Метрология_2_лаб_отчёт
.docxМИНОБРНАУКИ РОССИИ
Санкт-Петербургский государственный
электротехнический университет
«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)
Кафедра ИИСТ
отчёт
по лабораторной работе №2
по дисциплине «Метрология»
Тема: ЭЛЕКТРОННЫЕ АНАЛОГОВЫЕ ВОЛЬТМЕТРЫ
Студентка гр. 9283 |
Зикратова А.А. |
Преподаватель |
Минаев А.В. |
Санкт-Петербург
2020
Протокол
Показания поверяемого электронного вольтметра, U, В |
Показания образцового цифрового вольтметра |
Погрешность |
|||||||||
абсолютная |
относительная,
, % |
приведённая,
, % |
вариация,
Н, % |
||||||||
при увеличении Uо ув , В |
при уменьшении Uо ум, В |
при увелич. Uув , В |
при уменьш. Uум, В |
||||||||
0,5 |
0,47 |
0,45 |
|
|
|
|
|
||||
1 |
0,98 |
0,95 |
|
|
|
|
|
||||
1,5 |
1,47 |
1,47 |
|
|
|
|
|
||||
2 |
1,99 |
1,97 |
|
|
|
|
|
||||
2,5 |
2,54 |
2,49 |
|
|
|
|
|
||||
3 |
3,05 |
3,01 |
|
|
|
|
|
||||
max = … , Hmax = … |
Область нижних частот
F - Гц |
1000 |
900 |
800 |
700 |
400 |
100 |
50 |
30 |
20 |
15 |
10 |
8 |
ЭЛ. - U(f) |
1 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
1 |
1,02 |
ЭЛ. - К(f) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЦИФ. - U(f) |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,97 |
0,97 |
0,95 |
0,9 |
0,84 |
0,67 |
0,51 |
ЦИФ. - K(f) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Область верхних частот
F - кГц |
1 |
10 |
20 |
300 |
400 |
500 |
1000 |
1700 |
2000 |
ЭЛ. - U(f) |
1 |
1 |
1 |
1 |
0,98 |
0,98 |
0,92 |
0,84 |
0,8 |
ЭЛ. - К(f) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ЦИФ. - U(f) |
0,98 |
0,96 |
0,89 |
0,83 |
0,78 |
0,68 |
0,73 |
0,44 |
0,21 |
ЦИФ. - K(f) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исследуемые характеристики |
Форма сигналов |
||
синусоидальная |
прямоугольная |
треугольная |
|
Uп (показания вольтметра), В |
1,5 |
2,55 |
1,2 |
Uср (расчет), В |
|
|
|
U (расчет), В |
|
|
|
, % |
|
|
|
Обработка результатов
Определить основную погрешность электронного вольтметра на диапазоне измерений. Построить на одном графике зависимости относительной и приведенной погрешностей от показаний электронного вольтметра. Сделать вывод о соответствии поверяемого вольтметра его классу точности.
Пример расчёта для U = 1 В:
Абсолютная погрешность при увеличении:
∆Uув = U - U0ув = 1 – 0,98 = 0,02, где U0ув – величина, измеренная образцовым прибором при увеличении показаний.
Абсолютная погрешность при уменьшении:
∆Uум = U - U0ум = 1 – 0,95 = 0,05, где U0ум – величина, измеренная образцовым прибором при уменьшении показаний.
, поэтому для расчёта погрешностей берётся
Относительная погрешность для U = 1 В:
% = = 0,05/1 ‧ 100% = 5%
Приведённая погрешность для U = 1:
% = = 0,05/3 ‧ 100% = 1,666…% ≈ 1,7 %, где UN – нормирующее значение поверяемого прибора на выбранном диапазоне измерений (0,5...3 )
H = 100% ‧ U0ув – U0ум/ UN = 100% ‧ 0,98 – 0,95/3 = 100% ‧ 0,03/3 = 1 %
Из технических характеристик электронного вольтметра GVT-417B предел допустимого значения приведённой погрешности γ = 3%. Поверяемое СИ соответствует заявленному классу точности, поскольку максимальная приведённая погрешность γmax = 1,67%, определённая в ходе поверки, не превышает значения 3%.
АЧХ электронного и цифрового вольтметров:
Пример расчёта при f = 30 Гц:
K(f) = U(f) / U(f0 = 1 кГц) = 0,95/0,98 = 0,9693…
Из таблицы для области верхних частот: fв ≈ 1000 кГц (0,9 от первоначально установленного показания U( f0 = 1 кГц )
Из таблицы для области нижних частот: fн ≈ 15 Гц (0,9 от первоначально установленного показания U( f0 = 1 кГц )
Графики АЧХ для верхних и нижних частот:
Определение влияния формы измеряемого напряжения на показания электронного вольтметра:
Пример расчёта для прямоугольной формы сигнала:
Uср = Uп /1,11 = 2,55/1,11 = 2,297… ≈ 2,3 В
U = kф Uср = 1 ‧ 2,3 = 2,3 В
= 100 (Uп U) / U = 100% ‧ (2,55 – 2,30)/2,3 = 100% ‧ 0,25/2,3 ≈ 11%
Вывод: наиболее точно напряжение было измерено при синусоидальной форме сигнала, погрешность равна нулю. При использовании прямоугольной формы сигнала мы получили наибольшую относительную погрешность, равную 11%. Треугольный сигнал похож на синусоидальный, поэтому значение погрешности в данном случае равно ≈ 3,5%. Рабочий диапазон частот электронного вольтметра ≈ 15 Гц…1000 кГц.