Практика, лабараторные работы. Преподователь Варшавский Ильяс Евгеньевич / Лабараторная работа №2, пятая / Лабораторная работа №2, пятая. Электронные аналоговые вольтметры
.docx
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)»
Кафедра информационно-измерительных систем и технологий (ИИСТ)
ОТЧЕТ
по лабораторной работе № 2
«Электронные аналоговые вольтметры»
Выполнил : Попов Алексей Павлович
Группа № 9802
Преподаватель: Варшавский Ильяс Евгеньевич
Санкт-Петербург, 2021
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
Электронные аналоговые вольтметры.
Работа № 2. Электронные аналоговые вольтметры
Цель работы: исследование метрологических характеристик электронных вольтметров
Схема установки.
рис. 1. схема установки
Для выполнения работы применяют схему, представленную на рисунке 1, где ГС – генератор (синтезатор) сигналов синусоидальной, прямоугольной и треугольной формы, ЦВ – цифровой вольтметр, ЭЛО – электронно-лучевой осциллограф.
ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ
Лабораторная работа №2
Электронные аналоговые вольтметры
Таблица 1. Электронный вольтметр в режиме сличения
Показания проверяемого электронного вольтметра, U, В |
Показания образцового цифрового вольтметра |
|
|
|
|||
при увеличении U0 ув, В |
при уменьшении U0 ум, В |
|
|
0,5 |
0,49 |
0,48 |
|
1 |
1 |
1,01 |
|
1,5 |
1,52 |
1,51 |
|
2 |
2,04 |
2,01 |
|
2,5 |
2,54 |
2,53 |
|
3 |
3,06 |
3,06 |
|
Таблица 3. АЧХ электронного вольтметра, нижний диапазон частот
f, Гц |
|
|
1000 |
800 |
600 |
400 |
200 |
50 |
Электронный вольтметр |
U (f), В |
|
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
K (f) |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Цифровой вольтметр |
U (f), В |
|
2,42 |
2,44 |
2,44 |
2,44 |
2,44 |
2,44 |
K (f) |
|
1 |
1,01 |
1,01 |
1,01 |
1,01 |
1,01 |
|
Для ЭВ fн = 6 Гц, для ЦВ fн = 8 Гц |
||||||||
f, Гц |
|
40 |
30 |
20 |
10 |
8 |
6 |
4 |
Электронный вольтметр |
U (f), В |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,4 |
2,41 |
2,43 |
2,44 |
K (f) |
1 |
1 |
1 |
1 |
1,00 |
1,01 |
1,02 |
|
Цифровой вольтметр |
U (f), В |
2,43 |
2,42 |
2,39 |
2,24 |
2,15 |
1,85 |
1,16 |
K (f) |
1 |
1 |
0,99 |
0,93 |
0,89 |
0,76 |
0,48 |
|
Таблица 2. АЧХ электронного вольтметра, верхний диапазон частот
f, кГц |
1 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
600 |
|
Электронный вольтметр |
U (f), В |
2,4 |
2,45 |
2,41 |
2,40 |
2,39 |
2,38 |
2,36 |
K (f) |
1 |
1,02 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
0,99 |
0,98 |
|
Цифровой вольтметр |
U (f), В |
2,44 |
2,42 |
2,29 |
2,20 |
2,10 |
2,05 |
1,95 |
K (f) |
1 |
0,99 |
0,94 |
0,90 |
0,86 |
0,84 |
0,80 |
|
Для ЭВ fн = 1900 кГц, для ЦВ fн = 400 кГц |
||||||||
f, кГц |
700 |
800 |
900 |
1000 |
1100 |
1200 |
1300 |
|
Электронный вольтметр |
U (f), В |
2,35 |
2,32 |
2,31 |
2,30 |
2,29 |
2,44 |
2,42 |
K (f) |
0,98 |
0,97 |
0,96 |
0,96 |
0,95 |
1,02 |
1,01 |
|
Цифровой вольтметр |
U (f), В |
1,88 |
2,03 |
2,22 |
2,42 |
2,60 |
2,75 |
2,80 |
K (f) |
0,77 |
0,83 |
0,91 |
0,99 |
1,07 |
1,13 |
1,15 |
|
f, кГц |
1400 |
1500 |
1600 |
1700 |
1800 |
1900 |
|
|
Электронный вольтметр |
U (f), В |
2,28 |
2,28 |
2,26 |
2,23 |
2,20 |
2,16 |
|
K (f) |
0,95 |
0,95 |
0,94 |
0,93 |
0,92 |
0,90 |
|
|
Цифровой вольтметр |
U (f), В |
2,68 |
2,32 |
1,62 |
1,05 |
0,44 |
0,23 |
|
K (f) |
1,10 |
0,95 |
0,66 |
0,43 |
0,18 |
0,09 |
|
|
Таблица 4. Влияние формы напряжения на показания вольтметра
Исследуемые характеристики |
Форма сигналов |
||
Синусоидальная |
Прямоугольная |
Треугольная |
|
Uпц, В; Uпэ, В |
1,5; 1,5 |
2,57; 2,53 |
1,18; 1,19 |
Uср, В |
1,3514 |
2,3153 |
1,0721 |
U, В |
1,50 |
2,3153 |
1,2329 |
δ, % |
0 |
9,91 |
4,48 |
Экспериментальный макет: Класс точности электронного вольтметра – 1,5
Выполнил Попов А.П.
Факультет электроники
Группа № 9802 “____” __________ _____
Преподаватель: _________________
Обработка результатов эксперимента.
Основная погрешность электронного вольтметра
Таблица 5. Погрешность электронного вольтметра
Погрешность |
||||
абсолютная |
относительная, δ, % |
приведённая, γ, % |
вариация, H, % |
|
при увеличении Δ U0 ув, В |
при уменьшении Δ U0 ум, В |
|||
0,01 |
0,02 |
6 |
1,00 |
0,33 |
0 |
0,01 |
1 |
0,33 |
0,33 |
0,02 |
0,01 |
2 |
1,00 |
0,33 |
0,04 |
0,01 |
2,5 |
1,67 |
1,00 |
0,04 |
0,03 |
2,8 |
2,33 |
0,33 |
0,06 |
0,06 |
4 |
4,00 |
0,00 |
γmax = 4% , Hmax = 1%. |
||||
График 1. Зависимость погрешностей от показаний прибора.
Амплитудно-частотная характеристика электронного вольтметра.
График 2. АЧХ электронного вольтметра в области верхних частот
График 3. АЧХ электронного вольтметра в области нижних частот
Влияние формы напряжения на показания электронного вольтметра.
Расчеты элементарны, коэффициенты для: синусоидального напряжения – 1,11, прямоугольного – 1,0, треугольного – 1,15. Результаты расчетов приведены в таблице 4.
Выводы.
Проведено исследование метрологических характеристик электронных вольтметров. По классу точности электронного вольтметра его приведенная погрешность выходит за рамки допустимой в 3 точках, что говорит либо о несоответствии характеристик своему классу точности, либо грубых погрешностях при измерениях. По своим АЧЪ электронный вольтметр превосходит цифровой. Его характеристика куда более линейна и сами значения максимального и минимального рабочих диапазонов значительно больше. Влияние формы сигналов на значения погрешностей соответствует последствиям преобразования входных данных.