- •Лабораторная работа № 3.4
- •2. Программа лабораторной работы.
- •3. Метрологические характеристики использованных средств измерений.
- •3.1. Электромагнитный вольтметр.
- •3.2. Электродинамический вольтметр.
- •3.3. Электронный аналоговый милливольтметр средневыпрямленного значения.
- •3.4. Электронный аналоговый милливольтметр среднеквадратического значения.
- •3.5. Электронный аналоговый вольтметр пикового значения.
- •4. Схема соединения приборов при выполнении измерений.
- •5. Расчетные задачи.
- •6. Расчетные формулы.
- •6.1. Параметры напряжения сигналов переменного тока.
- •6.2. Безразмерные параметры сигналов.
- •7. Экспериментальная часть.
- •7.1. Исследование частотных характеристик вольтметров переменного тока.
- •7.2. Измерение параметров напряжения сигнала произвольной формы.
- •7.3. Измерение значения коэффициентов амплитуды, формы и усреднения сигналов различной формы.
- •8. Вывод.
6. Расчетные формулы.
6.1. Параметры напряжения сигналов переменного тока.
Рис. 2
На рисунке 2 показана временная диаграмма напряжения сигнала. Для характеристики напряжения сигнала произвольной формы нормативными документами рекомендованы следующие параметры.
Пиковое значение напряжения– максимальное значение напряжения сигнала за период T :
(6.1)
Средневыпрямленное значение напряжения – среднее значение модуля напряжения сигнала за период T :
(6.2)
Среднее значение напряжения– среднее значение напряжения сигнала за период T :
-
(6.3)
физический смысл этого параметра – постоянная составляющая напряжения сигнала. В литературе можно встретить его обозначения U0 и Uп.с.
Среднеквадратическое значение напряжения – среднеквадратическое значение напряжения сигнала за период T :
-
;(6.4)
физический смысл этого параметра – энергетическая характеристика сигнала, используемая при энергетических расчетах. На рисунке и в формулах T – период сигнала или интервал времени измерения.
Если известен спектр сигнала, можно применить формулу:
-
;(6.5)
где Ui – среднеквадратическое значение напряжения i-ой составляющей спектра сигнала, n – число гармоник сигнала.
6.2. Безразмерные параметры сигналов.
Коэффициент амплитуды (пик-фактор):
-
;(6.6)
Коэффициент формы:
-
;(6.7)
Коэффициент усреднения:
-
;(6.8)
Справедливо следующее соотношение:
-
kу ka kф 1;
(6.9)
-
7. Экспериментальная часть.
7.1. Исследование частотных характеристик вольтметров переменного тока.
Начальные данные: Показание электродинамического вольтметра, 2,5 В; Тип образцового электронного милливольтметра - электронный милливольтметр среднеквадратического значения.
Частота сигнала, кГц |
Показания вольтметров, погрешность, результат |
||||||
Электронный милливольт- метр среднеквадратического значения |
электромагнитный вольтметр |
электродинамический вольтметр |
|||||
Показание образцового вольтметра, В |
Показание вольтметра, В |
Систематическая погрешность |
Показание вольтметра, В |
Систематическая погрешность |
|||
Абсолют-ная, В |
Относи-тельная, % |
Абсолют-ная, В |
Относи-тельная, % |
||||
00.02 |
2,5 |
2,5 |
0 |
0 |
2,5 |
0 |
0 |
0.2 |
2,5 |
2,5 |
0 |
0 |
2,5 |
0 |
0 |
1 |
2,5 |
2,5 |
0 |
0 |
2,5 |
0 |
0 |
3 |
2,5 |
2,13 |
0,37 |
15 |
2,5 |
0 |
0 |
5 |
2,5 |
1,8 |
0,70 |
28 |
2,5 |
0 |
0 |
10 |
2,5 |
1,3 |
1,2 |
48 |
2,5 |
0 |
0 |
20 |
2,5 |
0,88 |
1,7 |
68 |
1,9 |
0,60 |
24 |
Абсолютную погрешность вычисляем по формуле :
Относительную погрешность вычисляем по формуле :
