Задание по теме 4

Рассчитать наибольшие относительные погрешности измерений тока амперметрами с различными пределами измерений.

Варианты задания

Исходные данные	В а р и а н т ы
	1	2	3	4	5	6
Измеряемый ток	1,5 мА	0,75 А	8 А	180 мА	40 мА	15 А
Предел измерений первого амперметра	2 мА	1 А	10 А	200 мА	50 мА	20 А
Класс точности первого амперметра	2	2	1,5	4	5	4
Предел измерений второго амперметра	5 мА	3 А	40 А	500 мА	200 мА	50 А
Класс точности второго амперметра	1	0,5	0,5	2	1,5	2

Тема 5 расчет методических погрешностей измерения напряжений вольтметром

1. Краткие теоретические сведения

Вольтметр – прибор для измерения разности потенциалов или электрического напряжения в электрической цепи. Вольтметр включается параллельно измеряемой электрической цепи.

Измерение – совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической величины, обеспечивающих нахождение соотношения (в явном или неявном виде) измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины.

Класс точности – обобщенная характеристика средства измерения, выраженная в пределах допускаемой основной приведенной погрешности.

Абсолютная погрешность – разность между измеренным и истинным значениями измеряемой величины, выраженная в единицах измеряемой величины.

- .

Приведенная погрешность – отношение абсолютной погрешности к нормируемому значению (обычно верхнему пределу измерений)

.

Идеальный вольтметр имеет бесконечное внутреннее сопротивление, поэтому не изменяет сопротивление измеряемой цепи.

Методическая погрешность измерений напряжения на участке электрической цепи вольтметром с конечным внутренним сопротивлением возникает вследствие шунтирова-ния участка цепи, к которой он подключен.

2. Пример расчетов

2.1. Исходные данные.

Имеется вольтметр со следующими параметрами:

- класс точности 0,5;

- верхний предел измерений

- ток полного отклонения

Необходимо измерить напряжения и на участках электрической цепи (рис.1). Величины сопротивлений: R₁=20 кОм, R₂=50 кОм, Е=50 В.

Рис.1. Схема электрической цепи.

2.2. Расчет внутреннего сопротивления вольтметра.

2.3. Расчет номинальных напряжений на участках электрической цепи.

Напряжение на участке а-б:

Напряжение на участке б-в:

2.4. Расчет значений измеренных напряжений.

Напряжение на участке а-б:

Вольтметр подключен параллельно участку а-б.

Рис.2. Электрическая схема измерения на участке а-б.

Для расчетов схему рис.2. целесообразно преобразовать в эквивалентную схему рис.3. На ней включенные параллельно сопротивления R₁ и R_v представлены в виде эквивалентного сопротивления R_экв.1.

Рис.3. Эквивалентная схема измерения на участке а-б.

Напряжение на участке б-в:

Вольтметр подключен параллельно участку б-в.

Рис.4. Электрическая схема измерения на участке б-в.

Для расчетов схему рис.4. целесообразно преобразовать в эквивалентную схему рис.5. На ней включенные параллельно сопротивления R₂ и R_v представлены в виде эквивалентного сопротивления R_экв.2.

Рис.5. Эквивалентная схема измерения на участке б-в.

2.5. Расчет относительных методических погрешностей измерения напряжений.

На участке цепи между узлами а-б:

На участке цепи между узлами б-в:

Выводы

Таким образом, относительная методическая погрешность измерений напряжений на порядок превышает класс точности прибора (0,5). Для уменьшения погрешностей измерений необходимо использовать вольтметр с большим входным сопротивлением, например, электронный вольтметр. В любом случае применение прибора высокого класса точности требует расчета влияния его параметров на измеряемую электрическую цепь.

Задание

Рассчитать методические погрешности измерения напряжений на участках электрической цепи.

Варианты задания

Исходные данные	В а р и а н т ы
	1	2	3	4	5	6
Класс точности вольтметра	0,1	0,2	0,5	1	2	5
Верхний предел измерений вольтметра, В	5	20	50	100	500	1000
Ток полного отклонения магнитоэлектрического прибора вольтметра, мА	0,5	1	0,2	1,5	0,1	2
Сопротивление R1	60 кОм	30 кОм	20 кОм	10 кОм	50 кОм	100 кОм
Сопротивление R2	120 кОм	100 кОм	50 кОм	30 кОм	100 кОм	300 кОм
Э.д.с., Е	5 В	20 В	50 В	100 В	220 В	600 В