Цель работы. 
Измерение постоянного тока

Изучение классификации измерений, ознакомление с методикой проведения измерений постоянного тока и методами обработки результатов измерений для количественной оценки полученных погрешностей.

Основы теории

Измерения классифицируются по нескольким признакам, наиболее важные из которых представленыв виде схемы на рисунке 1.

По первому признаку измерения подразделяются на статические, при которых измеряемая величина (ИВ) остаётся постоянной во времени в процессе измерения, и динамические, при которых ИВ изменяется в процессе измерения.

Классификация по второму признаку является в большей степени условной, однако широко применяется в измерительной технике. По третьему признаку измерения подразделяются на 3 класса.

Измерения максимально возможной точности, достижимой при современном уровне техники — это измерения, связанные с созданием и воспроизведением эталонов.

Контрольно — поверочные измерения — измерения, погрешности которых, не должны превышать заданного значения. Такие измерения осуществляются в основном государственными и ведомственными метрологическими службами и ремонтными организациями.

Для измерения силы тока в ветви электрической схемы используют амперметр.

Технические измерения — измерения, в которых погрешность результата определяется метрологическими характеристиками средств измерения. Технические измерения являются наиболее распространёнными и выполняются во всех отраслях хозяйства и науки.

Рисунок 1 — Классификация измерений По четвертому признаку измерения классифицируются в зависимости от числа наблюдений многократные и однократные.

Под наблюдением понимают экспериментальную операцию, выполняемую в процессе измерения, в результате которой получают одно значение из серии значений величин, подлежащих совместной обработке для получения результата измерений.

Прямыми называют измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных. При этом измеряемую величину сравнивают с мерой, измерительными приборами, градуированными в требуемых единицах.

При косвенных измерениях — искомое значение измеряемой величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

Совокупными называют производимые одновременно измерения нескольких одноимённых величин, при которых искомые значения величины находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин или ряда других величин, функционально связанных с измеряемыми.

Совместными называют проводимые одновременно измерения двух или нескольких разноимённых величин для нахождения зависимости между ними. Примером совместных измерений может служить измерение тепловой энергии по температуре, давлению и расходу теплоносителя, определение удельного электрического сопротивления проводника по его сопротивлению, длине и площади поперечного сечения.

В качестве индикатора величины измеряемого напряжения могут быть использованы как стрелочные индикаторы (магнитно-электрические, электродинамические и т. д.), где величина напряжения определяться положением стрелки относительно шкалы, так и цифровые индикаторы, в которых величина напряжений индицируется в виде определённого числа. Применение цифровых индикаторов полностью устраняет субъективную ошибку, характерную для стрелочных индикаторов, облегчает считывание показаний.

В данной лабораторной работе амперметр с цифровым индикатором.

Амперметр включается последовательно в измеряемую цепь. Для уменьшения влияния на режим работы цепи амперметр должен обладать наименьшим сопротивлением. Идеальный амперметр имеет внутренне сопротивление равное нулю.

Погрешность измерения — оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения. Погрешность измерения является характеристикой (мерой) точности измерения.

Абсолютная погрешность — отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины:

Д = |X_изм — X_ист|.

где: Д — абсолютная погрешность измерения;

X_изм — измеренное значение;

X_ист — истинное значение.

Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины.

Существует несколько способов записи величины вместе с её абсолютной погрешностью. Обычно используется следующую запись:

X_изм ± Д Измерение силы тока в 10А и в 100А может быть выполнено с идентичной абсолютной погрешностью Д = +1А. Однако качество (точность) первого измерения ниже второго. Поэтому, чтобы иметь возможность сравнить качество измерений, введено понятие относительной погрешности.

Относительная погрешность — отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины:

д = Д/ X_ист

где: д — относительная погрешность измерения;

Д — абсолютная погрешность измерения;

X_ист — истинное значение.

Относительная погрешность является безразмерной величиной, либо измеряется в процентах.

При отсутствии эталонных измерительных приборов, в ходе выполнения лабораторной работы разрешается использовать в качестве эталонного измерительного прибора цифровой мультиметр М-890.