«Наука начинается ... с тех пор,
как начинают измерять; точная
наука немыслима без меры».
Д. И. Менделеев
Не успели Вы толком родиться, как Вас тут же начали измерять: длина, вес. Да и потом, всю жизнь Вас будет преследовать всё те же: длина и вес. Правда длины кому-то стало маловато, да и вес уже не радует? Какая бы наука (кроме гуманитарных) не считала себя самой главной, самой основной, но? Но над всеми и всегда будет главенствовать другая и как бы незаметная наука о измерениях — МЕТРОЛОГИЯ!
Термин метрология образован из двух греческих слов: «метрон» — мера и «логос» — учение.В дословном переводе — наука об измерениях. Для жителей ПРОЗЫ на этом можно и поставить точку. А, так-как мы всё время говорим об электричестве и радиотехнике, то и под измерениями будем понимать именно ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЯ.
Устройство, прибор, узел, цепь или деталь, в которых нужно произвести какие-либо измерения называется ИЗМЕРЯЕМЫМ. Устройство, прибор или схему при помощи которых будут проводиться эти измерения называют ИЗМЕРИТЕЛЬНЫМ. Электрорадиоизмерения предопределяют много чего интересного, но мы будем рассматривать только основное. То, что Вам может встретиться в жизни, либо может быть хотя бы интересным?.. Радиотехнические виды измерений, это те же, что и электротехнические, где-то в чём-то? Основное отличие это использование в электротехнике: высокие напряжения, токи и очень низкой частоты переменного напряжения, всего лишь 50 Гц! Частота где многие вещи столь незначительны, что их просто не учитывают...
Радиотехнические же измерения, наоборот связаны в основном с высокими и очень высокими частотами. Низкие это грубо говоря звуковые и очень Вам понятные. А высокие, это те на которых работают (работали) радиовещательные станции. Радиостанции связи, радиолокации и навигации... И чем дальше в лес тем, больше дров и тем выше частоты начинают применять везде и всюду! Чем выше частоты, тем больше проблем для всех и конечно для измерителей... О проблемах мы поговорим по мере разбора видов радиоизмерений, а пока остановимся на главном. На том, что объединяет как электро так и радиоизмерения, да и вообще всё, что измеряется?.. Это точность измерения и соответственно такое понятие как ошибка, погрешность этого самого измерения.
Все, все измерения можно свести к одной простенькой формуле на примере знакомого многим, — U = 220В. Здесь U — измеряемая величина (напряжение). В — единица измерения (Вольт). 220 — числовое значение измеряемой величины (напряжения). А далее уже можно поговорить и о точности и о погрешности измерений.
Посмотрите на рисунок, левый блок. Это формулы в очень ограниченном объёме всей это науки о погрешностях... А, там?.. Тёмный лес... Итак, рис1, Y — абсолютная погрешность. Uпр — показания прибора (измерительного). Uист — действительное (истинное) значение. При очень точных измерениях вводят поправку рис2. В таком случае истинное значение будет рис3. Поправки на все случаи жизни прилагаются к приборам в виде таблиц или графиков. Но такие вот страсти-мордасти нам особо не грозят!
Наибольшая АБСОЛЮТНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ, на которую может соврать прибор и называется ДОПУСТИМОЙ. Такая указывается в документации к приборам и для разных случаев может быть разной. Но в практике ещё фигурирует и так называемые, ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ. Их три. На рис4, — ИСТИННАЯ ПОГРЕШНОСТЬ. Y — АБСОЛЮТНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ. Uист — действительное (истинное) значение. Рис5, — НОМИНАЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ. Uпр — показания прибора (измерительного). И наконец на рис6, — ПРИВЕДЁННАЯ ПОГРЕШНОСТЬ. Uмакс — максимальное возможное показание прибора. Думаю, что это относится к конкретной шкале, если их несколько?!
На рис7,8 показаны примеры определения истинных погрешностей при измерении разных напряжений: 10 и 117В. на ОДНОЙ ШКАЛЕ. Как видите разница в погрешности большая! Так, чтобы проводить измерения с большей точностью, измерять нужно у конца шкалы, если их несколько?! В смысле подбирать такой диапазон (шкалу) измерений в котором предполагаемое значение находится в конце шкалы. Поэтому в нашем примере скажем со шкалой до 120В. Предполагаемое напряжение в 10В нужно измерять в диапазоне измеряемых напряжений хотя бы 30В.
В измерениях существует, правда не для всех видов такое понятие как класс прибора. И присваивается к нему не за красоту или дизайн, а за точность измерений класс непосредственно связан с приведённой погрешностью! На рис9 как раз и показаны соотношения приведённой погрешности в процентах к классу прибора. По-русски, значение приведённой погрешности без знака процентов и есть КЛАСС ПРИБОРА! Наверняка цифры округляют???
В центре рисунка, вертикальный блок, условные обозначения касающихся измерительных приборов.
1 — МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ система.
2 — ЭЛЕКТРОМАГНИТНАЯ.
3 — ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКАЯ.
4 — ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ.
5 — ВИБРАЦИОННАЯ.
6 — ДЕТЕКТОРНАЯ.
7 — рабочее положение прибора (шкалы). На рис7а — ВЕРТИКАЛЬНОЕ. На рис7b — ГОРИЗОНТАЛЬНОЕ.
8 — положение под определённым углом (на картинке 60°) к горизонтальной плоскости.
9 — испытательное напряжение изоляции в кВ. Есть три варианта. 1) если звезда без цифр, — испытательное напряжение 0,5 кВ. Цифры 2; 5..., — испытательное напряжение как раз и соответствует 2 или 5 кВ. Если внутри звезды ноль, то прибор не подлежит испытанию.
10 — изоляция прибора испытана (указывается напряжение в кВ.). Такая же «молния» красного цвета на корпусе прибора говорит о том, что нужно быть осторожным! Прочность изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу не соответствует нормам!
В правом блоке рисунка классификация радиоизмерительных приборов. Вообще-то всего групп 19. Я же Вам показал только те о которых мы и будем в дальнейшем говорить. Кроме того вообще-то каждая группа делится на подгруппы. В полной таблице классификаций, в каждой группе от трёх до 13 подгрупп. Как пример подгруппы в группе измерительных генераторов [Г].
Г3 — генератор низкой частоты (как бы звуковой?).
Г4 — генератор высокочастотный, стандартных сигналов.
Г5 — генератор импульсов и тд. По мере знакомства Вы узнаете и другие премудрости! Вся система классификаций появилась лишь в 1960 году. А до того, каждая контора клепала приборы кто во, что горазд?! И не сразу поймёшь для чего он и из какой, такой «ОПЕРЫ»? Вполне возможно Вы можете встретить приборы со старыми обозначениями шестидесятых годов выпуска 61, 62... Это всего лишь инертность системы и ничего личного?!