Министерство образования и науки Российской Федерации

Технический институт (филиал)

Федерального государственного автономного образовательного учреждения

Высшего профессионального образования

«Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

в г. Нерюнгри

Лабораторная работа №2

по дисциплине: Электротехника

на тему: Методические погрешности при прямых и косвенных изме­рениях

Выполнил: ст. гр. ГД-11

Салгынов С.Ф.

Проверил: ст. преп.

Шарипова А. Р.

Нерюнгри 2014

Цель работы: Изучение методических погрешностей при прямых и косвенных изме­рениях.

1. Прямые измерения.

Измерение постоянного тока потребляемого активной нагрузкой:

Используя пакет ElectronicsWorkbench реализовали на экране компьютера ситуацию измерения постоянного тока, потребляемого активной нагрузкой. Для этого из "ящика компонентов" выбрали необходимые элементы и собрали схему измерения.

В качестве прибора для измерения тока вместо амперметра использовали мультиметр, в этом случае ему необходимо задать режим измерения постоянного тока. Величины напряжения источника питания, его внутреннего сопротивления и сопротивление нагрузки выбрали по своему усмотрению:

; ; .

1. Реализация идеального измерительного эксперимента.

Задали внутреннее сопротивление амперметра (мультиметра, работающего в режиме измерения тока) . Подключив прибор в нужные точки схемы, зафиксировали его показания. Ток, измеряемый амперметром (мультиметром) в этом случае, есть действительное значение тока нагрузки, т. к. в этой ситуации реализуется идеальный измерительный эксперимент. Реальный амперметр всегда имеет малое, но конеч­ное внутреннее сопротивление .

Рисунок 1

Пример: Собирали схему, задали внутреннее сопротивление мультиметра в режиме амперметра R_A=0(схема показана на рис.1)

Ток I_{действ.}= 2,3519 мА, измеренный мультиметром, есть действительное значение тока нагрузки.

2. Реализация реального измерительного эксперимента.

Изменили внутреннее сопротивление прибора или последовательно с идеальным амперметром (мультиметром) включили сопротивление , имитирующее внутреннее сопротивление реального при­бора. Выбрали, для начала, . Зафиксируйте показания мультимет­ра. Показания прибора в этом случае – значение тока нагрузки, измеренное реальным прибором. Измеренное значение тока отличается от его действи­тельного значения. Измеряем 10 раз.

3. Анализ результатов.

Изменяя величину от до и определяя каждый раз величину относительной методической погрешности, построили график зависимости методической погрешности от соотношения , т. е.

.

Анализируя полученный график, сделали вывод о том, как следует выбирать амперметр, чтобы можно было не учитывать методическую погрешность, если класс точности амперметра 1,0. (Критерием, когда методическую погрешность можно не учитывать, может служить, например, условие

δ_{I мет} <

или более жесткое, где – основная погрешность амперметра, определяемая классом точности. Данные занесли в таблицу 1.

Таблица 1

RA .Ом	Rн .Ом	Iизм .A	Iдейств .А	i .A	δI мет,%	RА/RН
500	5000	0,021429	0,023519	0,00209	0,000209	0,1
1000	5000	0,019672	0,023519	0,00385	0,0003847	0,2
1500	5000	0,019115	0,023519	0,004404	0,0004404	0,3
2000	5000	0,016901	0,023519	0,00662	0,0006618	0,4
2500	5000	0,015789	0,023519	0,00773	0,000773	0,5
3000	5000	0,014815	0,023519	0,0087	0,0008704	0,6
3500	5000	0,013953	0,023519	0,00957	0,0009566	0,7
4000	5000	0,012209	0,023519	0,01131	0,001131	0,8
4500	5000	0,0125	0,023519	0,01102	0,0011019	0,9
5000	5000	0,011881	0,023519	0,01164	-0,0011638	1

Полученная погрешность обусловлена тем, что реальный амперметр в отличие от идеального, обладает конечным внутренним сопротивлением. Её называют методической так как она вызвана методикой измерения (несовершенством измерительных приборов).

По полученным данным построили график зависимости

δ_{I мет,%} = R_А/R_Н