Введение

Целью дисциплины «Методы электрических измерений» является изучение принципа работы и основ применения измерительной техники с учетом системы нарастающего и поэтапного формирования у студентов соответствующих знаний, умений и навыков.

Основные задачи изучения дисциплины определяются требованиями к подготовке инженеров специальности 1-360402, установленными квалификационными характеристиками.

В результате изучения дисциплины учащиеся должны:

знать:

• основные принципы, методы и средства измерений электрических величин;

• принципы построения и структурные схемы конкретных типов современных электроизмерительных приборов, установок и систем общего и специального назначения;

• Государственную систему стандартизации и сертификации, основные категории и виды стандартов, установленные в Республике Беларусь;

• основы теорий погрешностей и метрологического обеспечения разработки, производства, эксплуатации и качества изделий радиоэлектроники;

• современное состояние и перспективы развития измерительной техники;

уметь:

• эффективно пользоваться стандартами всех категорий и видов, правильно применять основные методы стандартизации;

• самостоятельно разбираться в новых вопросах метрологии и радиоизмерительной технике;

• пользоваться каталогами и справочной литературой;

• технически правильно выбирать метод измерений и измерительную аппаратуру для решения практических измерительных задач;

• методически правильно выполнять измерения, оценивать точность и оформлять результаты измерений;

• грамотно эксплуатировать применяемую электроизмерительную аппаратуру;

иметь представление:

• об эталонах единиц электрических величин и о Государственной системе обеспечения единства измерений (ГСИ) на их основе;

• об основных направлениях автоматизации измерений;

• об основных принципах построения информационно-измерительных систем и комплексов.

Дисциплина «Методы электрических измерений» тесно связана с другими дисциплинами специальности 1-360402. Ее материал базируется на знаниях физики, математики, электротехники и др. Знания, полученные при изучении данного курса, должны эффективно использоваться при изучении специальных дисциплин.

Основной формой изучения дисциплины является самостоятельная работа студентов с литературой. Осваивать материал следует по темам, придерживаясь рекомендованной в учебной программе последовательности. Изучение необходимо сопровождать составлением краткого конспекта, что улучшает усвоение материала, помогает при решении домашней контрольной работы, облегчает выполнение лабораторных работ и сдачу экзамена по дисциплине.

Содержание дисциплины Раздел 1. Основы метрологии измерений

Тема 1.1. Измерения

Краткий исторический обзор развития метрологии и измерительной техники. Роль измерений в науке, технике и народном хозяйстве. Основные термины и определения в области метрологии измерений. Вопросы охраны труда при измерениях.

Основные понятия о метрологии. Определения

Понятие об единице величины и измерении. Понятие о шкалах измерений. Размерность величин. Систематизация физических величин.

Классификация измерений. Прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения. Классификация методов прямых измерений.

Виды погрешностей измерительных приборов. Классы точности измерительных приборов.

Элементарные и комплексные средства измерений. Воспроизведение величины заданного размера. Мера. Однозначные и многозначные. Понятие о масштабном и измерительном преобразователе. Устройство сравнения.

Тема 1. 2. Обработка результатов измерений

Факторы, влияющие на погрешности измерений. Классификация погрешностей. Погрешности измерений. Понятие результата измерений. Абсолютная и относительная погрешность. Систематические погрешности и их разновидности (аппаратурные, субъективные) Постоянные и переменные систематические погрешности.

Случайные погрешности. Закономерности распределения случайной погрешности (нормальное распределение, равномерное распределение). Истинное и действительное значение величины. Оценка среднеквадратического отклонения среднеарифметического (действительного) значения величины. Доверительный интервал и доверительная вероятность. Грубые погрешности.

Суммирование погрешностей. Погрешности косвенных измерений. Вычисление абсолютных и относительных погрешностей.

Расчеты погрешности при многократных наблюдениях прямых и косвенных измерений.

Раздел 2 методы и приборы электрических измерений

Тема 2.1. Аналоговые электроизмерительные приборы

Особенности электроизмерений. Классификация средств измерений (СИ) электрических величин и принятая система их обозначений. Технические и метрологические характеристики СИ, их нормирование.

Основные сведения о средствах электрических измерений. Понятие об образцовом и рабочем средстве измерений. Источники коллибровочных измерительных сигналов.. Приборы для измерения характеристик параметров цепей.

Измерительные преобразователи. Электромеханические, термоэлектрические, выпрямительные, аналого-цифровые преобразователи. Масштабные преобразователи: делители напряжений и их разновидности и назначения. Аттенюаторы (ослабители). Измерительные трансформаторы. Измерительные усилители

Измеряемые параметры переменного тока и напряжения. Классификация приборов. Общие сведения об электромеханических приборах. Магнитоэлектрические, электромагнитные и электродинамические приборы. Виды отсчетных шкал.

Измерение тока, подгруппы амперметров. Шунты. Выпрямительные миллиамперметры. Термоэлектрические приборы.

Измерение напряжения, подгруппы вольтметров. Добавочные резисторы. Аналоговые электронные вольтметры..