Методические погрешности. 
Электротехника и электроника. 
Том 3. Основы электроники и электрические измерения

При проведении измерений необходимо учитывать методическую погрешность измерения, связанную с влиянием энергопотребления измерительной цепью. Включение измерителя в цепь для измерения может привести к заметному изменению измеряемой величины.

Например, включение амперметра в измерительную цепь увеличит сопротивление ветви и уменьшит ток в ней. Для оценки дополнительной систематической погрешности обратимся к схемам на рис. 6.1.2.

Рис. 6.1.2. К расчету методической погрешности измерения тока На схеме рис. 6.1.2, а показана эквивалентная схема замещения цепи с ветвью R_} в которой надо измерить ток I. В этой схеме имеется эквивалентный источник с ЭДС Е и внутренним сопротивлением R_mi. Истинное значение тока / равно.

Для измерения этого тока в ветвь включают амперметр А, имеющий сопротивление R_a (рис. 6.1.2, 6). Эквивалентная схема замещения этой цепи на рис. 6.1.2, в содержит Е_ж = Е> 7?_ж = R_nu + R и R_A. Отсюда ток амперметра равен.

Методическая абсолютная погрешность АI равна Относительная ошибка.

где r_A = R_a/R_3K — относительное сопротивление амперметра.

При г_А <0,1 имеем 8/ ~ г_А.

Упражнение 6.1.2.

Определить допустимое входное сопротивление амперметра при R_3K = = 100 Ом, если методическая относительная ошибка не должна превышать 5%.

Аналогичным образом можно найти выражение для относительной методической погрешности, вызванной подключением вольтметра параллельно приемнику R (см. рис. 6.1.2, а) В этом случае R_IK = 1/(1 /R_m + 1 //?), r_v = R_V/R.,_K, At/ = U — U_v. Отсюда следует.

Упражнение 6.1.3.

Определить допустимое входное сопротивление вольтметра при R_IK = 100 Ом, если методическая относительная ошибка 5₍, не должна превышать 5%.

При измерении мощности входные сопротивления ваттметра по токовому порту и порту напряжения должны удовлетворять рассмотренным требованиям для амперметра п вольтметра соответственно. Активная мощность равна произведению тока на напряжение (Р = UI). Полагая, что измерения выполняются при малых погрешностях, абсолютную погрешность АР можно выразить через полный дифференциал:

Отсюда относительная погрешность 6Р

Электромеханические измерительные приборы требуют для работы много энергии и малоприменимы в цепях с малыми токами и напряжениями. Представленный анализ методических погрешностей амперметра и вольтметра показывает, что амперметр должен иметь малое сопротивление и, следовательно, малое напряжение. Вольтметр должен иметь большое сопротивление, т. е. маленький ток. Таким образом, методические погрешности малы, когда мощность измерительного прибора мала. Это противоречие разрешается в электронных измерительных приборах, в которых информационные сигналы обрабатываются с использованием энергии дополнительных источников.

Все электроизмерительные приборы должны подвергаться регулярным поверкам в специальных органах, на основании которых аттестуются для определенной области применения. Обычно поверка производится методом сравнения показаний образцового прибора с более высоким классом точности и поверяемого прибора.