Методы измерения напряжения и тока

Для измерения напряжения и тока в настоящее время в основном используют метод непосредственной оценки и метод сравнения.

При методе непосредственной оценки численное значение измеряемой величины определяется непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора, отградуированному в единицах измеряемой величины. Это наиболее распространенный и наиболее оперативный метод измерения.

Метод сравнения — метод измерения, при котором измеряемая величина^{сравнивается} с одноименной величиной X_обр, воспроизводимой образцовой мерой. Процедура сравнения обычно сводится к получению разности (иногда отношения) между величинами X и X_o6p. При этом на два входа сравнивающего устройства поступают сигналы Xи Х_обр, а на его выходе получают результат сравнения.

Метод непосредственной оценки

Как уже отмечалось выше, метод непосредственной оценки наиболее оперативный и реализуется с помощью прямопоказываюгцих приборов.

Вольтметр подключается параллельно участку цепи, на котором необходимо измерить напряжение (рис. 5.2, а), амперметр включается последовательно с участком цепи (рис. 5.2, б), в котором необходимо измерить силу тока.

Рис. 5.2. Схема измерения методом непосредственной оценки: а — напряжения; б — тока Измерение напряжений и тока всегда сопровождается погрешностью, величина которой зависит от внутреннего сопротивления вольтметра R_vw амперметра R_A. Включение вольтметра и амперметра в исследуемую цепь искажает режим работы этой цепи.

Например, напряжение на резисторе R₂ до включения вольтметра (см. рис. 5.2, а)

Напряжение на этом же резисторе после подключения вольтметра.

Абсолютная погрешность измерения в данном случае тем больше, чем меньше сопротивление вольтметра:

Относительную погрешность измерения напряжения можно выразить также через мощность Р_у, потребляемую вольтметром, и мощность цепи Р:

Следовательно, погрешность от искажения режима работы цепи при измерении напряжений тем меньше, чем меньше мощность Р_у, потребляемая из цепи, и сопротивление R_t.

При непосредственной оценке тока результат измерения, как и при измерении напряжения, сопровождается погрешностью, величина которой зависит от внутреннего сопротивления амперметра R.,.

Так, например, включение амперметра в цепь, изображенную на рис. 5.2, б, приведет к тому, что вместо тока / = U/R, который протекал в цепи до включения амперметра, будет протекать ток.

Г = u/(R_n + r_a).

Погрешность Д = Г — / тем больше, чем больше сопротивление амперметра R_A. Относительная погрешность измерения тока в этом случае

Отношение сопротивлений можно заменить отношением мощности Р_л, потребляемой амперметром, к мощности в самой цепи Р:

Таким образом, погрешность измерения тем меньше, чем меньше R_a, т. е. чем меньше мощность, потребляемая амперметром Р_А, по сравнению с мощностью потребления цепи, в которой осуществляется измерение.