1-3. МЕТОД НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ И МЕТОД СРАВНЕНИЯ ПРИ ИЗМЕРЕНИЯХ МОЩНОСТИ
Электрическая мощность, как и другие физические величины, может быть измерена методом непосредственной оценки и методом сравнения.
Общепринятые определения этих методов
справедливы и для измерений мощности, однако своеобразие методов и средств измерения мощности переменного тока требует уточнения некоторых положений.
Любое измерение представляет собой процесс, в ходе которого измеряемая величина (X) сравнивается с величиной известного
размера, воспроизводимой мерой
. В этом смысле любой метод измерения является методом сравнения. Непосредственное, прямое сравнение величин
имеющее место, например, при взвешивании на равноплечих весах, в практике электрических измерений встречается чрезвычайно редко. Величины
или одна из них обычно подвергаются ряду преобразований (иногда в другие физические величины), результаты которых
представленные однородными физическими величинами, сравниваются между собой.
При определении любого значения X в интервале
с помощью органа сравнения прибора устанавливается равенство
где
— коэффициент масштабного преобразования
обеспечивающий выполнение равенства (1-34).
Если в заданном интервале значений
то в соответствии с уравнением
Погрешность измерения X в этом случае определяется только погрешностями воспроизведения и масштабного преобр азования
и ограниченной чувствительностью органа сравнения. Если условие (1-35) не выполняется, возникает погрешность измерения
Для исключения
необходимо обеспечить либо идентичность функций преобразования двух измерительных преобразователей (ИП), одновременно преобразующих X и
либо стабильность функции преобразования одного ИП, поочередно преобразующего X и
в течение интервала сравнения
Последнее в равной степени относится к приборам сравнения и к приборам непосредственной оценки.
Рассмотрим с этой точки зрения электромеханический вольтметр, называемый прибором непосредственной оценки, и потенциометр постоянного тока, называемый прибором сравнения.
При градуировке вольтметра на его вход подается ряд напряжений
воспроизводимых мерой напряжения, и фиксируются отклонения указателя
Измеряемые напряжения
вызывают отклонения указателя
Совмещение указателя прибора с
отметкой шкалы соответствует тому, что
Если градуировка прибора производится перед каждым измерением (интервал
), то его погрешность определяется только погрешностью
и неточностью установления равенства
Измерение напряжения по такой методике следует рассматривать как измерение методом сравнения.
Если же градуировка вольтметра производится только при выпуске и ремонте и контролируется при периодической поверке, интервал
равен межповерочному интервалу. Погрешность измерения
вызванная изменением
в течение
в этом случае будет значительно больше, и ее предельное ожидаемое значение ограничивается классом точности прибора. Такой метод измерения принято называть методом непосредственной оценки.
Измерение
потенциометром постоянного тока производится путем сравнения этого напряжения с компенсирующим напряжением
пропорциональным
нормального элемента, являющегося мерой:
Если погрешность коэффициента деления декад потенциометра отсутствует, то погрешность измерения в основном определяется нестабильностью
т. е. нестабильностью рабочего тока
значение которого устанавливается путем сравнения
с падением напряжения
где
— сопротивление образцового резистора. В этом приборе производятся две операции сравнения:
сравнивается с
и
. Если сравнение
с напряжением
производится при каждом измерении, что и требуется при наиболее точных измерениях, погрешность прибора минимальна и метод измерения является методом сравнения. Если же допустить, что установка рабочего тока производится только при выпуске и периодической поверке, то, несмотря на сохранение компенсационного метода измерений, обеспечивающего высокую чувствительность, необходимо будет значительно снизить класс точности прибора, а метод измерения считать методом непосредственной оценки.
Наряду с рассмотренными случаями сравнения
при каждом измерении или один раз в течение межповерочного интервала, известно большое количество приборов, в которых производится калибровка через несколько минут, часов или суток по одной, нескольким или всем точкам шкалы.
Такие приборы, в рамках принятой терминологии, занимают промежуточное положение между приборами непосредственной оценки и приборами сравнения.
Из сказанного следует, что деление методов измерения и измерительных приборов на метод (приборы) непосредственной оценки и метод (приборы) сравнения весьма условно. Различие между ними состоит в основном в длительности интервала
который нельзя считать большим или малым безотносительно к стабильности функции преобразования конкретного измерительного преобразователя.
Для определенности в дальнейшем изложении к приборам сравнения отнесены наиболее точные приборы, в которых сравнение X и
производится в хбде каждого измерения. Все остальные
отнесены к приборам непосредственной оценки, для которых отдельно оговаривается периодичность калибровки и ее влияние в зависимости от вида измерительного преобразователя мощности и его свойств.