7067

Определение основных показателей погрешности вольтметра

Лабораторная работа

Физика

Определение основных показателей погрешности вольтметра 1. Цели работы: - ознакомление с принципами измерений напряжений в электрических цепях - приобретение навыков по установлению рабочих метрологических характеристик прибора при измерении ...

Русский

2013-01-14

46.53 KB

72 чел.

Определение основных показателей  погрешности вольтметра

1. Цели работы:

- ознакомление с принципами измерений напряжений в электрических цепях;

- приобретение навыков по установлению рабочих метрологических характеристик прибора при измерении напряжений.

2. Общие сведения. Метод и средства для измерения напряжения.

При измерении напряжения используют прямые и косвенные способы.                        Прямые измерения основаны на сравнении измеряемой величина с мерой этой величины или на непосредственной оценке измеряемой величины по отчетному устройству измерительного прибора. Косвенные измерения основаны на прямых измерениях другой величины, функционально связанной с измеряемой величиной.

Основные метрологические характеристики приборов для измерения напряжения: диапазон измерения напряжения, погрешности измерения.

Диапазон измерений представляет собой область значений напряжения, измеряемых прибором с нормированной погрешностью.

Для многопредельных приборов диапазон измерений указывают на каждом пределе с различной нормированной погрешностью.

Переключение пределов измерений производится вручную или автоматически. Способность приборов работать при сигналах, превышающих предел измерения, называют их перегрузочной способностью. Перегрузочная способность современных цифровых вольтметров достигает 300%.

Различают полный и рабочий диапазоны измерений. Полный диапазон определяют по формуле

                                                    ,                                                             (1)

где    и     максимальное и минимальное значения измеряемого напряжения.

Если эти максимальное и минимальное значения измеряемого напряжения определяются  с заранее установленными погрешностями, то используют понятие рабочего диапазона,   который обычно меньше полного диапазона.                                                                                                           

                                                                                                                        (2)

Погрешность измерений является основной метрологической характеристикой прибора. Различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности приборов.

Абсолютная погрешность U определяется разностью между показанием прибора Uпр  и истинным значением измеряемого напряжения  Uиcт:   

                                                          U=Uпр -Uист                                                                              (3) 

Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой П=-.

Относительная погрешность    определяется отношением абсолютной погрешности   к истинному значению измеряемого напряжения Uист и выражается в процентах

                                                                             

                                                                                                                                                                                   (4)

Относительная погрешность зависит от значения измеряемого напряжения и с уменьшением напряжения увеличивается.

Приведенная погрешность п определяется отношением абсолютной погрешности к некоторому нормирующему значению Uнорм напряжения и выражается в процентах

                                            100 %                                            (5)

 

В качестве нормирующего напряжения принимают предельное значение шкалы приборов с односторонней шкалой или сумму предельных значений шкалы для приборов с двухсторонней шкалой. Приведенная погрешность не зависит от значения измеряемого напряжения.

3. Программа работы:

- показать величины  полного и рабочего диапазона измерений изучаемого прибора;

-определить основные характеристики погрешности прибора;

- найти вариации показаний и поправки к показаниям прибора;

- сделать заключение о возможности эксплуатации прибора.

 

4. Порядок выполнения работы.

4.1. Определение основной погрешности, вариации показаний, поправки прибора выполняется по схеме, изображенной на рис. 1. В качестве поверяемого прибора используется стрелочный вольтметр типа Э-352, а в качестве образцового применен цифровой вольтметр типа В7-38.

4.2. Перед проведением измерений провести следующие действия:

- прибор В7-38 включить в сеть и выждать 10…15 мин:

- произвести установку нуля и калибровку вольтметра Э-352 в соответствии с инструкцией по пользованию прибором;

- выполнить установку нуля вольтметра Э-352, пользуясь корректором.

4.3. Для выполнения работы поверяемый вольтметр Э-352 установить на диапазон 15 В и измерить напряжение на всех оцифрованных делениях шкалы, изменяя входное напряжение регулируемого источника ТЕС-13.

 Измерение напряжения на каждом оцифрованном делении шкалы МПЛ-46 производят дважды:

- один раз при возрастании напряжения (показания  Uспр ,В );  

-  второй раз при убывание напряжения (показания Uсобр,В).  

Значение напряжения, полученные на каждом делении шкалы стрелочного вольтметра рассчитываются по формуле (1)

                                                                                                     (1)

Одновременно с этим на  цифровом вольтметре В2-23 необходимо зафиксировать соответствующие показатели напряжения  Uцпр и  Uцобр.   При этом следует выбрать поддиапазон вольтметра, обеспечивающий при измерениях не менее трех значащих цифр.

Среднее значение, полученное с помощью образцового вольтметра,  рассчитывается по формуле (2)

                                                                                                     (2)

Результаты измерений по показаниям поверяемого прибора и образцового вольтметра занести в форму 1.

4.  По данным измерений рассчитать все  остальные метрологические характеристики  поверяемого прибора. 

Результаты расчетов занести в форму 1.

Измеряемые величины

Харак-

терис-тики

№ измерений

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Показания  

поверяемого

прибора, в   

Uспр

0,9

2

2,99

3,98

4,99

5,98

6,99

7,96

8,98

9,95

10,98

12

12,97

13,96

15

Uсобр

0,9

2

3

3,99

5

5,99

6,99

7,97

9

9,97

10,98

12

12,98

13,99

15

Показания

образцового прибора, В

Uцпр

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

Действительн.

значение,  В

UЦсредн

0,9

2

2,995

3,985

4,995

5,985

6,99

7,965

8,99

9,96

10,98

12

12,975

13,975

15

Погрешность

U

-0,1

0

-0,005

-0,015

-0,005

-0,015

-0,01

-0,035

-0,01

-0,04

-0,02

0

-0,025

-0,025

0

,%

11,1

0

0,2

0,25

0,1

0,25

0,14

0,44

0,11

0,4

0,18

0

0,19

0,18

0

п ,%

0,1

0

0,17

0,38

0,1

0,25

0,14

0,44

0,11

0,4

0,18

0

0,19

0,18

0

Поправка, В

П

0,1

0

0,005

0,015

0,005

0,015

0,01

0,035

0,01

0,04

0,02

0

0,025

0,025

0

Форма 1.

  Расчет погрешности измерений выполнить по формулам:
Абсолютная погрешность U=  UcСРЕДН - UЦсредн               

Относительная погрешность =(U/ UЦсредн)*100%,
Приведенная погрешность п= (U/ Uном) *100%,

где Uном=15 В – номинальное значение поверяемого напряжения.

Вариацию показаний вольтметра определить по формулам:

Поправку вольтметра вычислить по формуле П=-U.

Примечание: в качестве номинального напряжения Uном  используется  максимальное напряжение, зарегистрированное цифровым вольтметром.

Использование табличных значений поправки позволяет существенно уменьшить погрешность измерения напряжения поверяемым вольтметром.

Вводя поправку в результат измерения, получим действительное значение напряжения.    Например,  U = Uпов-U = Uпов+П.

Из полученных значений п  необходимо выбрать наибольшее и сравнить их с классом точности Кu поверяемого вольтметра. Если п макс и окажутся больше Кu, то поверяемый вольтметр нельзя использовать с указанным классом точности.

Заключение: Нормируемая величина погрешности поверяемого прибора 0,5%,в наших измерениях п макс =0.44%,следовательно данный поверяемый прибор пригоден для исследований, на время, которое указано в паспорте прибора.

Контрольные вопросы.

1. Как определяется диапазон измерения у прибора?
2. Что такое поправка измерения?
3. Что называют приведенной погрешностью прибора?
4. Как определяют вариацию показаний прибора?
5. Представить отчет по выполненной лабораторной работе.

Содержание отчёта

1. Краткие сведения об измерительных приборах используемых в работе.
        2. Схема измерений по  п. 1  выполнения работы.
        3. Расчётные формулы.
        4. Заполненные таблицы измерений и вычислений.

5. Заключение по работе в соответствии с заданием п.4.

Литература

1. Атамалян Э.Г. Приборы и методы измерения электрических величин. - М.: Высшая школа. 1982.- 234с.
        2. Метрология, стандартизация, сертификация и измерительная техника: Учебное пособие / К.К.Ким, Г.Н. Анисимов, В.Ю. Барбарович, Б.Я.Литвинов. – СПб.: Питер, 2006. – 368с.

3. Писаревский Э.А. Электрические измерения и приборы – М.: Энергия. 1970 – 189с..


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48760. Физическая культура и физическое воспитание студентов в техническом вузе 2.19 MB
  Социально-биологические основы физической культуры. Физическая культура и спорт, как социальные феномены общества. Индивидуальный выбор вида спорта или систем физических упражнений. Профессионально-прикладная физическая подготовка (ППФП) студентов
48762. Вибір марки кабелю та розрахунок регенераційної ділянки в залежності від енергетичних та часових показників 308 KB
  Розрахунок максимальної довжини регенераційної дільниці за загасанням оптичного сигналу в кабелі на довжині регенераційної дільниці Якщо ми вибрали з таблиці максимальне допустиме значення загасання оптичного сигналу на регенераційній ділянці для вказаної системи передачі mx РД та загасання кілометричне для оптичного волокна для вибраної довжини хвилі α з таблиць 5. де: mx РД загасання вибране з вище наведених таблиць α коефіцієнт загасання загасання ОВ довжиною в 1 км для вибраного типу кабелю та...
48763. Задача о 8 ферзях 142.5 KB
  Задача состоит в нахождении всевозможных комбинаций расстановки восьми ферзей на пустой шахматной доске, в которой ни один из ферзей не находится под боем другого
48764. Темпи зростання та порівняння заробітної плати в Україні та інших країнах світу 537 KB
  З оплатою праці повязане розширення ємності внутрішнього ринку для стимулювання вітчизняних товаровиробників збільшення заощаджень населення як важливого джерела інвестицій в економічний розвиток. Нарешті необхідність належної збалансованості економічних інтересів учасників виробництва потребує збільшення частки оплати праці у структурі суспільного продукту. Отже для розвитку економіки збільшення інвестицій необхідне зростання рівня оплати праці.
48765. Поиск неисправностей 2.14 MB
  Методика поиска неисправностей и обозначение различных вариантов поиска Анализ неисправности на структурном уровне По структурной схеме СВ устанавливаем вероятный неисправный блок. Согласно внешним признакам проявления неисправности очевидно что неисправен может быть либо сам ПОУ СВ либо блок ВчУ структурный уровень так как только эти устройства участвуют в записи информации с ПОУ СВ на ВчУ. Анализ неисправности на функциональном уровне По функциональной схеме из альбома схем к курсу занятий по теме СВ устанавливаем вероятные...
48766. Поиск неисправностей 2.48 MB
  Методика поиска неисправностей и обозначение различных вариантов поиска Анализ неисправности на структурном уровне По структурной схеме СВ устанавливаем вероятный неисправный блок. Согласно внешним признакам проявления неисправности очевидно что неисправен может быть либо сам ПОУ СВ либо блок ВчУ структурный уровень так как только эти устройства участвуют в записи информации с ПОУ СВ на ВчУ. Анализ неисправности на функциональном уровне По функциональной схеме устанавливаем вероятные неисправные устройства блока ПОУ СВ и ВчУ. Учитывая...
48767. Формування Європейської Валютної Системи 282 KB
  Перші спроби європейських країн об'єднати свої валютні системи були ще в XVIIXVIII ст. Проте будучи підсистемою світової валютної системи ЄВС відчуває негативні наслідки нестабільності останньої і вплив долара США. Проаналізувавши економічну літературу з даної теми ми зробили висновок що звертається недостатня увага на існування світової валютної системи а отже і ЄВС як її складової за умов сучасної фінансової кризи. Ця фінансова криза може призвести до краху сучасної системи паперового та кредитного обігу.
48768. СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕМ ПОСТОЯННОГО ТОКА С НЕЗАВИСИМЫМ ВОЗБУЖДЕНИЕМ 1.44 MB
  Для последовательного соединения пассивных звеньев необходимо минимизировать их взаимное влияние. Для этого обычно используют буферные неинвертирующие усилители с единичным коэффициентом усиления и широкой полосой пропускания.