3. 2. Измерение постоянного напряжения

1. Создание схемы.

Собирали виртуальную схему для измерения падения на­пряжения постоянного тока на участке электрической цепи (например, на выходе обычного резистивного делителя напряжения). В случае измерения мультиметром, его необходимо использовать в режиме измерения напряжения постоянного тока.

2. Реализация идеального измерительного эксперимента.

Задав вольтметру (мультиметру) значение внутреннего сопротивления , проведите измерение напряжения на выходе дели­теля. Зафиксировали его показания, которые в этом случае являются дейст­вительным значением падения напряжения на участке цепи, куда подклю­чен мультиметр.

Собирали схему, задали внутреннее сопротивление мультиметра в режиме вольтметра R_V=∞(схема показана на рис.2)

Рисунок 2

Падение напряжения U_{действ.}=11,76B, измеренное мультиметром, есть действительное значение напряжения на нагрузке.

3. Реализация реального измерительного эксперимента.

Изменили внутреннее сопротивление прибора или параллельно входным зажимам мультиметра вклю­чили сопротивление , имитирующее внутреннее сопротивление реального вольтметра. Выбирали, для начала, , где – сопротивление участ­ка цепи, падение напряжения на котором измеряется. Зафиксировали показа­ния мультиметра. Определите абсолютную и относительную погрешности измерения напряжения реальным вольтметром. Измерить 10 раз.

Вывод: Анализируя, полученные данные можно сделать вывод о том, как следует выбрать амперметр чтобы можно было не учитывать методическую погрешность, если класс точности 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.)

4. Анализ результатов.

Произвести минимум 10 измерений. Данные занести в таблицу 2. Построить график зависимости δ_{U мет,%} = f(R_i/R_V)

таблица 2.

RV, кОм	Ri, кОм	Uизм, В	Uдейств, В	ΔU,В	δU мет,%	Ri/RV
50	5	11,74	11,75	-0,01	-0,001	0,1
100	5	11,75	11,75	0	0	0,05
150	5	11,76	11,75	0,01	0,001	0,033333
200	5	11,76	11,75	0,01	0,001	0,025
250	5	11,76	11,75	0,01	0,001	0,02
300	5	11,76	11,75	0,01	0,001	0,016667
350	5	11,76	11,75	0,01	0,001	0,014286
400	5	11,76	11,75	0,01	0,001	0,0125
450	5	11,76	11,75	0,01	0,001	0,011111
500	5	11,76	11,75	0,01	0,001	0,01

Изменяя величину от до , постройте график зависимости:

.

Вывод: Анализируя полученный график, сделаем выводы о том, как следует выбирать вольтметр, чтобы можно было не учитывать методическую по­грешность вольтметра, класс точности которого 1,0. (Критерий малости ме­тодической погрешности использовать тот же, что и для амперметра).

Т.к. указан класс точность вольтметра 1,0, то это приведенная аддитивная погрешность, и нормирующее значение выражено в единицах измеряемой величины