Измерения и погрешности
Цель: Понимать, что измерение всегда имеет погрешность, выбирать диапазон и фиксировать результат вместе с единицей и условиями.
Что такое измерение
Измерение — сравнение физической величины с принятой единицей с помощью средства измерений. Число без единицы не является полноценным результатом: запись «12,4» не сообщает, измерены ли вольты, амперы или омы.
Погрешность и точность
Любое средство измерений имеет ограниченную точность. На результат влияют характеристики прибора, выбранный диапазон, состояние щупов, сопротивление контактов, температура и сама схема включения прибора. Цифровой дисплей с большим числом знаков после запятой не гарантирует такую же реальную точность.
Выбор диапазона
Если прибор не имеет автоматического выбора диапазона, начинают с диапазона, безопасного для ожидаемого значения, затем при необходимости уменьшают его для лучшего разрешения. Перед измерением неизвестного напряжения нельзя ставить заведомо малый предел. При измерении сопротивления и прозвонке цепь должна быть подготовлена и обесточена по методике.
Нагрузка измерительного прибора
Идеальный вольтметр имел бы бесконечное входное сопротивление, реальный — большое, но конечное. Амперметр, наоборот, включается последовательно и имеет малое внутреннее сопротивление. Поэтому сам прибор немного изменяет исследуемую цепь; в силовых сетях это обычно мало заметно для вольтметра, а в высокоомных электронных цепях может быть существенно.
Погрешность в реальной диагностике
Предположим, два мультиметра показывают 229,8 В и 230,6 В. Само различие 0,8 В ещё не означает неисправность одного из приборов: оно может находиться внутри допуска обоих средств измерений. Для серьёзного вывода нужно знать заявленную точность, диапазон, условия и состояние приборов.
И наоборот, измерение «0,00 Ом» при прозвонке не означает физически нулевое сопротивление: в показание входят сопротивления щупов, контактов и разрешение прибора. Перед низкоомными измерениями полезно оценить сопротивление замкнутых щупов или применить предусмотренный прибором режим компенсации.
Правильная запись
Если результат используется для официальных испытаний, применяют методику, приборы, поверку/калибровку и форму протокола, требуемые соответствующими нормативными и эксплуатационными документами.
Что нужно запомнить
- Результат измерения записывают с единицей и условиями.
- Разрешение дисплея не равно точности.
- Диапазон выбирают с учётом ожидаемого значения и безопасности.
- Измерительный прибор сам является элементом цепи и может влиять на режим.