1.4.1 Предел измерения.Пределом измерения электроизмерительного прибора называется максимальное значение измеряемой физической величины xПР,, которое вызывает отклонение указателя шкалы прибора на всю шкалу.
В простейшем случае пределы измерений указываются градуировкой шкалы прибора. У приборов с неравномерной шкалой рабочий участок шкалы отмечается точками. У приборов с несколькими пределами измерений (многопредельных или многошкальных) верхний предел измеряемой величины указывается у соответствующей клеммы или на переключателе, в этом случае цену деления необходимо вычислять для каждого предела (или шкалы).
1.4.2 Точность. Точность электроизмерительных приборов не может быть однозначно установлена абсолютной или относительной погрешностью измерения. Абсолютная погрешность не определяет точность, относительная же зависит от значения измеряемой величины, т.е. различна для различных участков шкалы прибора.
Для характеристики точности прибора используется приведенная погрешность (). Приведенная погрешность определяется отношением абсолютной погрешности прибора x к максимальному (предельному) значению измеряемой величины xПР. Величина приведенной погрешности, выраженная в процентах, называется классом точности прибора.
(8)
Класс точности прибора обязательно указывается на шкале прибора.
Электроизмерительные приборов согласно ГОСТ 23217-78 могут иметь следующие классы точности: 0,05; 0,1; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.
Все выпускаемые приборы в зависимости от класса точности классифицируются следующим образом:
0.05; 0.1; 0.2 — образцовые приборы, применяемые для проверки и градуировки рабочих приборов;
0.5; 1.0 — лабораторные приборы массового употребления;
1.5; 2.5; 4.0 — технические приборы.
Приборы более низкой точности служат для оценочных измерений и называются обычно указателями.
1.4.3 Чувствительность. Чувствительность — это способность прибора реагировать на изменение измеряемой величины, т.е. величина, которая показывает на сколько делений n перемещается указатель прибора при изменении значения измеряемой величины x на единицу:
(9)
Единицы измерения чувствительности зависит от рода измеряемой величины (дел./В, дел./А и т.д.).
1.4.4 Цена деления прибора. Цена деления прибора — это основная его характеристика, которая определяет правильность снятия численного значения измеряемой величины. Цена деление численно равна значению измеряемой величины x , вызвавшей отклонение указателя прибора на одно деление шкалы ( измеряется в В/дел., А/дел. и т.д.).
(10)
Таким образом: цена деления – это количество измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы прибора.
Сравнивая (9) и (10) можно заметить, что цена деления — это величина обратная чувствительности:
1.4.5 Быстродействие. Быстродействием называется время необходимое для измерения данной физической величины. Чаще всего это время определяется временем успокоения измерительного механизма.
1.4.6 Надежность. Надежность прибора — способность работать нормально в течение определенного времени при определенных эксплуатационных условиях, определяемых группой прибора.
Основными характеристиками электроизмерительных приборов являются: функция преобразования, чувствительность, порог чувствительности, диапазон измерений, область рабочих частот, класс точности, потребляемая мощность, быстродействие, входное сопротивление.
Чувствительность измерительного прибора определяется из уравнения преобразования и равна отношению изменения сигнала 
на выходе прибора к его изменению 
на входе:
.
Обратная чувствительности величина 
является ценой деления.
Порог чувствительности − минимальное значение входной величины, которое можно обнаружить с помощью данного прибора.
Диапазон измерений − область значений измеряемой величины, для которой показания прибора соответствуют его классу точности.
Диапазон измерений может состоять из нескольких поддиапазонов.
Область рабочих частот – полоса частот, в пределах которой погрешность измерительного прибора, вызванная изменением частоты, соответствует паспортному значению.
Класс точности − обобщенная характеристика, определяемая пределами допустимых основных и дополнительных погрешностей.
Класс точности 
− отношение абсолютной погрешности 
к предельному значению шкалы прибора 
:
.
Следует отличать класс точности прибора от его относительной погрешности, определяемой по формуле
,
где 
− среднее значение измеряемой величины.
Пример.
Пусть ток 50 мА измеряем миллиамперметром класса точности 
= 1 со шкалой 
= 150 мА. Это означает, что абсолютная погрешность прибора:
.
Следовательно, относительная погрешность нашего измерения:
,
а не 0,5 %, как если бы мы измеряли ток 150 мА.
Из данного примера видно, что для проведения измерения с выcокой точностью следует подобрать такой прибор (или предел на многопредельном приборе), чтобы измеряемая величина составляла 70-90 % предельного значения шкалы.
Основные параметры измерительного прибора указаны на шкале прибора (рис. 4.8) или приводятся в паспортных данных.
Рис. 4.8. Миллиамперметр четырехпредельный
Условные обозначения, нанесенные на его шкале, показывают, что прибор магнитоэлектрической системы 
для измерения постоянного тока (–) при горизонтальном 
расположении шкалы, предназначен для закрытых сухих неотапливаемых помещений (Б), относительная (приведенная) погрешность составляет 1% (класс точности 1), измеряемая цепь изолирована от прибора и испытана напряжением 2 кВ 
, отклонение стрелки происходит при пропускании тока 3 мА, модель прибора М45М, прибор изготовлен в 1968 г., заводской номер № 216478, в соответствии с ГОСТ 8711-60.
4.7. Определение цены деления многопредельных
приборов
Шкалы приборов имеют деления. Для перевода числа делений в единицы измеряемой величины необходимо отсчет по шкале умножить на цену деления шкалы для данного предела измерения.
Если прибор однопредельный, то цена деления прибора – неизменная величина. Если прибор многопредельный, то каждое переключение регулятора пределов вызывает изменение цены деления шкалы прибора.
Цена деления – это число единиц измеряемой величины, приходящееся на одно деление шкалы.
Чтобы определить цену деления шкалы, нужно предел измерения прибора (к которому подключен прибор) разделить на общее число делений шкалы:
,
где 
– предельное значение измеряемой величины;
– максимальное число делений шкалы.
Пример.
Пусть имеется четырехпредельный миллиамперметр рис. 4.8 со шкалой на 
= 75 делений и с пределами измерений, указанными в табл. 4.1. Если предельное значение силы тока 
= 150 мА, то в этом случае цена деления шкалы: 
=150/75 = 2 мА/дел.
Зная цену деления 
, можно легко пересчитать наблюдаемое отклонение стрелки прибора 
в измеряемую величину 
. Например, если 
= 2 mA/дел, а показание прибора 
= 63 деления шкалы, то измеряемый ток 
= 63·2 = 126 мА.
Таблица 4.1. Определение цены
деления многопредельных приборов
| Диапазон | Предел измерений  , мА |
Цена деления  |
| I | 0 – 150 | 150/75 = 2 |
| II | 0 – 75 | 75/75 = 1 |
| III | 0 – 15 | 15/75 = 0,2 |
| IV | 0 – 3 | 3/75 = 0,04 |
Например, если упомянутый выше прибор переключили на предел измерения 0 – 75 мА, то цена деления уже составит 75/75 = 1 мА/дел. Режим 
самый удобный для измерений, но измерение тока на этом пределе в данном случае производить нельзя, т. к. величина тока 126 мА выше предельно допустимой 75 мА.
4.8. Маркировка электроизмерительных приборов,
наносимые условные обозначения
Тип электромеханических измерительных приборов (ИП) указывается на циферблате. Он состоит из прописной буквы и нескольких цифр, отражающих шифр завода – изготовителя и номер конструктивной разработки, например Д566. Буква, с которой начинается обозначение, указывает способ создания вращающего момента электромеханического измерительного прибора, определяющий его название (табл. 4.2):
Д – электро- и ферродинамический;
Р – меры и измерительные преобразователи.
Таблица 4.2. Обозначение типа измерительного механизма
| Наименование | Условное обозначение на приборе |
| Магнитоэлектрический прибор с подвижной рамкой |  |
| Магнитоэлектрический прибор с подвижным магнитом |  |
| Электромагнитный прибор |  |
| Электродинамический прибор |  |
| Ферродинамический прибор |  |
| Электростатический прибор |  |
| Индукционный прибор |  |
| Выпрямительный прибор с магнитоэлектрическим измерительным механизмом |  |
| Прибор с цифровым отсчетом |  |
Каждый прибор имеет следующие обозначения (на лицевой стороне, на корпусе и у зажимов): обозначение единиц измеряемой величины (для приборов с именованной шкалой) или наименование прибора; обозначение класса точности прибора, условное обозначение системы прибора и вспомогательной части, с которой градуировался прибор; условное обозначение испытательного напряжения изоляции измерительной цепи по отношению к корпусу; условное обозначение рабочего положения прибора, если это положение имеет значение; степени защищенности от влияния магнитных и электрических полей; товарный знак завода-поставщика; условное обозначение типа прибора; год выпуска; заводской номер (табл. 4.3-4.8).
Таблица 4.3. Обозначение единиц измерения
| Наименование | Условное обозначение на приборе |
| Килоампер | kA |
| Ампер | A |
| Миллиампер | mA |
| Микроампер | µA |
| Киловольт | kV |
| Вольт | V |
| Милливольт | mV |
| Мегаватт | MW |
| Киловатт | kW |
| Ватт | W |
| Герц | Hz |
| Мегаом | MΩ |
| Килоом | KΩ |
| Ом | Ω |
| Милливебер | mWb |
Таблица 4.4. Обозначение рода тока
| Наименование | Условное обозначение на приборе |
| Ток постоянный |  |
| Ток переменный (однофазный) |  |
| Ток постоянный и переменный |  |
| Ток трехфазный |  |
Таблица 4.5. Безопасность
| Наименование | Условное обозначение на приборе |
| Испытательное напряжение 500 В |  |
| Измерительная цепь изолирована от корпуса и испытана напряжением, например, 2 кВ |  |
| Измерительный прибор, не подвергаемый испытанию высоким напряжением |  |
| Стрела, предупреждающая от опасности прикосновения |  |
Таблица 4.6. Рабочее положение
| Наименование | Условное обозначение на приборе |
| Горизонтальное положение шкалы | |
| Вертикальное положение шкалы |  |
| Наклонное положение шкалы под углом к горизонту, например, 60º |  |
Таблица 4.7. Класс точности прибора
| Наименование | Условное обозначение на приборе |
| По приведенной погрешности | 1,5 |
| По нормированной погрешности в процентах от длины шкалы |  |
| По относительной погрешности |  |
Таблица 4.8. Общие условные обозначения
| Наименование | Условное обозначение на приборе |
| Отрицательный зажим |  |
| Положительный зажим |  |
| Генераторный зажим (для ваттметров) |  |
| Зажим общий (для комбинированных приборов) | |
| Зажим для заземления |  |
| Зажим, соединенный с корпусом |  |
| Экран магнитный |  |
| Экран электростатический |  |
| Корректор |  |
4.9. Условные графические обозначения
в электрических схемах
Условные графические обозначения общего применения широко используются при выполнении различных структурных и принципиальных схем для повышения их информативности.
Принципиальные схемы выполняют две основные функции:
· Показывают, как воспроизвести схему.
· Дают общую информацию о принципах функционирования и составе схемы, что, безусловно, помогает понять принципы работы устройства.
В современных электрических схемах используются сотни различных символов. Все символы можно условно разделить на 4 категории:
· Простейшие схемотехнические символы: шасси и заземления, точки пересечения и соединения, входы и выходы.
· Электронные радиоэлементы: резисторы, диоды, транзисторы, катушки и конденсаторы.
· Логические элементы: элементы И, ИЛИ, И-НЕ и ИЛИ-НЕ, инверторы.
· Другие символы: ключи, лампы и другое оборудование.
Часто встречающиеся обозначения в электрических схемах физической лаборатории приведены в табл. 4.9. Рядом с условными обозначениями встречаются буквенные обозначения, используемые в радиотехнических схемах.
Таблица 4.9. Обозначения в электрических схемах
Характеристики ИП можно условно разбить на две группы:
– технические характеристики – характеристики не влияющие на точность измерений. Они позволяют установить назначение ИП, область его применения, оценить надежность ИП и его эксплуатационные возможности (время установления рабочего режима, продолжительность непрерывной работы, устойчивость к внешним воздействиям и т.п.).
Тест на внимательность Только 5% пользователей набирают 100 баллов. Сколько баллов наберешь ты?
– метрологические характеристики – это характеристики, влияющие на результаты и погрешность измерений.
Назначение ИП — это качественная характеристика, показывающая, для измерения каких физических величин он предназначен.
Область применения — это количественная характеристика, определяемая диапазонами возможного изменения измеряемых величин, неизмеряемых величин (неинформативные параметры входного сигнала ИП) и влияющих величин (климатические, механические и другие воздействия), в которых нормированы метрологические характеристики ИП.
Надежность — это количественная характеристика, определяющая свойства ИП выполнять заданные функции, сохраняя свои характеристики в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени. Основным показателем надежности является наработка на отказ.
Эксплуатационные параметры – требования к ним регламентируются ГОСТ 22261-94.
Функция преобразования (статическая характеристика преобразования) – функциональная зависимость между информативными параметрами выходного Y и входного X сигналов средства измерений:
Функцию преобразования, применяемую для СИ (типа) и установленную в нормативной документации на данное средство измерения (тип), называют номинальной статической функцией преобразования средства измерения (типа).
Чувствительность – это отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора 
к вызвавшему его изменению измеряемой величины 
.
.
.
Величина, обратная чувствительности называется постоянной прибора или ценой деления его шкалы:
.
Предельная чувствительность – минимальная величина исследуемого сигнала, подаваемого на вход прибора, которая необходима для получения отсчета с погрешностью, не превосходящей допустимую. Ее выражают в единицах исследуемого сигнала.
Порог чувствительности (порог реагирования) – наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает изменение показания прибора, обнаруживаемое наблюдателем при нормальном для данного прибора способе отсчета, т.е. без дополнительных устройств. Он также выражается в единицах измеряемой величины.
Разрешающая способность – минимальная разность двух значений измеряемых однородных величин, которая может быть различима с помощью прибора.
Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допустимые погрешности измерительного прибора.
Пределы измерений – это наименьшее Xmin и наибольшее Xmax значения диапазона измерений.
Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная ее начальным и конечным значениями. Этот диапазон может быть шире диапазона измерений.
Длина деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок. Шкалы бывают равномерные, практически равномерные, степенные и существенно неравномерные.
Отсчет – число, определенное по отсчетному устройству прибора.
Показание ИП – значение измеряемой величины, определяемое по отсчетному устройству прибора и выраженное в принятых единицах этой величины.
