Класс точности прибора как определить вольтметра

Последние два десятка лет у радиолюбителей популярны малогабаритные цифровые мультиметры с ЖК дисплеем и автономным питанием. Мультиметры низшей ценовой категории, например, из серий М83х, РТ83х дёшевы, но неудобны в использовании, имеют низкую точность измерения, не содержат элементов защит от неправильного использования.

Более серьёзные мультиметры с автоматическим выбором диапазонов, защитой, повышенной точностью измерений стоят уже в несколько раз дороже.

Даже если вы не сожжёте мультиметр, например, подключением к сети напряжения 220 В переменного тока, когда его переключатель рода работ находится в положении измерения сопротивлений, рано или поздно, а скорее рано, при интенсивной эксплуатации прибора печатные контакты переключателя придут в негодность от износа. Измерительные приборы с автоматическим выбором пределов измерений позволяют продлить срок службы переключателя рода работ.

Ещё более продлит срок службы мультиметров то, если на рабочем месте будет одновременно эксплуатироваться несколько мультиметров, каждый из которых большую часть времени производит измерения только одной электрической величины, что уменьшит необходимость пользоваться переключателем рода работ. Например, у автора один мультиметр измеряет сопротивления, другой ёмкость, третий измеряет переменный ток, четвёртый тестирует полупроводниковые переходы и т.д.

Но так получилось, что не было выделенного мультиметра для измерения напряжения постоянного тока. Чтобы лишний раз не переключать один из задействованных мультиметров на измерение напряжений, было решено изготовить несложный стрелочный вольтметр, который, имея только одну функцию измерения напряжения постоянного тока, частично разгрузил бы используемые мультиметры от «лишних» переключений рода работ.

Вольтметр было решено собирать по подобию схемы из [1], адаптировав её под имеющиеся детали и под конкретные потребности. Следует отметить, что около четверти века назад автор уже изготовил мультиметр по мотивам схемы из той публикации, который обычно используется как милливольтметр напряжения переменного тока и как фазометр [2].

Аналоговое представление измеряемого напряжения обычно более наглядно в случае его быстрого изменения — не требуется интерпретация «больше-меньше», но предоставляет меньшую точность, чем цифровая индикация. Вольтметр было решено делать с входным сопротивлением более 20 МОм, для сравнения, дешёвые цифровые мультиметры обычно имеют входное сопротивление в режиме измерения напряжений всего 1 МОм или 10 МОм, а магнитоэлектрический ТЛ-4М всего около 300 кОм на диапазоне «30 В» постоянного тока.

Число диапазонов для вольтметра было выбрано равным четырём, по числу положений имеющегося компактного галетного переключателя. Питается вольтметр от сети переменного тока, что исключает периодическую необходимость замены батарей.

ПОГРЕШНОСТИ И КЛАССЫ ТОЧНОСТИ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

ПОГРЕШНОСТИ И КЛАССЫ ТОЧНОСТИЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Измеренная прибором величина всегда отличается от истинного значения на некоторое число, называемое погрешностью прибора. Погрешности измерительных приборов определяют поверкой, т. е. сравнением показаний поверяемого прибора с показаниями более точного, образцового прибора при измерении ими одной и той же величины. Значение измеряемой величины, определенное по образцовому прибору, принято считать действительным. Однако действительное значение отличается от истинного на погрешность, присущую данному образцовому прибору. Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности измерения.

Абсолютной погрешностью

измерительного прибора называют разность между его показанием и действительным значением измеряемой величины.

Относительной погрешностью

называют отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины, выраженное в относительных единицах или в процентах.

Приведенная погрешность

– это отношение наибольшей абсолютной погрешности к верхнему пределу измерений прибора.

По значению приведенной погрешности измерительные приборы делят на группы по классу точности. Класс точности
–
обобщенная характеристика измерительного прибора, определяющая пределы допустимых погрешностей. Для электроизмерительных приборов класс точности указывается в вида числа, равного максимальной допустимой приведенной погрешности (в %). Согласно ГОСТ 1845-59, электроизмерительные приборы делят на 8 классов по точности: 0,05; 0,1; 0,2 – образцовые приборы; 0,5; 1,0 – лабораторные; 1,5; 2,5; 4,0 – технические приборы. Образцовые приборы считаются более высокого класса точности по отношению к лабораторным и техническим приборам, а лабораторные – по отношению к техническим.

Определим по классу точности прибора его погрешности. Если прибор (например, вольтметр с верхним пределом измерений 150 В) имеет класс точности 1,0, то основная приведенная погрешность не превышает 1 %

. Максимальная абсолютную погрешность, которую может иметь прибор в любой точке шкалы не будет превышать
Относительная же погрешность при этом зависит от измеряемого напряжения.
Если этим вольтметром можно измерять напряжение 10 В, то относительная погрешность может составить

. Если же измерять напряжение 100 В, то относительная погрешность может составить

Из этого примера видно, что для повышения точности измерения прибор надо выбирать так, чтобы, во-первых, он имел более высокий класс точности, и чтобы, во-вторых, предел измерения был близок к значению измеряемой величины. Это означает, что для получения возможно меньших относительных ошибок, надо добиваться достаточно большого отклонения стрелки (желательно, чтобы использовалась последняя треть шкалы).

С другой стороны, для того чтобы добиться большой точности при измерении прибором более низкого класса, необходимо выбрать прибор с наименьшим возможным диапазоном измерений.

Следует правильно формулировать предложение, в котором дана количественная оценка погрешности. Например: «Измерение тока с абсолютной погрешностью до 1 мА», «Измерение тока с относительной погрешностью до 1 %.

(Выражение «Измерение тока с точностью до 1 мА» неправильно).

Источник

Прибор для измерения нескольких пределов

Кто не раз сталкивался с транзисторными конструкциями и схемами знает, что очень часто вольтметром приходится замерять цепи с напряжением от десятков долей одного вольта до сотен вольт. Простой приборчик, изготовленный своими руками, с одним резистором это не осилит, поэтому в схему придется подключить несколько элементов с разным сопротивлением. Чтобы вы поняли, о чем идет речь, предлагаем ознакомиться со схемой, расположенной снизу:

На ней показано, что в схеме установлено четыре резистора, каждый из которых отвечает за свой диапазон измерений:

От 0 вольт до единицы.
От 0 вольт до 10В.
От 0 В до 100 вольт.
От 0 до 1000 В.

Номинал каждого резистора поддается подсчету, который проводится на основе закона Ома. Здесь используется следующая формула:

Rп – это сопротивление измерительного блока, возьмем, к примеру. 500 Ом;
Uп – это максимальное напряжение измеряемого предела;
Iи – это сила тока, при которой стрелка отклоняется до конца шкалы, в нашем случае – 0,0005 ампер.

Для несложного вольтметра из китайского амперметра можно выбрать следующие резисторы:

для первого предела – 1,5 кОм;
для второго – 19,5 кОм;
для третьего – 199,5;
для четвертого – 1999,5.

А вот относительная величина сопротивления этого прибора будет равна 2 кОм/В. Конечно, расчетные номиналы не совпадают со стандартными, поэтому резисторы придется подбирать близкими по значению. Далее проводится финишная подгонка, при которой производится градуировка самого прибора.

Что нужно знать о классе точности измерительного прибора?

Измерительные приборы: вольтметры, амперметры, токовые клещи, осциллографы и другие — это устройства, предназначенные для определения искомых величин в заданном диапазоне, каждый из них имеет свою точность, причем устройства, измеряющие одну и ту же величину, в зависимости от модели, могут отличаться по точности и классу.

В каких-то ситуациях достаточно просто определить значение, например, вольтаж батарейки, а в других необходимо выполнить многократное повторение измерений высокоточными приборами для получения максимально достоверного результата, так в чем отличие таких измерительных устройств, что означает класс точности, сколько их бывает, как его определить и многое другое читайте далее в нашей статье.

Ретротехника, самоделки и борьба с идиотизмом

Я пока не знаю, в какой именно моддинг-проект пойдёт эта измерительная головка, поэтому решил написать про неё отдельный пост. Информацию выкладываю по горячим следам в прямом и переносном смысле: удачная технология была найдена только вчера.

Итак, у меня в хозяйстве имелся старый стрелочный прибор серии М24, отградуированный как милливольтметр/миллиамперметр. С функциональной точки зрения он был исправен, но вот шкала явно знавала лучшие дни, так что для моих целей он уже не годился.

Раньше, когда меня спрашивали, почему я в своих модах не меняю шкалы приборов, размеченные в каких-то посторонних величинах, я отвечал, что не хочу портить оригинальные старые вещи. И это было правдой, но лишь наполовину: дело в том, что даже если бы я захотел поменять какую-нибудь шкалу на новую, я бы не знал, как это сделать качественно.

Первую попытку приспособить этот прибор для использования в паре с компьютером я предпринял несколько лет назад, когда на основе скана оригинальной шкалы нарисовал свою и напечатал её на старой бумаге.

Шкала, откровенно говоря, вышла из рук вон плохо. Выглядела она некрасиво, жёлтый цвет бумаги не сочетался с другими деталями, а цена деления в нижней её части вообще получилась дробной.

Поэтому этот прибор я нигде не использовал и надолго убрал в ящик. Но недавно я его оттуда извлёк и решил на этот раз сделать всё как следует. Первым делом я подключил его к источнику напряжения и точно отградуировал, поставив карандашные отметки от 0 до 100 (одну из шкал было решено разметить в процентах, чтобы использовать её для отображения самых разных величин).

Затем я снял временную шкалу и отсканировал её.

Мне хотелось, чтобы новая шкала выглядела красиво и аутентично. Поэтому я покопался в ящике со старыми стрелочными головками и нашёл одну, которая понравилась мне больше всего.

При помощи различных инструментов Фотошопа я по максимуму убрал родной фон и наложил полученное изображение поверх скана с карандашными отметками. По счастливому совпадению, оказалось достаточно лишь немного отмасштабировать новую шкалу, чтобы она идеально совпала с нарисованной. Видимо, приборы имеют однотипные механизмы с нелинейной зависимостью угла отклонения от напряжения — внимательно посмотрев на шкалу, можно заметить, что промежуток от 0 до 1 заметно больше промежутка от 9 до 10.

На следующей картинке видна промежуточная стадия работ: части цифр ещё нет, отдельные участки не перерисованы, виден неубранный «мусор».

Чтобы прибор в итоге выглядел как можно более похожим на настоящий, я не использовал символы из новых шрифтов, а только копировал оригинальные. Если приходилось дважды использовать одну и ту же цифру, я специально немного деформировал её, чтобы не было идеальной цифровой копийности. Такой вот педантизм, возможно, не очень здоровый :-). Мусор пришлось убирать вручную, потому что я не знаю автоматического механизма очистки, который убрал бы пыль, не замылив при этом контуры.

В итоге получилось так:

Первая шкала отображает проценты, вторая — температуру (отградуирована по даташиту термодатчика, который не гарантирует точности показаний ниже ноля), а третья — частоту процессора в мегагерцах. Ностальгическую величину «ИМП / МИН» я оставил, потому что она, что называется, в тему. Из-за постепенного уплотнения делений риски на температурной шкале получились очень мелкими, но этим было решено пренебречь. В самом конце я добавил контур металлической подложки, чтобы шкалу было легко вырезать и приложить по месту.

Надписи с оригинальной шкалы получилось удалить при помощи обычного мыла. Если мыло не поможет, можно попробовать спирт, ацетон, растворитель 646, уксусную кислоту или перекись водорода — в моей практике ещё не было случая, чтобы этот «коктейль» не сработал.

Но это всё была лишь прелюдия, настоящее колдовство ещё впереди. Печать новой шкалы на бумаге я даже не рассматривал, а вместо этого стал думать о том, как бы нанести надписи прямо на оригинальную алюминиевую пластинку. Самым простым, конечно, было бы загрузить её в струйный принтер, переделанный для печати на твёрдых поверхностях (некоторые крутые радиолюбители делают такие для изготовления печатных плат), но это вариант пришлось отмести в силу отсутствия подходящего принтера. Ещё я вспомнил о такой вещи, как металлопечать, но для неё тоже нужно специальное оборудование, а мне хотелось найти метод, который я мог бы использовать дома.

Поэтому было решено освоить другую технологию из арсенала радиолюбителей — ЛУТ («лазерно-утюжную»). Она столько раз описана в интернете, что повторяться не вижу смысла. Если коротко — рисунок при помощи лазерного принтера печатается на какой-нибудь гладкой бумаге в зеркальном отражении, после чего при помощи нагрева переносится на нужную поверхность. Этим способом создают дорожки на печатных платах, но в моём случае последняя технологическая стадия — травление — была не нужна.

Раньше я ЛУТ не применял, поэтому для начала решил потренироваться на кошках. Прочитав множество рекомендаций, я выбрал два промежуточных носителя — полуглянцевые журнальные страницы и фотобумагу неизвестного происхождения.

Что такое класс точности

Определение: «Класс точности измерения — это общая характеристика точности средства измерения, определяемая пределами допустимых основных и дополнительных погрешностей, а также другими факторами, влияющими на нее».

Сам по себе класс не является постоянной величиной измерения, потому что само измерение зачастую зависит от множества переменных: места измерения, температуры, влажности и других факторов, класс позволяет определить лишь только в каком диапазоне относительных погрешностей работает данный прибор.

Чтобы заранее оценить погрешность, которую измерит устройство, также могут использоваться нормативные справочные значения.

Относительная погрешность — это отношение абсолютной погрешности к модулю действительного приближенного показателя полученного значения, измеряется в %.

Абсолютная погрешность рассчитывается следующим образом:

∆=±a или ∆=(a+bx)

x – число делений, нормирующее значение величины

a, b – положительные числа, не зависящие от х

Абсолютная и приведенная погрешность рассчитывается по следующим формулам, см. таблицу ниже

Какие классы точности бывают, как обозначаются

Как мы уже успели выяснить, интервал погрешности определяется классом точности. Данная величина рассчитывается, устанавливается ГОСТом и техническими условиями. В зависимости от заданной погрешность, бывает: абсолютная, приведенная, относительная, см. таблицу ниже

Согласно ГОСТ 8.401-80 в системе СИ классы точности обычно помечается латинской буквой, часто с добавлением индекса, отмеченного цифрой. Чем меньше погрешность, соответственно, меньше цифра и буквенное значение выше по алфавиту, тем более высокая точность.

Класс точности обозначается на корпусе устройства в виде числа обведенного в кружок, обозначает диапазон погрешностей измерений в процентах. Например, цифра ② означает относительную погрешность ±2%. Если рядом со знаком присутствует значок в виде галочки, это значит, что длина шкалы используется в качестве вспомогательного определения погрешности.

0,1, 0,2 – считается самым высоким классом
0,5, 1 – чаще применяется для устройств средней ценовой категории, например, бытовых
1,5, 2,5 – используется для приборов измерения с низкой точностью или индикаторов, аналоговых датчиков

ТРАНЗИСТОРНЫЙ ВОЛЬТМЕТР постоянного ТОКА

Транзисторный вольтметр постоянного тока выполнен в виде приставки к авометру (точнее, к микроампер^метру авометра) и имеет шесть пределов измерений постоянного напряжения: 0,5; 1; 5; 10; 50 и 100 В. При правильной регулировке его усилителя и тщательном подборе добавочных резисторов погрешность прибора не превышает ±5%, что вполне достаточно для любительских измерений Относительное входное сопротивление вольтметра — 100 кОм/В.

Принципиальная схема вольтметра изображена на рис 30 В нем применен балансный усилитель постоянного тока, выполненный на транзисторах VT1 и VT2. .Измеряемое напряжение подается на базы обоих транзисторов через один из добавочных резисторов R1—R6. Измерительный прибор РА1 (микроамперметр авометра) включен между коллекторами транзисторов.

Чтобы шкалы разных пределов измерений вольтметра были линейными, транзисторы должны работать на линейном участке вольт-амперной характеристики. Для этого на базы транзисторов через резисторы R8—R10 подается небольшое начальное отрицательное напряжение смещения. Балансировка уси^ лителя перед измерениями (установка стрелки микроамперметра на нулевую отметку шкалы) осуществляется переменными резисторами R9 и R16 Первый

Рис. 30. Принципиальная схема транзисторного вольтметра постоянного тока

из них’служит для уравнивания базовых токов транзисторов, второй — коллекторных. .

Применение в приборе балансного усилителя уменьшает «дрейф луля» и тем больше, чем меньше разница в значениях тока 1КБ0 используемых в нем транзисторов.

Переход с одного предела измерений на другой осуществляется переключением добавочных резисторов R1—R6. Сопротивления этих резисторов подобраны так, чтобы получить полное отклонение стрелки микроамперметра при подаче на вход напряжений,, соответствующих пределам измерений. Применение отдельного резистора для каждого предела упрощает калибровку вольтметра.

Чувствительность балансного усилителя по входу составляет 5… 7 мкА при использовании микроамперметра с током 1и=100 мкА. Для того чтобы в качестве добавочных можно было использовать резисторы стандартных номиналов, чувствительность б-алансного усилителя с помощью переменного резистора R7 искусственно уменьшают до 10 мкА.

Питается прибор стабилизированным напряжением 9 В, снимаемым с нерегулируемого выхода сетевого блока питания. Поскольку для работы вольтметра вполне достаточно напряжения питания 3… 3,5 В, введена еще одна ступень стабилизации на кремниевом стабилитроне VD1. Двухступенчатая стабилизация питающего напряжения сниж-ает погрешность измерений при значительных колебанйях напряжения электросети.

Для питания вольтметра можно также использовать встроенную в него батарею гальванических элементов или аккумуляторов напряжением 3… 3,5 В, несколько увеличив для этого габариты приставки. Следует учесть, что в этом случае по мере разрядки батареи питания погрешность измерений будет возрастать.

Рис. 31. Внешйий вид вольтметра и соединение его с авометром и блоком питания

Конструкция и детали. Общий вид приставки-вольтметра вместе с авометром и блоком писания показан на рис. 31. Несущий элемент конструкции приставки— корпус 1 (рис. 32), изготовленный из листового алюминиевого сплава АМц-П толщиной 1 мм. Из такого же материала согнута и крышка 2. С корпусом она соединена винтами М2 с потайными головками. Этими же винтами к крышке прикреплена пластина 3, выполняющая функции приборных ножек и обеспечивающая необходимое расстояние между штепселями, соединяющими приставку с авометром, и плоскостью стола. Пластину можно изготовить из любого изоляционного материала толщиной 3J5.. 4 мм.

Штепсельную колодку 5 можно изготовить из гетинакса или текстолита толщиной 2.,. 3 мм, а сами штепсели 4 — из отрезков латунного прутка диаметром 3 и длиной 30 .. 32 мм с резьбой ^МЗ на конце. Штепсели ввинчивают в резьбовые отверстия в колодке и окончательно закрепляют гайками 6. Предварительно под гайки подкладывают монтажные лепестки 7. Колодку крепят к корпусу винтами М2Х6 с потайными головками.

Монтаж деталей в корпусе приставки показан (с двух сторон) на рис. 33. На лицевой панели {на рИС> 33 она обращена вниз) закреплены переменный резистор R9 («Уст 0»), выключатель питания Q1, колодка с гнездами XS1—XS? и двухпроводный шнур, оканчивающийся штепселями для подключения к блоку питания. На боковой стенке корпуса расположена штепсельная колодка для подключения приставки к микроамперметру авометра.

Как и в авометре, надписи, поясняющие назначение прибора, его гнезд и органов управления, нанесены на склеенные встык полосы бумаги двух цветов и защищены от повреждений накладкой из органического стекла толщиной 2 мм.

Для крепления накладки к корпусу приставки использованы гайки тумблеравыключателя питания Q1 и переменного резистора R9.

Устройство колодки с гнездами XS1—XS7 показано на рис. 34. Контакты 4 закреплены на колодке 6 винтами о. Сама колодка 6 закреплена на корпусе приставки винтами 8 (МЗХб с потайной головкой), ввинченными в ее резьбовые отверстия с внешней стороны корпуса 7. ζ эти же отверстия, но с другой стороны, ввинчены винты 1 (МЗХ12), крепящие монтажную плату 3. Для создания необходимого зазора между платой и колодкой на винты 1 надеты трубчатые стойки 2 высотой б мм.

Разметка монтажной платы 3 и монтажная схема вольтметра показаны на рис. 35. Плата изготовлена из листового гетинакса толщиной 2 мм, монтажные

Рис 33 Вид на монтаж транзисторного вольтметра

Рис 34. Устройство гнездовой колодки и крепление ее в корпусе вольтметра

Рис 35. Разметка монтажной платы вольтметра и размещение деталей на не#я

стойки —из медной луженой проволоки диаметром 1,5 мм Все соединения на плате выполнены медным луженым проводом диаметром 0,5 Мм. В местах пересечений на него надеты отрезки поливинилхлоридной трубки. Для соединения монтажной платы >с деталями, закрепленными на корпусе, применен гибкий монтажный провод МГШВ сечением 0,14 мм2.

В вольтметре использованы следующие детали: переменные резисторы СП-F (R9), СПО-0,5 (R16), СПЗ-16 (R7); постоянные резисторы МЛТ-0,5, тумблер *ТП1-2 (Ql); транзисторы со статическим коэффициентом передачи тока ==*50 (40 …60).

Стабилитрон КС133А можно заменить четырьмя плоскостными кремниевые ми диодами (например, серии Д226), включив их последовательно в прямом: направлении.

Очень важно, чтобы транзисторы имели одинаковые характеристики прямой4 передачи тока (зависимость тока коллектора от тока базы) и» обратные токя коллектора IКБ0 не более 2… 3 мкА. Для подбора пары транзисторов удобно воспользоваться измерительной схемой, изображенной на рис. 36. Здесь VT — проверяемый транзистор, РА — микроамперметр авометра, переменный резистор R2 служит’Для установки тока базы, резистор R1 огранйчивает его при установке движка резистора R2 в крайнее’верхнее (по схеме) положение, резистор R3 — шунт, увеличивающий предел измерения тока микроамперметром РА да 10 мА. В положении переключателя SA1, показанном на схе^е, прибором РА» измеряют ток базы транзистора VT (устанавливают его переменным резистором R2), в-положении «I*» — соответствующий ему ток коллектора. Батарея GB — 3336Л или три любых гальванических элемента (332, 343, 373). ПослеРис. 36. Схема подбора транзисторов для вольтметра

дорательно устанавливая токи базы от 10 до 80… 100 мкА (через каждые 5… -.. 10 мкА), фиксируют соответствующие им токи коллектора и отбирают из ■числа имеющихся транзисторов экземпляры с наиболее близкими характеристиками. Обратные токи коллекторов измеряют при температуре 15 и 40° С. Для вольтметра пригодны транзисторы, у которых этот параметр при указанных температурах .примерно одинаков (допустимая* разница — не более 10… 20%).

Предварительно вольтметр целесообразно собрать и наладить на макетной монтажной панели и только после этого перенести детали на монтажную плату прибора.

Налаживание вольтметра начинают с установки тока стабилизации стабилитрона VD1» Для этого провод, соединяющий ^резистор R14 с движком переменного резистора R16 (рис. 35), временно отпаивают, а цепь, состоящую из резистора R13 и стабилитрона, через миллиамперметр, рассчитанный на ток

50.. . 100 мА, подключают к выпрямйтелю. Подбором резистора R13 устанавливают ток через стабилитрон в пределах 25… 30 мА, после чего восстанавливают соединение между резисторами R14 и R16.

Далее движки резисторов R9 и R16 устанавливают в среднее положение л, включив питание вольтметра, резистором R9 устанавливают стрелку микроамперметра на нулевую отметку шкалы. Затем выводы баз транзисторов временно соединяют проволочной перемычкой и с помощью подстроечного резистора R16 добиваются отсутствия тока через микроамперметр. После этого проводник, соединяющий выводы баз транзисторов, удаляют и резистором R9 снова устанавливают стрелку на нулевую отметку шкалы. Эти операции повто ряют несколько раз, пока стрелка микроамперметра не перестанет реагировать ни на соединение баз, ни на их разъединение.

Если в усилителе вольтметра применены транзисторы со статическим коэффициентом передачи ‘тока h2i3 = 45… 50, то на этом налаживание прибора заканчивается.. В случае же, если коэффициент Ь21э транзисторов меньше этого значения, например не выходит за пределы 30… 40, сопротивление резисторов R8 и R10 необходимо уменьшить до 22… 27 кОм.

Калибровка транзисторного вольтметра постоянного тока практически не отличается от списанной в предыдущем разделе калибровки авометра в режиме измерения постоянного напряжения (см. с. 33). Для калибровки вольтметра на

Первых четырех пределах (0,5; L; 5 и 10 В) можно использовать блок питания с регулируемым выходным напряжением. Установив по* образцовому вольтметру напряжение 1 В, включают соединительные провода в гнезда «—Общ.» и «1 В» калибруемого прибора и, перемещая движок подстроечного резистфрл R7, устанавливают стрелку микроамперметра на последнюю отметку шкалы постоянных напряжений.

При калибровке остальных пределов измерений резистор R7 не трогают, а подбирают соответствующие включенному пределу добавочные резисторы R1 и $3—R6.

Для калибровки пределов 50 и 100 В необходим источник постоянного тока напряжением 100… 110 В. Им может быть выпрямитель любого лампового ^приемника.

Закончив .калибровку, детали переносят с макетной панели на монтажную плату вольтметра В последнюю очередь подпаивают переменные резисторы R7 и R16. В полностью собранном приборе проверяют балансировку усилителя и калибровку на одном из пределов измерений. Если во вре*мя монтажа движки подстроечных резисторов R7 и R16 случайно сдвинутся, то еще раз балансируют и корректируют чувствительность усилителя, после чего движки этих резисторов фиксируют каплями нитрокраски.

Пользуясь описанным вольтметром, время оту времени проверяют и при необходимости резистором R9 корректируют балансировку усилителя, устанавливая стрелку микроамперметра на нулевую отметку шкалы.

Источник: Борисов В. Г., Фролов В. В., Измерительная лаборатория начинающего радиолюбителя.— 3-е изд., стереотип. — М.: Радио и связь, 1995.— 144 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1213).

Tweet Нравится

Предыдущая запись: ОСТРОНАПРАВЛЕННЫЕ СИНФАЗНЫЕ АНТЕННЫ
Следующая запись: FM Мини передатчик на двух транзисторах

Как определить класс точности электроизмерительного прибора, формулы расчета

Чтобы определить класс точности, необходимо взглянуть на его корпус или инструкцию пользователя, в ней вы можете увидеть цифру, обведенную в круг, например, ① это означает, что ваш прибор измеряет величину с относительной погрешностью ±1%.

Но что делать если известна относительная погрешность и необходимо рассчитать класс точности, например, амперметра, вольтметра и т.д. Рассмотрим на примере амперметра: известна ∆x=базовая (абсолютная) погрешность 0,025 (см. в инструкции), количество делений х=12

Находим относительную погрешность:

(вывод: класс точности – 2,5).

Следует отметить, что погрешность неравномерна на всем диапазоне шкалы, измеряя малую величину вы можете получить наибольшую неточность и с увеличением искомой величины она уменьшается, для примера рассмотрим следующий вариант:

Вольтметр с классом p=±2, верхний предел показаний прибора Xn=80В, число делений x=12

Предел абсолютной допустимой погрешности:

Относительная погрешность одного деления:

Если вам необходимо выполнить более подробный расчет,
смотрите ГОСТ 8.401-80 п.3.2.6.

Результаты поверки. Как она подтверждается

Согласно действующим правилам, специалисты нашей лаборатории вносят данные о поверке вольтметра в реестр ФГИС «Аршин». Ранее обязательные сертификаты теперь не имеют юридической силы. Вы можете получить заключение в письменном виде, но оно будет носить информационный характер.

Срок проведения поверки вольтметра – в среднем 7-10 рабочих дней. Узнать подробнее вы можете, позвонив или оставив заявку на нашем сайте. Менеджеры подробно ответят на все вопросы и согласуют удобную для вас дату. В оговоренный день вы можете лично привезти вольтметр или заказать курьерскую доставку.

Мы всегда идем навстречу нашим клиентам, поэтому в случае необходимости готовы провести срочную поверку – как периодическую, так и внеочередную. В наших лабораториях используется высококлассное точное поверочное оборудование и работают опытные сотрудники. Мы гарантируем получение достоверных результатов поверки вольтметров и доступные тарифы!

Как рассчитать класс точности прибора

ПОГРЕШНОСТИ И КЛАССЫ ТОЧНОСТИ
ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Измеренная прибором величина всегда отличается от истинного значения на некоторое число, называемое погрешностью прибора. Погрешности измерительных приборов определяют поверкой, т. е. сравнением показаний поверяемого прибора с показаниями более точного, образцового прибора при измерении ими одной и той же величины. Значение измеряемой величины, определенное по образцовому прибору, принято считать действительным. Однако действительное значение отличается от истинного на погрешность, присущую данному образцовому прибору. Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности измерения.

Абсолютной погрешностью

Относительной погрешностью

Приведенная погрешность

– это отношение наибольшей абсолютной погрешности к верхнему пределу измерений прибора.

. Если же измерять напряжение 100 В, то относительная погрешность может составить

(Выражение «Измерение тока с точностью до 1 мА» неправильно).

Суть вольтметра

В некоторых случаях применение обычного вольтметра с линейной шкалой может быть не очень удобным. Например для контроля напряжения заряда-разряда автомобильного или другого подобного аккумулятора более удобен вольтметр со шкалой не от нуля а, скажем, от значения 10 вольт. Так как до более низких значений такие аккумуляторы обычно не разряжаются, а если разряжаются, то это говорит лишь об их неправильной эксплуатации, вероятной неработоспособности и значительной потере ёмкости.

Таким образом, вольтметр с растянутой шкалой дает возможность отслеживать значения именно в рабочем диапазоне напряжений (например 10 … 15 вольт). И даже незначительные отклонения значений при этом хорошо видны, отображаются более наглядно.

В качестве стрелочного индикатора (измерительной головки) можно применить любой подходящий по размеру, например от старого тестера (вольтметра, амперметра, омметра и др.) или даже малогабаритные стрелочные индикатора уровня записи/воспроизведения от звуковой радиоэлектронной аппаратуры. При этом потребуется лишь рассчитать параметры номиналов используемых в схеме деталей и откалибровать шкалу индикатора под новые значения. Как это сделать и рассказываем ниже.

Классы точности приборов

По приведенной погрешности (по классу точности) приборы делятся на восемь классов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Приборы класса точности 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 применяются для точных лабораторных измерений и называются прецизионными

(от англ. precision – точность). В технике применяются приборы классов 1,0; 1,5: 2,5 и 4,0 (технические).

Класс точности прибора указывается на шкале прибора. Если на шкале такого обозначения нет, то данный прибор внеклассный, то есть его приведенная погрешность превышает 4%.Производитель, выпускающий прибор, гарантирует относительную погрешность измерения данным прибором, равную классу точности (приведенной погрешности) прибора при измерении величины, дающей отброс указателя на всю шкалу. Определив по шкале прибора класс точности и предельное значение, легко рассчитать его абсолютную погрешность ΔX = ± гXпр / 100%, которую принимают одинаковой на всей шкале прибора. Знаки «+» и «–» означают, что по-грешность может быть допущена как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения от действительного значения измеряемой величины.

При использовании приборов для конкретных измерений редко бывает так, чтобы измеряемая величина давала отброс стрелки прибора на всю его шкалу. Как правило, измеряемая величина меньше. Это увеличивает относительную погрешность измерения. Для оптимального использования приборов их подбирают так, чтобы значения измеряемой величины приходились на конец шкалы прибора, это уменьшит относительную погрешность измерения и приблизит ее к классу точности прибора. В тех случаях, когда на приборе класс точности не указан, абсолютная погрешность принимается равной половине цены наименьшего деления.

Как правильно подключить вольтметр

Тот, кто не знает, но хочет проверить напряжение на каком-то участке электрической сети, должен задаться вопросом – как подключить вольтметр? Это на самом деле серьезный вопрос, в ответе которого лежит простое требование – подключение вольтметра необходимо проводить только параллельно нагрузке. Если будет произведено последовательное подключение, то сам прибор просто выйдет из строя, и вас может ударить током.

Читать также: Серый чугун содержание углерода

Все дело в том, что при таком соединении уменьшается сила тока, действующая на сам измерительный прибор. При этом сопротивлении его не меняется, то есть, остается большим. Кстати, никогда не путайте вольтметр с амперметром. Последний подключается к цепи последовательно, чтобы снизить показатель сопротивления до минимума.

И последний вопрос темы – как пользоваться вольтметром, изготовленным самостоятельно. Итак, в вашем приборе два щупа. Один подключается к нулевому контуру, второй к фазе. Так же можно проверить напряжение через розетку, предварительно определив, к какому гнезду запитан ноль, а к какому фаза. Или соединяете параллельно прибор к измеряемому участку. Стрелка измерительного блока покажет величину напряжения в сети. Вот так пользуются этим самодельным измерительным прибором.

Рассмотрены не сложные схемы цифровых вольтметра и амперметра, построенных без использования микроконтроллеров на микросхемах СА3162, КР514ИД2. Обычно, у хорошего лабораторного блока питания есть встроенные приборы, – вольтметр и амперметр. Вольтметр позволяет точно установить выходное напряжение, а амперметр покажет ток через нагрузку.

В старых лабораторных блоках питания были стрелочные индикаторы, но сейчас должны быть цифровые. Сейчас радиолюбители чаще всего делают такие приборы на основе микроконтроллера или микросхем АЦП вроде КР572ПВ2, КР572ПВ5.

Класс точности прибора 24651

Класс точности определяет гарантированные границы, за пределы которых не выходит погрешность прибора в установленном для него диапазоне измерений.

Класс точности КТ

электромеханических стрелочных измерительных приборов нормируют в виде процентного отношения предела
Хмакс
(гарантированных границ) абсолютной погрешности прибора, к нормирующему значению
Хнорм
его шкалы:
(2)
где нормирующим значением Хнорм

для приборов с равномерной шкалой служит верхний предел измеряемой прибором величины, а для приборов с неравномерной шкалой — длина её рабочей части, т.е. длина участка между отметками шкалы, соответствующими диапазону измерений прибора.

Для электромеханических стрелочных измерительных приборов установлены следующие цифры классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5 (для лабораторных приборов) и 1;.1,5; 2,5; 4 (для технических приборов).

Цифра класса точности прибора указывается на его шкале. Для приборов с равномерной шкалой эта цифра указывается без каких-либо знаков (кружков, квадратов, звёздочек), например, 2,5. Для приборов с неравномерной шкалой цифра класса точности подчеркивается ломаной линией, например, 2,5.

Определение класса точности прибора

Класс точности измерительного прибора — это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых установлены в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых при помощи этих средств.

Для того чтобы заранее оценить погрешность, которую внесет данное средство измерений в результат, пользуются нормированными значениями погрешности. Под ними понимают предельные для данного типа средства измерений погрешности.

Погрешности отдельных измерительных приборов данного типа могут быть различными, иметь отличающиеся друг от друга систематические и случайные составляющие, но в целом погрешность данного измерительного прибора не должна превосходить нормированного значения. Границы основной погрешности и коэффициентов влияния заносят в паспорт каждого измерительного прибора.

Основные способы нормирования допускаемых погрешностей и обозначения классов точности средств измерений установлены ГОСТ.

На шкале измерительного прибора маркируют значение класса точности измерительного прибора в виде числа, указывающего нормированное значение погрешности. Выраженное в процентах, оно может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т. д.

По назначению все вольтметры делятся

• Переменного тока;

• Постоянного тока;

• Селективные;

• Фазочувствительные;

• Импульсные.

Вольтметры переменного тока, как и постоянного используются для измерений в сетях с соответствующим типом тока, а вот селективные – могут отделять гармоническую составляющую сложного сигнала, и определять среднеквадратическое значение напряжения.

Импульсный вольтметр обычно используют для измерений амплитуды постоянных импульсных сигналов, а также они способны точно определить амплитуду одиночного импульса.

Фазочувствительные приборы могут измерять изменения составляющих комплексных напряжений, благодаря чему становится возможным точное исследование амплитудно-фазовой характеристики усилителей, и прочих подобных схем.

По принципу действия различают электронные (цифровые или аналоговые), и электромеханические вольтметры (электромагнитные, термоэлектрические, а также магнитоэлектрические, электродинамические и электростатические).

Все электромеханические приборы, за исключением термоэлектрических, по сути, являются обычным измерительным механизмом с показывающим устройством. Во всех них для расширения пределов измерений применяются дополнительные сопротивления.

Приборы данной категории, не смотря на довольно высокое внутреннее сопротивление, имеют относительно большую погрешность, что делает невозможным их использование в ходе экспериментов и исследований, где требуется повышенная точность данных.

Термоэлектрический вольтметр использует для замеров электродвижущую силу одной или нескольких термопар, которые греются из-за тока входящего сигнала. Они более точны и компактны, в сравнении с электромеханическими измерителями напряжения.

Электронные вольтметры в свою очередь подразделяются на цифровые и аналоговые.

Цифровой вольтметр преобразует постоянное значение напряжения в цифровой сигнал, который и выводится на табло прибора. Делается это при помощи аналого-цифрового преобразователя.

В аналоговых вольтметрах помимо магнитоэлектрического измерителя и дополнительных резисторов в обязательном порядке присутствует измерительный усилитель, позволяющий в несколько раз повысить внутреннее сопротивление прибора, и соответственно – улучшить точность показаний.

Как определить класс точности манометра

Манометр — измерительный прибор, который позволяет установить значение избыточного давления, действующего в трубопроводе или в рабочих частях различных видов оборудования.

Такие приборы широко применяются в системах отопления, водоснабжения, газоснабжения, других инженерных сетях коммунального и промышленного назначения. В зависимости от условий эксплуатации измерителя существуют определенные ограничения по допустимому пределу его погрешности. Поэтому важно знать, как определить класс точности манометра.

Что такое класс точности манометра, и как его определить

Класс точности манометра является одной из основных величин, характеризующих прибор. Это процентное выражение максимально допустимая погрешность измерителя, приведенная к его диапазону измерений.

Абсолютная погрешность представляет собой величину, которая характеризует отклонение показаний измерительного прибора от действительного значения давления. Также выделяют основную допустимую погрешность, которая представляет собой процентное выражение абсолютного допустимого значения отклонения от номинального значения. Именно с этой величиной связан класс точности.

Существует два типа измерителей давления — рабочие и образцовые.

Рабочие применяются для практического измерения давления в трубопроводах и оборудовании. Образцовые — специальные измерители, которые служат для поверки показаний рабочих приборов и позволяют оценить степень их отклонения. Соответственно, образцовые манометры имеют минимальный класс точности.

Классы точности современных манометров регламентируются в соответствии с ГОСТ 2405-88 Они могут принимать следующие значения:

Таким образом, этот показатель имеет прямую зависимость с погрешностью. Чем он ниже, тем ниже максимальное отклонение, которое может давать измеритель давления, и наоборот. Соответственно, от этого параметра зависит, насколько точными являются показания измерителя. Высокое значение указывает на меньшую точность измерений, а низкое соответствует повышенной точности. Чем ниже значение класса точности, тем более высокой является цена устройства.

Узнать этот параметр достаточно просто. Он указан на шкале в виде числового значения, перед которым размещаются литеры KL или CL. Значение указывается ниже последнего деления шкалы.

Указанная на приборе величина является номинальной. Чтобы определить фактический класс точности, нужно выполнить поверку и рассчитать его. Для этого проводят несколько измерений давления образцовым и рабочим манометром. После этого необходимо сравнить показания обоих измерителей, выявить максимальное фактическое отклонение. Затем остается только посчитать процент отклонения от диапазона измерений прибора.

Как нарисовать шкалу на стрелочном индикаторе

Здравствуйте уважаемые читатели. В этой статье хочу рассказать о том, как нарисовать нужную нам шкалу для своих измерительных приборов.
Я буду рисовать шкалу, что по научному означает – отградуировать, для своего миллиомметра, о котором писал раньше. Прочитать статью можно здесь. И так у нас есть головка, найденная невесть, где и когда, давно у меня валялась. Аккуратно разбираем ее, но пока не открутили шкалу, сразу замеряем радиус дуги, где находятся деления.

См. Фото 1. Меряем осторожно, не повредив поворотной системы измерительной головки, и запоминаем его величину. Если у вас, как и у меня, на пластинке основной шкалы есть еще и бумажная, то ее надо осторожно снять в горячей воде. Вот, что получилось, смотрим фото 2. На фото 3 показана свеженарисованная новая шкала.

Итак, открываем программу FrontDesigner_3.0, если ее у вас нет, скачиваем ее и устанавливаем.

После открытия программы перед вами появится примерно вот такое окно (скрин 1).

Щелкаем правой мышкой по активному полю 1, выбираем – «свойства». Устанавливаем размер листа, на котором будем рисовать шкалу в соответствии с ее размерами. Здесь же можно выбрать цвет листа, я выбрал белый.

Далее жмем на кнопку 2 — «Шкала» и перед нами откроется скрин 2, окно можно развернуть на весь экран.

У меня при наведении курсора на активное поле, последний принимает вид лупы с названием «Увеличивалка», если в это время нажать на левую или правую мышь, то изображение убежит и придется рисовать все сначала. Так, что примите это к сведению. Возможно это глюк только моей проги, но я уже привык.Нажимаем на кнопку 1 и в выпадающем списке выбираем «Круговая линейная шкала».

Затем жмем «параметры» (см. скрин 3)и начинаем заполнять необходимые поля. 1 – выбираем угол, на который отклоняется стрелка, как так у всех измерительных головок он равен примерно 90°, то это значение и выставляем.

Далее устанавливаем значение радиуса, которое мы измеряли и запоминали. «Линия» — ставим «да», в этом случае на рисунке будет видна дуга, на которой находятся деления. «Цент окружности» -можно тоже поставить «да» для удобства. «1.Деления.Сегменты» — Количество больших делений, у меня их десять. «Деления.Длина мм» — так как у меня шкала большая, ставлю 7мм. «Деления» — ставим «Да» — разрешаем себе нарисовать деления между большими делениями. Далее, как с большими – задаем количество маленьких делений между двумя большими — 10, ставим высоту маленьких делений – 5мм. «Поворот» нам не нужен – ставим «0». «Надписи» — ставим «Да» — это циферки над делениями. «Выс. т – та мм » — высота циферок. «Зазор» — ставлю 3мм – это расстояние между большими делениями и надписями. «Угол текст» — 0. Дальше см. по скрину. В итоге получаем шкалу, которую видите, но без надписей. Жмем на кнопку 2 – «Надписи» и смотрим на скрин 4.

Здесь все понятно, напротив номера каждого большого сегменты вписываем то, что нам надо. Далее нажимаем на зеленую галочку – «Добавить шкалу на макет», открывается опять главное окно программы, но уже с нашей шкалой – скрин 5.

Мой миллиомметр имеет два предела измерения, поэтому хотелось бы и его вывести на данную шкалу. Для этого снова нажимаем на значок «Шкала» и рисуем еще одну шкалу для другого предела (см. скрин 6).

Особенность этой шкалы состоит в том, что деления располагаются с другой стороны дуги. Это достигается тем, что перед числовым значением высоты деления ставится знак минус. И я поставил «нет» для маленьких делений. Далее жмем на зеленую галочку и уже в главном окне совмещаем две шкалы. Для облегчения дальнейшей работы включаем масштабную сетку, нажав на соответствующую кнопку – 1. После этого в соответствии с размерами нашей шкалы – фото2, чертим прямоугольник. По сторонам этого прямоугольника мы потом отрежем нужную нам часть. Теперь можно вставить нужный нам текст или значок, в этом уж сами разберетесь. Получаем скрин 7.

Далее жмем на значок принтера и печатаем шкалу. Я печатаю в основном на матовой фотобумаге для принтеров. Теперь о склейке. Сперва вырезаем по линиям прямоугольника заготовку шкалы. Затем обезжириваем алюминиевую шкалу (фото2). Наносим на обе заготовки клей ПВА. Даем чуть подсохнуть, аккуратно совмещаем обе заготовки и через фторопластовую пленку проглаживаем утюгом, имеющим температуру градусов 60С. Потом напильником (я обычно пользуюсь все время круглым, мелким) срезаем ненужную бумагу. Шилом протыкаем отверстия для крепления шкалы, собираем прибор в обратном порядке. ВСЕ. Смотрим фото 4. Ура! Чистая победа.

Да, еще чуть-чуть. Если предполагается, что прибор будет работать не только дома, но и на улице, то бумажную шкалу обязательно надо защитить слоем бесцветного лака. Я для этих целей всегда использую автомобильный бесцветный импортный лак в аэрозольной упаковке – «Body Acrylic». Успехов всем, до свидания. К.В.Ю.

Источник: www.kondratev-v.ru

Определение погрешности

Владельцев измерительных приборов интересует, прежде всего, величина максимальной погрешности, характерной для манометра. Она зависит не только от класса точности, но и от диапазона измерений. Таким образом, чтобы получить значение погрешности, нужно произвести некоторые вычисления. Например, для манометра с диапазоном измерений, равным 6 МПа, и классом точности 1,5 погрешность будет рассчитываться по формуле 6*1,5/100=0,09 МПа.

Необходимо отметить, что таким способом можно посчитать только основную погрешность.

Ее величина определяется идеальными условиями эксплуатации. На нее оказывают влияние только конструктивные характеристики, а также особенности сборки прибора, например, точность градуировки делений на шкале, сила трения в измерительном механизме. Однако эта величина может отличаться от фактической, поскольку существует также дополнительная погрешность, определяемая условиями, в которых эксплуатируется манометр. На нее может влиять вибрация трубопровода или оборудования, температура, уровень влажности и другие параметры.

Также точность измерения давления зависит от еще одной характеристики манометра — величины его вариации, которую определяют в ходе поверки. Это максимальная разница показаний измерителя, выявленная по результатам нескольких измерений.

Величина вариации в значительной мере зависит от конструкции манометра, а именно от способа уравновешивания, которое может быть жидкостным (давлением столба жидкости) или механическим (пружиной). Механические манометры имеют более выраженную вариацию, что часто обусловлено дополнительным трением при плохой смазке или износе деталей, потере упругости пружины и другими факторами.

Источник