5. Описание лабораторного стенда

Рис. 1. Вид модели лабораторного стенда

1 - электромагнитный вольтметр; 2 - электронный аналоговый вольтметр;

3 - генератор сигналов; 4 - ползунковый переключатель.

5. Выполнение лабораторной работы

Исходные данные для варианта №06

Величина	U1, В	U2, В	U3, В	P	f, Гц	n
Значение	2	6	9	0,9	20	9

Таблица 7.1. Результаты наблюдений и расчета составляющих

основной погрешности исследуемого вольтметра

i	U1 = 2 В							U2 = 6 В							U3 = 9 В
	U0i В	i В	В		,*10-3 В2	U0i В			i В	В		,*10-3 В2	U0i В			i В	В		В2
1	1,9	0,10	0,10		10,0	5.9			0,10	-0,01		0.1	9,1			-0,10	-0,155		24.05
2	2,1	-0,10	-0,10		10,0	5.9			0,10	-0,01		0.1	9,0			0	-0,055		3.025
3	1,9	0,10	0,10		10,0	5.9			0,10	-0,01		0.1	9,0			0	-0,055		3.025
4	2	0	0		0	5.9			0,10	-0,01		0.1	8.9			0.10	-0,45		202.5
5	2	0	0		0	5.9			0,10	-0,01		0.1	8.8			0.20	0,145		21.02
6	2,1	-0,10	-0,10		10,0	5.9			0,10	-0,01		0.1	8.9			0.10	-0,45		202.5
7	1,9	0,10	0,10		10,0	5.9			0,10	-0,01		0.1	8.9			0.10	-0,45		202.5
8	2	0	0		0	4,0			0.20	-0.09		8.1	9,0			0	-0,055		3.025
9	2,1	-0,10	-0,10		10,0	5.9			0,10	-0,01		0.1	8,9			0.10	-0,45		202.5
	 = 0 В			 = 60*10-3 В2			 = 1,0В				 = 8,9*10-3 В2			 = 0,5 В				 = 864,2*10-3 В2
	c1 = 0 В							c2 = 0,111 В ≈ 0,110 В							c3 = 0,055 В
	S1 = 0,0866 В							S2 =0,03335 В							S3 = 0,3286 В
	Рдов = 0.9; n = 9; t = 2,4
	дов.1 = ±0,16176 В ≈ ± 0,161 В							дов.2 = ±0,62031 В ≈ ± 0,620 В							дов.3 = ± 0,611196 ≈ ± 0,611 В

U, В	1	4	9
	0,161	0,73	0.666
	-0,161	-0.53	-0.556

Определим пределы допускаемых погрешностей аналогового вольтметра:

Графики областей основной погрешности

Расчетные формулы по обработке результатов наблюдений и измерений

1. Абсолютная погрешность каждого наблюдения _i , содержащая систематическую и случайную составляющие погрешности измерения:

_i = U_j – U_оi

где U_j принимает значения U₁ , U₂ и U₃ соответственно.

2. Оценка систематической составляющей погрешности:

.

3. Случайные составляющие погрешности каждого наблюдения вычисляются по формуле:

4. Оценка среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности результата наблюдения определяется по формуле:

.

5. Оценка среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности результата измерения:

.

6. Доверительный интервал случайной составляющей погрешности вольтметра:

где t – коэффициент, значение которого зависит от заданной доверительной вероятности Р_дов и числа наблюдений n.

7. Определение границ суммарной погрешности единичных измерений аналоговым вольтметром:



Оценку суммарной основной абсолютной погрешности вольтметра выполняют по формуле:

 (U_j) = _cj   _{дов j} .

График, характеризующий область значений основной погрешности (U), полученных экспериментально при напряжениях U₁,U₂,U₃:

ВЫВОД

По данным эксперимента границы суммарной погрешности единичных измерений аналоговым вольтметров не превышают границы допускаемой погрешности. Следовательно, аналоговый вольтметр пригоден к измерению напряжения в диапазоне от 1 В до 9 В при следующих условия: f=20 Гц, n=8, P=0.95.

1.1.14. На шкалах измерительных приборов имеются следующие

обозначения: 0,5; ;; 0,5/0,3. Как оценить пределы допускаемой

погрешности, соответствующие этим обозначениям?

1.1.15. Абсолютный уровень напряжения, измеренный с помощью вольтметра В3-38 в нормальных условиях, равен 5 дБ на частоте 1 кГц. Оценить абсолютную погрешность измерения уровня.