2. Выполнение работы
Перед выполнением непосредственных измерений в рамках данной работы в первую очередь была произведена корректировка нуля и калибровка используемых приборов в соотвествие с их документацией.
2.1. Измерение постоянного тока
Для поверки вольтметра на постоянном токе была собрана следующая схема:
Рисунок 1. Схема поверки вольтметра на постоянном токе: R – регулируемый резистор на стенде, V1 и
V2 – поверяемый и образцовый вольтметры.
Регулируя величину напряжения на источнике напряжения, мы последовательно устанавливали стрелку испытуемого вольтметрана каждой из отметок шкалы (от 0 до 10 В). Установка значений поверяемого вольтмера производилась сперва при увеличении подаваемого напряжения, а затем при его уменьшении.
Для каждого показания испытуемого вольтметра |
U x |
записывались |
соотвествующие ему показания образцового вольтметра |
U ум |
и U ув , затем |
оценивалась их абсолютная погрешность: |
|
|
Uум=U x−Uум
Uув=Ux−U ув
На основе значений U ум и U ув была вычислена вариация показаний:
|U ув−U ум| |
|||
b= |
|
|
100% |
|
|
||
|
|
UN |
|
где U N |
– нормирующее значение, в качестве которого в случае характеристик |
||
используемого СИ была выбрана величина, равная конечному значению диапазона измерений,
7
Таблица 1. Результаты поверки вольтметра на постоянном токе
Показания |
Показания образцового |
Абсолютная погрешность |
|
|||
вольтметра |
Вариация |
|||||
поверяемого |
|
|
||||
При |
При |
При |
При |
показаний |
||
вольтметра |
||||||
увеличении |
уменьшении |
увеличении |
уменьшении |
|
||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
U x ,В |
U ув ,В |
U ум , В |
U ув ,В |
U ум ,В |
b, % |
|
0 |
0,598 |
0,608 |
-0,598 |
-0,608 |
0,100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1,580 |
1,558 |
-0,580 |
-0,558 |
0,220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2,532 |
2,507 |
-0,532 |
-0,507 |
0,250 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3,515 |
3,557 |
-0,515 |
-0,557 |
0,420 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4,479 |
4,520 |
-0,479 |
-0,520 |
0,410 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5,477 |
5,477 |
-0,477 |
-0,477 |
0,000 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6,508 |
6,530 |
-0,508 |
-0,530 |
0,220 |
|
|
|
|
|
|
|
|
7 |
7,511 |
7,526 |
-0,511 |
-0,526 |
0,150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
8 |
8,569 |
8,548 |
-0,569 |
-0,548 |
0,210 |
|
|
|
|
|
|
|
|
9 |
9,568 |
9,563 |
-0,568 |
-0,563 |
0,050 |
|
|
|
|
|
|
|
|
10 |
10,586 |
10,617 |
-0,568 |
-0,617 |
0,310 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Результаты измерений и конечных вычислений представлены в Таблице 1. На основе полученных данных был построен график зависимости абсолютной
погрешности показаний от показаний поверямого вольтметра:
8
Вычислим максимальное значение основной приведённой погрешности:
γ=(Δ U )max 100%=6,17 %
U N
где (Δ U )max – максимальное значение абсолютной погрешности для поверенных отметок шкалы.
Согласно полученным данным:
γ=0,61710 100 %=6,17%
2.2. Измерения переменного тока
Поверка вольтметра на переменном токе производилась методике, аналогичной той, что была описана в предыдущем разделе.
Для проведения измерений была собрана следующая схема:
Рисунок 3. Схема поверки вольтметра на переменном токе.
Заметим, что для генерации переменного тока был использован, вопреки рекомендациям лабораторной работы, был использован функциональный генератор NI- PXI-1033 FGEN с максимальной амплитудой напряжения на выходе 10 В.
Это, однако, позволило измерять напряжения вплоть до Umax=6 В , поскольку максимальное эффективное напряжение, реализуемое функциональным генератором,
очевидно соотвествует |
10 B |
7 В , |
но ввиду недостижимости отметки в 7 В на |
|||
|
|
|
||||
√2 |
||||||
|
|
|
||||
практике, в ходе выполнения измерений было решено ограничить максимальное значение напряжения отметкой в 6 В.
Полученные в ходе измерений результаты представлены в Таблице 2.
9
Таблица 2. Результаты поверки вольтметра на переменном токе
Показания |
Показания образцового |
Абсолютная погрешность |
|
|||
вольтметра |
Вариация |
|||||
поверяемого |
|
|
||||
При |
При |
При |
При |
показаний |
||
вольтметра |
||||||
увеличении |
уменьшении |
увеличении |
уменьшении |
|
||
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
U x ,В |
U ув ,В |
U ум , В |
U ув ,В |
U ум ,В |
b, % |
|
0 |
0,005 |
0,004 |
-0,005 |
-0,004 |
0,010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1,121 |
1,151 |
-0,121 |
-0,151 |
0,300 |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2,183 |
2,182 |
-0,183 |
-0,182 |
0,010 |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
3,144 |
3,162 |
-0,144 |
-0,162 |
0,180 |
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
4,172 |
4,160 |
-0,172 |
-0,160 |
0,120 |
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
5,125 |
5,201 |
-0,125 |
-0,201 |
0,760 |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 |
6,162 |
6,225 |
-0,162 |
-0,225 |
0,630 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ниже представлен график зависимости абсолютной погрешности показаний от показаний поверямого вольтметра, построенный на основе полученных результатов:
Определим максимальное значение основной приведенной погрешности:
γ=0.10225 100%=2.25 %
10