Вольтметр стрелочный АВО – 5М1

ОТЧЕТ

о лабораторной работе №1 на тему:

«Измерение токов и напряжений»

Студенты: Власенко Олеся, Ерохин Георгий, Мареев Кирилл, Сальников Александр (ИУ 10-32)

Преподаватель: Герасимов Антон Андреевич

Москва 2012

Цель работы

Цель работы – ознакомление с принципом действия» устройством приборов для измерения напряжения и тока, исследование их основных метрологических характеристик и приобретение практических навыков работы с измерительными приборами.

Программа работы

1. Определение основной погрешности, вариация показаний и поправку вольтметра;

2. Определение чувствительности и цены деления вольтметра;

3. Определение входного сопротивления вольтметра;

4. Определение частотного диапазона вольтметра.

Краткие сведения об измерительных приборах

Генератор низкочастотный Г3-111 (№ 14568)

Генератор Г3-111 – источник электрических сигналов синусоидальной и прямоугольной формы. Генератор CR-типа с плавной установкой частоты в пределах каждого из 5 поддиапазонов предназначен для настройки и испытания различной радиоаппаратуры звукового, ультразвукового и СВ диапазонов.

Источник регулируемого напряжения ТЕС 15

Лабораторный, стабилизированный, предназначен для использования в качестве источника питания постоянного напряжения или тока, отличающийся высокой стабильностью входных величин при изменении напряжения сети и выходной нагрузки.

Вольтметр цифровой В 7-41

Предназначен для измерения основных электрических величин: напряжения постоянного и переменного тока, силы постоянного и переменного тока, а также сопротивления постоянному току.

Применяется при ремонте, настройке и разработке электро- и радиотехнической аппаратуры.

Вольтметр стрелочный АВО – 5М1

Эксперимент 1. Определение основной погрешности, вариации показаний и поправки вольтметра

Рис. 1. Схема лабораторной установки №1

На рис. 1. представлена схема лабораторной установки для проведения эксперимента. В форме 1 заполнены данные, полученные в ходе обработки результатов. Ниже представлены расчетные формулы.

Расчет действительных значений напряжения проверяемого вольтметра по формуле:

Абсолютные погрешности рассчитываются по формулам:

Относительные погрешности рассчитываются по формулам:

Приведенные погрешности рассчитываются по формулам:

Расчет поправки по формуле:

Расчет абсолютного значения вариации:

Расчет приведенной погрешности :

Использование табличных значений поправки позволяет существенно уменьшить погрешность измерения напряжения поверяемым вольтметром. Вводя поправку в результат измерения, получаем действительное значение напряжения:

Вывод: Учитывая, что γ_в и γ_п не превышают значения класса точности прибора (класс точности данного прибора при постоянном токе равен 1,5), можно сделать вывод о его исправности и возможности проведения измерений в данном диапазоне.

Эксперимент 2. Определение чувствительности и цены деления

Результаты представлены на форме 2. Чувствительность приборов рассчитывается по формуле:

где – номинальное число делений шкалы прибора, – номинальное (предельное) значение напряжения на выбранном поддиапазоне.

Цена деления рассчитывается по формуле:

Форма 2

Номинальное напряжение поддиапазона , дел	1,5
Номинальное число делений шкалы , дел
Чувствительность , дел/В
Цена деления прибора	0,05	0,1	0,2	0,5

Эксперимент 3. Определение входного сопротивления вольтметров

Рис. 2. Схема лабораторной установки №3

Входное сопротивление определяется соотношением:

где – измеренное напряжение при =0; - измеренное напряжение при . Если установить =0,5 , то .

Для цифрового вольтметра цену деления определяют как значение единицы младшего разряда на выбранном поддиапазоне. Отношение номинальное напряжение для выбранного поддиапазона к цене деления характеризует количество уровней дискретизации:

Величину, обратную количеству уровней дискретизации, называют разрешающей способностью цифрового вольтметра. Обычно разрешающую способность определяют с учётом возможной перегрузки вольтметра по входу:

где – напряжение перегрузки вольтметра.

Форма 3

Номинальное напряжение поддиапазона , В
Напряжение перегрузки поддиапазона , В
Цена деления , В	0,001	0,01	0,1
Количество уровней дискретизации , дел
Разрешающая способность , I/дел	0,0003	0,0005	0,00005	0,001

Результаты измерений и вычислений:

Результаты измерений входного сопротивления и мощности на поддиапазонах представлены на форме 4.

Форма 4

Тип	Входное сопротивление и мощность на поддиапазонах
	В	В	, В
	,Ом	, Вт	,Ом	, Вт	,Ом	, Вт
Ц-4313	0.058	0.15	0.117	0.30	0.296	0.76

U_ном, В

R_вх, Ом

0.058 0.117 0.296

Эксперимент 4. Определение частотного диапазона вольтметров

Рис. 3. Схема лабораторной установки №2

Дополнительная частотная погрешность может быть рассчитана:

Для данного прибора:

К u = 2,5

Тогда:

Верхнюю частоту рабочего диапазона вольтметра определяют по уменьшению показаний вольтметра на значения погрешности . Нижнюю частоту рабочего диапазона для электромеханического измерительного механизма прибора принимают равной 15 - 20 Гц.

Диапазон рабочих частот можно рассчитать по формуле:

На форме 5 представлены результаты измерений.

Рис.4

Вывод: диапазон рабочих частот соответствует паспорту устройства.

Выводы:

1. Определена основная погрешность, вариации показания и поправка вольтметра Ц-4353.

2. Определена чувствительность и цена деления вольтметра Ц-4313 и электронного вольтметра В3-38.

3. Определено входное сопротивление вольтметра Ц-4313, а также вычислена мощность.

4. Определен частотный диапазон вольтметров Ц-4153.Частотный диапазон вольтметра Ц-4153 составил 50…480000 Гц, что соответствует паспортным данным, а значит, прибор пригоден для измерений во всем указанном диапазоне.

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Как определяют диапазон измерения?

Диапазон измерений представляет собой область значений напряжения или тока, измеряемых прибором с нормированной погрешностью. Для многопредельных приборов диапазон измерений указывают на каждом пределе с различной нормированной погрешностью. Различают полный и рабочий диапазоны измерений. Полный диапазон определяют по формуле, , где и ~ максимальное и минимальное значения измеряемого напряжения.

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

Полный и рабочий диапазоны измерений прибора обычно измеряют в децибелах, пользуясь формулами.

2. Что такое поправка измерения?

Поправку вольтметра вычисляют по формуле П=- U.

3. Что называют приведенной погрешностью?

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

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.

4. Как определяют вариацию показаний прибора?

Вариация показания представляет собой наибольшую разность показаний прибора при одном и том же значении измеряемого напряжения и неизменных условиях применения. Обычно вариацию показаний определяют по формуле

где U₊ - измеренное значение напряжения при возрастании напряжения, U_- - измеренное значение напряжения при убывании напряжения.

Вариация показаний характеризует степень устойчивости показаний прибора при одних и тех же условиях измерения одного и того же значения напряжения (или тока). Вариация показаний приближенно равна удвоенной основной погрешности.

5. Как определяют чувствительность и цену деления вольтметров и амперметров?

Под чувствительностью понимают отношение приращения выходной величина У к соответствующему приращении измеряемого напряжения или тока

где выходная величина У - угловое или линейное перемещение указателя, цифровой отсчет или кодовый набор.

Для приборов с линейной шкалой чувствительность во всем диапазоне измерений' постоянна. Для приборов с нелинейной шкалой чувствительность зависит от значения измеряемого напряжения.

Величина, обратная чувствительности, называется постоянной прибора и определяет цену деления его шкалы, Цена деления цифровых приборов соответствует значению единицы младшего разряда.

Поиск по сайту: