Цель работы

Оценить верхнюю границу частотного диапазона цифрового мультиметра при измерении синусоидального напряжения.

Лабораторная установка и электрическая схема соединений

Любые приборы, измеряющие синусоидальное напряжение, имеют ограниченный диапазон частот, в котором погрешность измерения не превышает заданных значений. Полное исследование частотных характеристик прибора предполагает определение зависимости погрешности от частоты для всех пределов измерения переменного напряжения и тока и при нескольких значениях измеряемой величины для каждого из пределов. В данной работе задача ограничена определением зависимости от частоты относительной погрешности измерения мультиметра MY60 на пределе измерения переменного напряжения 20 В. Показания испытываемого прибора на повышенных частотах сравниваются с показаниями этого же мультиметра на частотах менее 400 Гц (верхняя граница частотно диапазона мультиметра по паспортным данным). Применение данного метода оценки границы частотного диапазона основано на высокой стабильности выходного напряжения генератора (блок 212.2) при изменении частоты.

Принципиальная электрическая схема экспериментов по определению верхней граничной частоты рабочего диапазона мультиметра MY60 приведена на рис. 3.4.1.

Рис. 3.4.1. Принципиальная электрическая схема определения верхней граничной частоты при измерении синусоидального напряжения.

В цепи (рис. 3.4.1) синусоидальное напряжение генератора G измеряется испытываемым прибором PV1 (мультиметр MY60, блок 510.1). С увеличением частоты действующее значение напряжения на выходе генератора G остается практически постоянным, в то время как показания мультиметра PV1 изменяются.

Лабораторная установка для измерения частотной характеристики состоит (рис. 3.4.2) из однофазного источника питания G1 (218.1), блока генераторов A1 (212.2) с выходом регулируемого по частоте и амплитуде синусоидального напряжения и испытываемого мультиметра MY60 (блок А2, 510.1). При измерении напряжения мультиметр подключается к источнику гнездами «V» и «COM» и измеряет синусоидальное напряжение на выходе «Генератора напряжений специальной формы» блока А1 (гнезда «ВЫХОД» и «0 В»).

Однофазный источник питания G1 предназначен для безопасного питания блоков А1 (212.2) и мультиметра А2 (510.1).

Рис. 3.4.2. Схема электрическая соединений для определения зависимости относительной погрешности прибора от частоты.

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218	~ 220 В / 16 А
А1	Блок генераторов напряжения	212.2	Постоянное напряжение 0…+15 В, ток не более 200 мА
А2	Блок мультиметров	510.1	Аналоговый мультиметр 7050, цифровой мультиметр MY60

Указания по проведению эксперимента

• Определение погрешности средства измерения должны выполняться при нормальных условиях: - температура окружающей среды 23±5°С; - атмосферное давление 100±4 кПа; - относительной влажности воздуха не более 75%.

• Убедитесь, что переключатели «Сеть» блоков, используемых в эксперименте, выключены.

• Соедините аппаратуру в соответствии со схемой электрической соединений рис. 3.4.2.

• Установите параметры «Генератора напряжений специальной формы» блока генераторов А1 (212.2): - переключатель «Форма» в положение синусоидального напряжения; - минимальное выходное напряжение: ручка регулирования выходного напряжения «Амплитуда» повернута против часовой стрелки до упора; - ручка регулирования «Частота» повернута против часовой стрелки до упора. (установлена минимальная частота – примерно 150…250 Гц).

• Переключатели пределов измерения мультиметра MY60 блока А2 установите на предел измерения переменного напряжения «20 В». Установка пределов измерения мультиметров подробно описана в работе 3.1.

• Включите устройство защитного отключения и автоматический выключатель в однофазном источнике питания G1.

• Включите выключатель «СЕТЬ» блока генераторов напряжения А1, блока мультиметров А2 и выключатели питания мультиметра MY60.

• Ручкой «ЧАСТОТА» установить частоту генератора А1 в диапазоне 200…250 Гц.

• По показаниям мультиметра MY60 (А2) установить на выходе генератора А1 напряжение =5±0,1 В. Для задания напряжения ручку регулировки «Амплитуда» повернуть по часовой стрелке. Значение напряжения занести в табл. 3.4.1.

• Не изменяя положение ручки «Амплитуда» генератора А1 произвести измерения напряжения для нескольких значений частоты в соответствии с табл. 3.4.1 («Установленная частота» - близкая к рекомендуемому значению).

• Вычислить относительную погрешность измерения напряжения мультиметром MY60 для каждого значения частоты. Построить график зависимости относительной погрешности измерения напряжения от частоты.

• По графику оценить верхнюю границу частотного диапазона при максимальной относительной погрешности в 1% и 5 %.

Зависимость относительной погрешности измерения синусоидального напряжения от частоты

Таблица 3.4.1.

Рекомендуемая частота, Гц	200	400	1000	1500	2000	3000	4000	5000
Установленная частота, Гц
Показания мультиметра, В (MY60)	( )
Абсолютная погрешность , В	0
Относительная погрешность , %	0