления биологических тканей электрическому току, измерение параметров тока при воздействии на организм человека и т.д. Кроме того, многие неэлектрические величины для удобства их регистрации также преобразуют в электрические величины. Например: пьезодатчики, преобразующие механические колебания в ЭДС; термодатчики, преобразующие передаваемое количество теплоты в электрическое сопротивление или ЭДС и т.д.

В большинстве подобных случаев измерения проводят при помощи электроизмерительных приборов, т.е. приборов, позволяющих непосредственно при подключении к электрической цепи измерять различные электрические параметры: сопротивление участка цепи, силу тока, мощность, частоту переменного тока и другие.

Электроизмерительные приборы классифицируются по ряду признаков:

- назначению (вольтметры, амперметры, омметры, ваттметры, частотометры и др.);

- роду измеряемого тока (постоянный, переменный, импульсный);

- принципу действия (магнитоэлектрические, электромагнитные, электродинамические, индукционные и др.);

- классу точности;

- принципу считывания показаний (стрелочные, цифровые);

- условиям эксплуатациии т.д.

Большинство приборов показывают значения электрической величины, соответствующие моменту измерения. Эти приборы называют показывающими. Некоторые приборы показывают суммарное значение измеряемой величины за определенный промежуток времени, например, счетчики электроэнергии или дозиметры. Эти приборы называют интегрирующими.

Класс точности прибора

Одной из основных характеристик прибора является степень точности, с которой можно производить измерения при помощи этого прибора. По степени точности электроизмерительные приборы делятся на несколько классов точности. Класс точности определяется в зависимости от предела допустимой погрешности прибора, вызванной особенностями его устройства.

Абсолютной погрешностью прибораDА называют разность между показанием прибора А_п и действительным значением А_д измеряемой величины:

DА = А_п - А_д .

Относительной приведенной погрешностью прибора Е называют выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности прибора к пределу измерения А_к, который соответствует положению на конечной отметке шкалы прибора в соответствии с выбранным пределом измерения:

Класс точности прибора (К) определяется наибольшей допустимой приведенной погрешностью прибора.

Класс точности определяет абсолютную приборную погрешностьd_пр в процентах от наибольшего значения величины, которое может быть измерено прибором при данном пределе измерения:

Например, амперметр (рис. 2), имеющий класс точности К=1,5 (на рисунке выделен цифрой 1) установлен на предел измерения I_k=5А (выделен цифрой 2). Значит, абсолютная погрешность при измерении силы тока на этом пределе измерения будет составлять 1,5% от 5Ампер, т.е.

Рис. 2.

Рис. 7б.

Практическая часть

Вопросы выходного контроля

1. Какие электроизмерительные приборы используются для измерения силы тока, напряжения, сопротивления, мощности, частоты электрического тока?

2. Как включаются в электрическую цепь омметры, амперметры, вольтметры, частотометры при измерении электрических величин?

3. Как снять показания с цифрового электроизмерительного прибора?

4. Как определить погрешность при измерениях цифровым электроизмерительным прибором?

5. Для измерений каких электрических величин можно использовать мультиметр?

6. Как можно измерить силу тока в цепи, имея только мультиметр?

7. Как определить цену деления стрелочного прибора?

8. Как определить приборную погрешность при известном классе точности прибора?

9. Как правильно выбрать предел измерения при использовании стрелочного измерительного прибора?

10. Записать значения физических величин с учетом приборной погрешности по показаниям приборов (рис.14) .

Рис. 14.

Использование электроизмерительных приборов