САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
КАФЕДРА ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
О Т Ч Е Т
о лабораторной работе №4
«Исследование макета измерительного канала измерительной информационной системы, оснащённого потенциометрическим датчиком»
Работу выполнили студенты группы:
"15" марта 2021 г.
Работу приняла:
_______________
Санкт-Петербург
2021 г.
1. Перечень используемых технических средств
№ п/п |
Наименование средства измерений |
Тип средства измерений |
Измеряемая величина |
Предел измерений |
Предел допускаемой основной погрешности |
|
|
1 |
Мост |
Прибор сравнения Р329 |
Сопротивление |
50 Ом –10 кОм |
0,05*R± 1 мл. разряда |
|
|
2 |
Магазин сопротивлений |
Мера Р327 |
Сопротивление |
0 - 10 кОм |
|
|
|
3 |
Вольтметр |
Цифровой прибор GDM-8135 |
Напряжение |
-20 - 20 В |
0.001*Uизм.± 1 мл. разряда |
|
2. Исходные данные:
Предел измерений АЦП ±1 В
E0 = 4,8 В
R0 = 3000 Ом
R1 = 288 Ом
R2 = 1000 Ом
R3 = 100 Ом
Таблица 1. Результаты прямых измерений
R, Ом |
2700 |
2800 |
2900 |
3000 |
3100 |
3200 |
3300 |
|
U, В |
||||||
Цикл 1 |
-0,0938446 |
-0,0622125 |
-0,0229274 |
0,00564351 |
0,0311533 |
0,0632956 |
0,0857442 |
-0,0867018 |
-0,0560901 |
-0,0280294 |
0,0122761 |
0,0311533 |
0,0622752 |
0,0974787 |
|
Цикл 2 |
-0,0795591 |
-0,0525187 |
-0,0208866 |
0,0143168 |
0,0393164 |
0,0678873 |
0,0969685 |
-0,0928242 |
-0,0525187 |
-0,0137439 |
0,0183984 |
0,0495203 |
0,0714587 |
0,0959481 |
|
Цикл 3 |
-0,084661 |
-0,0530289 |
-0,0198662 |
0,00615371 |
0,0474795 |
0,0658465 |
0,0974787 |
-0,110171 |
-0,0469066 |
-0,0132337 |
0,0158474 |
0,0474795 |
0,0724791 |
0,0964583 |
|
Цикл 4 |
-0,0810897 |
-0,0463964 |
-0,0157847 |
0,0301329 |
0,0490101 |
0,0740097 |
0,10156 |
-0,0800693 |
-0,047927 |
-0,0127235 |
0,019929 |
0,0474795 |
0,0760505 |
0,10003 |
|
Таблица 2. Результаты вычислений
R0 = 3000 Ом, E0 = 4,8 В, предел измерения АЦП ±1 В.
i |
ΔRi , Ом |
UH, В |
UB, В |
|
Ui = f(ΔRi), В |
|
Si, В |
Δmax i, В |
1 |
-300 |
-0,110171 |
-0,0795591 |
-0,0886151 |
-0,0887606 |
0,00015 |
0,0102865 |
0,022 |
2 |
-200 |
-0,0622125 |
-0,0463964 |
-0,0521999 |
-0,0518743 |
-0,00033 |
0,00529465 |
0,011 |
3 |
-100 |
-0,0280294 |
-0,0127235 |
-0,0183994 |
-0,0178096 |
-0,00059 |
0,00546401 |
0,0097 |
Продолжение таблицы 2 |
||||||||
4 |
0 |
0,00564351 |
0,0301329 |
0,0153372 |
0,0137454 |
0,00159 |
0,00791331 |
0,015 |
5 |
100 |
0,0311533 |
0,0495203 |
0,042824 |
0,0430581 |
-0,00023 |
0,00786352 |
0,012 |
6 |
200 |
0,0622752 |
0,0760505 |
0,0691628 |
0,0703594 |
-0,00120 |
0,00509466 |
0,0069 |
7 |
300 |
0,0857442 |
0,10156 |
0,0964583 |
0,0958494 |
0,00061 |
0,00472349 |
0,011 |
,
В
,
ВЗначения коэффициентов:
a0=0,0137454
a1= 0,000308989
b0=1
b1= 0,000368379
Аппроксимирующая характеристика:
Рисунок 1. Графическое представление экспериментальных данных и результатов их обработки.
Таблица 3. Абсолютная погрешность
Δmax i |
|
|
|
0,022 |
-0,02141 |
0,00015 |
0,02170 |
0,011 |
-0,01034 |
-0,00033 |
0,00969 |
0,0097 |
-0,01022 |
-0,00059 |
0,00904 |
0,015 |
-0,01320 |
0,00159 |
0,01639 |
0,012 |
-0,01190 |
-0,00023 |
0,01144 |
0,0069 |
-0,00808 |
-0,00120 |
0,00569 |
0,011 |
-0,01011 |
0,00061 |
0,01132 |
Δmax
i
Δmax
i
Рисунок 2. Графическое представление погрешностей измерений при испытаниях тензорезистора.
Δa= max(Δi +Δmax i) = 0,02170 В – предельная абсолютная погрешность
-
приведённая предельная погрешность
Вывод:
В данной лабораторной работе был исследован макет аналогового измерительного преобразователя "приращение напряжения - сопротивление". Были определены его характеристики методом "по мере" и рассчитаны погрешности. Предельная абсолютная погрешность составила 0,0217 В, а приведённая предельная погрешность равна 24,5 %.