Обработка результатов эксперимента.
Определим абсолютные, относительные и приведенные погрешности электронного вольтметра, а также вариации показаний.
Примеры расчета для 0,5 В:
;
Определение погрешности электронного вольтметра |
|||||
|
Погрешность |
||||
Показания поверяемого электронного вольтметра, U, В |
Абсолютная |
Относительная
|
Приведенная
|
Вариация
|
|
При
увеличении
|
При увеличении |
||||
0,1 |
0,007 |
0,001 |
7 |
1 |
0,6 |
0,2 |
0,007 |
0,005 |
3,5 |
2,5 |
0,2 |
0,3 |
0,006 |
-0,003 |
2 |
-1 |
0,9 |
0,4 |
0,003 |
-0,007 |
0,75 |
-1,75 |
1 |
0,5 |
0,008 |
-0,001 |
1,6 |
-0,2 |
0,9 |
0,6 |
0,003 |
-0,007 |
0,5 |
-1,17 |
1 |
0,7 |
-0,008 |
-0,014 |
-1,14 |
-2 |
0,6 |
0,8 |
-0,009 |
-0,011 |
-1,13 |
-1,38 |
0,2 |
0,9 |
-0,006 |
-0,011 |
-0,67 |
-1,21 |
0,5 |
1,0 |
-0,012 |
-0,017 |
-1,2 |
-1,7 |
0,5 |
|
|||||
Рис.1 Зависимости вариации, относительной и приведенной погрешностей прибора от показаний поверяемого прибора
Представим ачх вольтметра в относительных единицах.
Пример
расчета:
.
Область верхних частот |
|||||||||||||||||||||||||||||
f,кГц |
1 |
100 |
200 |
300 |
350 |
400 |
450 |
500 |
600 |
800 |
1000 |
1500 |
2000 |
2500 |
|||||||||||||||
Электронный вольтметр |
U (f),В |
0,90 |
0,89 |
0,88 |
0,87 |
0,86 |
0,85 |
0,85 |
0,84 |
0,82 |
0,80 |
0,80 |
0,78 |
0,75 |
0,68 |
||||||||||||||
K(f) |
1,00 |
0,99 |
0,98 |
0,97 |
0,96 |
0,94 |
0,94 |
0,93 |
0,91 |
0,89 |
0,89 |
0,87 |
0,83 |
0,76 |
|||||||||||||||
Цифровой вольтметр |
U (f),В |
0,90 |
0,88 |
0,82 |
0,76 |
0,74 |
0,71 |
0,65 |
0,63 |
0,61 |
0,56 |
0,38 |
0,23 |
0,20 |
0,17 |
||||||||||||||
K(f) |
1,00 |
0,98 |
0,91 |
0,84 |
0,82 |
0,79 |
0,72 |
0,70 |
0,68 |
0,62 |
0,42 |
0,26 |
0,22 |
0,19 |
|||||||||||||||
Область нижних частот |
|||||||||||||||
f,Гц |
1000 |
800 |
600 |
400 |
200 |
100 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
8 |
6 |
4 |
|
Электронный вольтметр |
U (f),В |
0,91 |
0,90 |
0,88 |
0,88 |
0,88 |
0,87 |
0,87 |
0,87 |
0,86 |
0,86 |
0,86 |
0,93 |
0,95 |
1,08 |
K(f) |
1,00 |
0,99 |
0,97 |
0,97 |
0,97 |
0,96 |
0,96 |
0,96 |
0,95 |
0,95 |
0,95 |
1,02 |
1,04 |
1,19 |
|
Цифровой вольтметр |
U (f),В |
0,90 |
0,90 |
0,88 |
0,88 |
0,88 |
0,87 |
0,86 |
0,86 |
0,85 |
0,83 |
0,89 |
0,93 |
0,94 |
1,10 |
K(f) |
1,00 |
1,00 |
0,98 |
0,98 |
0,98 |
0,97 |
0,96 |
0,96 |
0,94 |
0,92 |
0,99 |
1,03 |
1,04 |
1,22 |
|
Запишем практические значения напряжения различных форм и
рассчитаем теоретические результаты.
Исследуемые характеристики |
Форма сигналов |
||
синусоидальная |
прямоугольная |
треугольная |
|
, |
0,52 |
0,89 |
0,41 |
|
0,46 |
0,80 |
0,37 |
|
0,52 |
0,80 |
0,43 |
|
0 |
|
-4,7 |
Найдем Uср для всех форм сигналов по формуле:
Приведем пример расчетов для синусоидальной формы сигнала:
Определим действующие значения U. Коэффициенты формы kф для используемых напряжений: синусоидального – 1,11, прямоугольного – 1, треугольного – 1,15.
Синусоидальная:
Прямоугольная:
Треугольная:
Рассчитаем дополнительную относительную погрешность
:
Синусоидальная:
Прямоугольная:
Треугольная:
Вывод: Построены зависимости погрешностей и вариации показаний электронного вольтметра; получены АЧХ электронного и цифрового вольтметров. Определены верхняя (чуть больше 200 кГц) и нижняя (чуть меньше 10 Гц) Рассчитаны дополнительные относительные погрешности при различных формах сигналов, и наибольшее по модулю значение получилось у сигнала прямоугольной формы (11,25 %).
1