Содержание отчета

Перед проведением лабораторной работы отчет должен содержать:

• цель лабораторной работы и применяемое оборудование;

• схемы приборов и экспериментальных установок (рис. 4.1-4.5);

• расчетные формулы для оценки методической и инструментальной погрешностей при измерении напряжения.

После проведения лабораторной работы отчет также должен содержать:

• результаты экспериментов в виде табл. 4.1;

• графики изменения абсолютной и относительной погрешностей (полученных экспериментально и допустимых) от измеряемой величины;

• расчет фактического класса точности и вывод (о соответствии).

Контрольные вопросы

1. В каких случаях приведенная погрешность измерительного прибора больше относительной погрешности измерений?

2. В какой части шкалы (начальной, средней, конечной) должен располагаться указатель вольтметра для уменьшения относительной погрешности?

3. На каком пределе измерений (меньшем или большем) сопротивление вольтметра магнитоэлектрической системы максимально?

4. Многопредельный вольтметр класса 1,0 на пределе 10 В показывает 9 В, а на пределе 25 В его показание составляет 9,5 В. Исправлен ли вольтметр?

Лабораторная работа №5. Определение входных параметров средств измерений цели работы

1. Ознакомление с принципом действия аналоговых вольтметров.

2. Экспериментальное определение входного сопротивления аналоговых и цифровых вольтметров.

3. Получение практических навыков работы с тестером и цифровым вольтметром.

Теоретические сведения Определение входного сопротивления вольтметра

Важной метрологической характеристикой вольтметра является его входное сопротивление. Измерить сопротивление между входными клеммами вольтметра можно с помощью любого измерителя сопротивления (например, мультиметром UT60A в режиме омметра). Однако чаще используется метод определения входного сопротивления по двум показаниям поверяемого вольтметра, во входную цепь которого включен магазин сопротивлений (см. рис. 5.1). Показание вольтметра, измеряющего напряжение на зажимах источника с пренебрежимо малым внутренним сопротивлением, равно

,

где U_пр  предельное значение напряжения источника ЭДС;

R_м  сопротивление магазина;

R_в  входное сопротивление вольтметра.

Рис. 5.1. Измерение входного сопротивления вольтметра

Если произвести два измерения с различными значениями сопротивления магазина, то можно вычислить R_в. Пусть одно измерение проводится при R_м=0, тогда вольтметр покажет значение U_пр (внутренним сопротивлением источника мы пренебрегаем). Второе измерение проведем при введенном сопротивлении R_м:

;

. (5.1)

Погрешность измерения R_в зависит от точности изготовления R_м и погрешностей измерений U_пр и U_х. Так как U_пр и U_х измеряются одним и тем же вольтметром, происходит компенсация систематических погрешностей измерения U_пр и U_х в знаменателе и, следовательно, систематическая погрешность измерения R_в определяется погрешностью числителя. По формуле Тейлора

.

Учитывая, что сопротивление магазина изготовлено с высокой точностью, можно пренебречь третьим слагаемым. Считая, что (определяется классом точности измерительного прибора), имеем:

; (5.2)

. (5.3)

Если погрешности U_х и U_пр независимы, то возможен вариант, когда они принимают максимальные по величине, но противоположные по знаку значения. В этом случае, считая , погрешности измерения сопротивлений равны

; (5.4)

. (5.5)

В частном случае, если выбором R_м можно добиться , т.е. чтобы показания вольтметра уменьшились ровно в 2 раза, формулы (5.1), (5.2) и (5.3) принимают вид:

;

; (5.6)

(5.7)