5.2 Лабораторне завдання

1. На базі магнітоелектричного приладу розробити вольтметр постіної напруги і виконати його навчальну повірку.

2. Дослідити частотні властивості електронних вольтметрів.

5.3 Опис лабораторної установки

Лабораторна установка складається з універсального приладу Ц4311, електронного аналогового вольтметра В3-28А, цифрового вольтметра В7-16А, генератора сигналів Г3-112, лабораторного макета.

До складу макету входить джерело постійної напруги, яке регулюється за допомогою резистора . Перемикач П1 приєднує до резистора магнітоелектричний прилад через резистори , які імітують внутрішній опір джерела постіної напруги, або напругу з генератора до вольтметрів, що досліджуються. Схема комутації і роз’єми забезпечують приєднання генератора і вольтметрів, що досліджуються, до лабораторного макета для виконання різних пунктів лабораторного завдання.

5.4 Методичні вказівки до виконання лабораторного завдання

5.4.1 Для виконання п.1 необхідно розробити вольтметр постійної напруги на номінальну напругу на базі магнітоелектричного мікроамперметра. Значення напруги (1В, 3В, 5В, 10В) задається викладачем.

Вольтметр постійної напруги на базі магнітоелектричного мікроамперметра являє собою послідовно ввімкнені магнітоелектричний прилад і додатковий резистор. Величина опору додаткового резистора визначається виразом

, (5.1)

де R_p – опір рамки мікроамперметра (вказано на макеті); I_p – ток повного відхилення рамки; U_k – граничне значення вимірювання напруги (задається викладачем).

Як додатковий резистор використовується магазин резисторів Р4831, на якому встановлюється розраховане значення додаткового опору.

Для виконання навчальної повірки розробленого вольтметра до джерела регульованої постійної напруги підключити розроблений і взірцевий вольтметри. Як взірцевий вольтметр використати цифровий вольтметр В7-16А. Позначки шкали, які необхідно повіряти, задаються викладачем. Для однієї позначки, змінюючи напругу джерела живлення, підводити стрілку з боку менших і більших значень 5 разів, щоразу відзначаючи дійсні значення за показаннями взірцевого вольтметру.

Оцінку похибки для однієї оцифрованої позначки шкали приладу проводять шляхом обробки багаторазових показань взірцевого приладу, які одержують при наближення до позначки, що повіряється, з боку менших і більших значень. Оцінка систематичної складової похибки приладу в позначці визначається за формулою

,

де , - реалізації похибок приладу, визначених при підході до позначки, що повіряється, відповідно з боку менших і більших значень. Ці реалізації визначаються за показами і взірцевого засобу вимірювання у вигляді

, .

Оцінка середнього квадратичного відхилення випадкової складової похибки окремого вимірювання обчислюється за формулою

.

Оцінка середнього квадратичного відхилення випадкової складової похибки середнього арифметичного обчислюється за формулою

.

Варіація показань визначається з формули

.

Максимальне значення сумарної похибки визначається як найбільше за абсолютним значенням з -тих реалізації похибок , .

Для приладів з практично лінійною шкалою і похибкою, в якій переважає адитивна складова, клас точності визначається наведеною до кінця шкали відносною похибкою

,

де - кінцеве значення шкали приладу.

Результати повірки занести в табл. 5.2.

5.4.2 Для виконання п.2 лабораторного завдання до входу лабораторного макету «ГЕН» приєднати вихід генератора Г3-112.

Досліджувані вольтметри В3-28А, В3-48, В7-16А приєднати до відповідних виходів лабораторного макета.

Встановити на генераторі частоту 50 Гц і значення напруги 3В.

Підтриміючи постійну напругу на виході генератора, провести вимірювання напруги вольтметрами В3-28А, В3-48, В7-16А на частотах 10; 100; 200; 500; 1000; 2000; 5000; 10000 кГц;

Таблиця 5.2 – Протокол повірки

Відмітка шкали, що повіряється, В	Показання взірцевого приладу, В з боку		, В	, %	, В	В	В, В	, %
	менших значень	більших значень

Визначити частотну похибку для кажного вольтметра за формулою

(5.2)

де – значення напруги при частоті f; – значення напруги при частоті 50 Гц.

Занести в таблицю 5.2 результати вимірювань і розрахунків.

Таблиця 5.2 – Залежність похибки від частоти

Частота, кГц	Показанння вольтметрів, В		Похибка, %
	В3-28А	В7-16А	В3-28А	В7-16А
0,05
10
100
200
500
1000
2000
5000
10000

Побудувати графікі залежностей похибок вольтметрів від частоти.