«Электрические измерения. Погрешности измерений обработка и представление результатов измерений».

Методические указания на практическое занятие

Занятие проводится под руководством преподавателя в учебной лаборатории или компьютерном классе.

а. Подготовка к практическому занятию

При подготовке к практическому занятию студент используя рекомендованную на лекции литературу, конспекты лекций, результаты лабораторных работ, возможности сети Интернет и другие доступные источники должен:

1.изучить:

- основные понятия метрологии;

- виды и методы измерений;

-погрешности измерений;

-обработка и представление результатов измерений;

2.ознакомиться с методами решения задач используя решённые примеры задании.

б. Задачи рекомендуемые студентам для решения по вопросам темы практического занятия:

Задача 1.1 Аналоговым вольтметром измерено напряжение на выходе двухполюсника и получен отсчет а=81,6 делений. Выходное сопротивление R_вых двухполюсника находится в пределах 50 — 300 Ом. Температура среды, в которой проводилось измерение, находилось в пределах 20 + 10°С. Вольтметр имеет следующие характеристики: диапазон измерений от 0 до 10 В: класс точности 0,5; шкала содержит 100 делений; входное сопротивление R_вых =(10±0,1)кОм. Необходимо представить результат измерения.

Р е ш е н и е. Цена деления вольтметра составляет

q= 10/100 = 0,1В.

Отсчет соответствует значению напряжения ;

U=q*a= 0,1 .81,6 = 8,16В.

Предельное значение модуля основной погрешности (инструментальная погрешность) найдем, зная класс точности прибора или основную приведенную погрешность = 0,5%:

= 10^-2* *U_ном=10^-2 *0,5 * 10 = 0,05В,

где U_ном — нормирующее значение, равное для данного вольтметра 10 В. Погрешность отсчитывания примем равной четверти деления:

= 0,25 *–q =0,25 • 0, 1 = 0,025 В.

Предельное значение абсолютной дополнительной погрешности ,

вызванной отклонением температуры среды от 20°С. согласно ГОСТ

22261-82 не должно превышать основную погрешность на каждые 10°С:

=0,1 * 10 =0,1 * 10 *0.05 = 0,05В.

Методическая погрешность (погрешность от взаимодействия вольтметра с источником измеряемого напряжения) :

Максимальное значение равно:

Минимальное значение соответственно будет равно

Результирующая предельная погрешность измерения при вероятности Р=1находится как арифметическая сумма составляющих

Ответ:U=8,16 В

Задача 1.2* Аналоговым прибором измеряются напряжение и ток, получен отсчет а. Выходное сопротивление двухполюсника R_вых .Температура среды, в которой проводились измерения . Вольтметр и амперметр имеют следующие характеристики: U_ном и I_ном ,класс точности, число делений шкал; входные сопротивления R_вх. Числовые значения указанных величин приведены в табл. 1.1 Необходимо представить результат измерения.

Таблица 1.1

Величина	Исходные данные
	Отсчет а, дел.	Rвых, Ом	,°С	Аном В,А	Класс точности,%	Аном дел.	Rвх , Ом
Напряжение	80 75 60 70	200 150 200 250	20 10 20 5 20 5 20 10	10 30 20 10	0,5 1,5 1.0 0,5	100 150 100 75	10000 5000 15000 3000
Ток	40 45 30 40 30	300 400 250 200 300	20 10 20 5 20 5 20 10 20 10	5 1 1 10 5	2,5 1,0 1,5 0,5 1.0	50 30 30 50 50	10 50 20 5 10

Задача 1.3. Какие сопротивления можно измерять с погрешностью 1% по схемам рис. 1 3, если сопротивление амперметра не более 10 Ом, а сопротивление вольтметра не менее 10 кОм.

Ответ: а)R_х>=0.1 кОм; б)R_х<=0.1 кОм

Задача 1.4. При поверке амперметра методом сличения (рис. 1 4,я) поверяемый прибор показал I= 5,00 А, а образцовый I ₀= 5,12 А Нормирующее значение шкал I _ном=10 А. Найти абсолютную и приведенную погрешности поверяемого прибора.

Ответ:

Задача 1.5. Результат поверки вольтметра методом сличения (см. рис. 1.4,6) получена табл. 1.2. Определить класс точности поверяемого вольтметра, если его предел измерения U = 150 В

Таблица 1.2

U0 ,В	0	30	50	75	100	150
U ,В	0	28,5	49,2	78	102	149

Ответ:K=2.5

в. Защита выполненного задания у преподавателя ведущего практические занятия.

Задание выполняется в личной рабочей тетради студента ,аккуратно с необходимыми пояснениями и расчётами. Схемы должны быть выполнены в соответствии с требованиями стандартов.

К защите студент должен подготовить ответы на вопросы темы:

1. К какому виду и методу относятся измерения мощности Pх (рис 1.1. а и б), параметров Rх и Lх (рис.1,в), напряжения Uх (рис 1.1, г), сопротивления Rх (рис.1.1,д)?

д)

Рис. 1.1. К вопросу 1.

2. Чем объясняется независимость показаний электродинамического фазометра от нестабильности напряжений на катушке?

3.Чем объясняется узкий диапазон электромеханического частотомера электромагнитной системы?

(защита работ студентами осуществляется в соответствии с графиком установленным преподавателем, но не позднее даты официально установленного зачёта по дисциплине деканатом и учебным отделом МГТУ).

Задание2